Введение
1 Литературный обзор 8
1.1 Данные о выработке изношенных автомобильных шин
и основные методы их утилизации 8
1.2 Основные методы переработки изношенных автомобильных шин 10
1.3. Общие сведения о полимерном корде автомобильных шин 12
1.3.1 Химический состав полимерного корда автомобильных шин 12
1.3.2 Физико-химические свойства полимеров, входящих в состав полимерного корда 13
1.3.3 Химический состав резиновых смесей, используемых в производстве автомобильных шин 14
1.3.4 Основные типы каучуков, используемые в производстве автомобильных шин 15
1.3.5 Химическая стойкость резин 18
1.3.6 Термостойкость резин 19
1.4 Методы переработки резинотехнических и полимерных отходов 20
1.4.1 Химические методы переработки полимерных отходов 22
1.4.2 Термические методы переработки полимерных отходов 23
1.5 Теоретические основы температурного разложения полимерных отходов 27
1.5.1 Основные стадии процесса пиролиза полимеров 29
1.5. 2 Механизмы термодеструкции полимеров входящих в состав полимерного корда изношенных автомобильных шин 29
1.5.3 Продукты пиролиза полимерных материалов 32
1.5.4 Характеристики продуктов пиролиза полимерных отходов 33
1.6 Каталитический пиролиз полимерных отходов 36
1.6.1 Катализаторы пиролиза полимерных отходов 38
1.6.2 Механизмы каталитического пиролиза полимерных отходов 39
1.6.3 Каталитические свойства хлоридов металлов подгруппы железа 43
2. Методики проведения экспериментов и анализов 46
2.1 Сырье и вспомогательные материалы 46
2.1.1 Характеристика вторичного полимерного корда 46
2.2 Методика проведения эксперимента 47
2.3 Анализ газообразных продуктов 49
2.3.1 Хроматографический анализатор концентраций газообразных углеводородов в газовых средах 51
2.3.2 Анализатор низшей объемной теплоты сгорания газовых сред 53
2.3.3 Анализатор объемной концентрации водорода в газовых средах 54
2.3.4 Анализ объемной концентрации воздуха, окиси углерода и метана 56
2.3.5 Анализ объемной концентрации двуокиси углерода 56
2.4 Методики обработки результатов анализа газообразных продуктов 57
2.5 Определение природы кислотных центров образца полимерного корда с добавлением хлорида кобальта 59
2.6 Исследование взаимовлияния полимеров на конверсию субстрата в процессе пиролиза полимерного корда 59
2.7 Исследование влияния природы аниона на каталитическую активность соединений кобальта в процессе пиролиза полимерного корда 59
2.8 Атомно-абсорбционный анализ содержания металлов в жидкой фракции пиролиза полимерного корда 60
2.9 Исследование процесса термодеструкции методами термогравиметрического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии 61
2.10 ИК-Фурье спектроскопия жидких продуктов пиролиза 63
2.11 Определение массовых валовых содержаний химических элементов методом рентгенофлуоресцентного анализа 64
2.12 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) образцов субстрата и твердых остатков пиролиза 64
2.13 Определение удельной площади поверхности образцов 65
3 Результаты экспериментов и обсуждение 67
3.1 Влияние хлоридов металлов подгруппы железа на процесс пиролиза полимерного корда 67
3.1.1 Влияние хлоридов металлов на выход продуктов пиролиза 67
3.1.2 Влияние концентрации хлоридов металлов подгруппы железа на конверсию полимерного корда в процессе пиролиза 71
3.1.3 Влияние вида катализатора на изменение объема и скорости образования газообразных продуктов 71
3.2. Хроматографическое исследование газообразных продуктов пиролиза 73
3.2.1 Влияние катализатора на теплотворную способность пиролизного газа 73
3.2.2 Влияние условий проведения процесса на состав газообразных продуктов пиролиза 78
3.2.3 Влияние исследуемых катализаторов на объемы образования углеводородов 82
3.3 Исследование кислотных свойств хлорида кобальта при взаимодействии с полимерным кордом 85
3.4 Исследование взаимовлияния полимеров на конверсию субстрата в процессе пиролиза полимерного корда 86
3.5 Исследования влияния вида аниона на каталитическую активность соединений кобальта в процессе пиролиза полимерного корда 91
3.6 Исследование процесса термодеструкции методами термогравиметрического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии 94
3.7 Исследование жидких продуктов пиролиза 100
3.7.1 ИК-спектроскопия жидкой фракции пиролиза полимерного корда 100
3.7.2 Исследование жидких продуктов методом атомно-абсорбционной спектроскопии 102
3.8 Исследование твердого остатка пиролиза 103
3.8.1 Рештенофлуоресцентный анализ твердых остатков пиролиза 103
3.8.2 Рентгенофотоэлектронное исследование твердых остатков пиролиза 104
3.8.3 Определение удельной площади поверхности твердых углеродных остатков пиролиза полимерного корда 112
4 Кинетическое моделирование процесса пиролиза 118
5 Результаты опытно-промышленных испытаний 129
Выводы 134
Приложение 135 Список литературы 137
