Утилизация и вторичная переработка пластмасс
Фотоокисление как фактор предварительной фрагментации полим. отходов
Молекулярная фрагментация это один из перспективных путей в условиях естественной ассимиляции полимерных отходов. Молекулярная фрагментация направлена на создание таких условий, в результате которых образуются фрагменты с пониженной массой. Естественная ассимиляция возможна в случае действия микроорганизмов на вещества с пониженной молекулярной массой.
Наиболее сложная стадия это переход из высокой ММ, в низкую ММ.
Скорость гидролиза Vг<<{Vа+Vм}
Для ускорения этого процесса используют молекулярную фрагментацию.
Методы:
1. механическое воздействие – измельчение (криоизмельчение, коландрование, экструзия, прессование)
2. радиационное – испускание гамма лучей, воздействие УЗ
3. электрические – сила тока, напряжение.
4. воздействие световой энергии – возд. кванта света.(фотоокислительная деструкция)
5. химические – кислота, щелочи, растворители, гидролиз
6. окисление и озонирование.
Чаще всего используют комбинации методов.
Фотоокисление.
В данном случае фактор старения квант света. Фотоокислительная реакция протекает по 2 механизмам.
1. полимер поглощает квант света, в результате этого происходит перенос энергии, переход полимера в возбужденное состояние, в результате чего может образоваться активный центр или свободный радикал.
2. поглощение световой энергии провоцируется разрывом макромолекулы полимера.
Общая схема поглощения световой энергии: при воздействии световой энергии происходит переход молекулы из основного синглетного состояния, в котором спины спарены в электронно-возбужденное состояние, когда происходит перенос одного электрона с заполненной орбитали на вакантную орбиталь с более высокой энергией. Молекула в возбужденном состоянии может быть не более 10-8 с, после чего возвращается в исходное состояние, испуская квант света. Именно в этот момент, когда молекула находиться в возбужденном синглетном состоянии может произойти присоединение кислорода. Существует также возбужденно-триплетное состояние, в котором происходит ориентация электронного спина – это состояние длиться 10-4с. Если присоединение не произошло, то молекула возвращается в исходное состояние, излучая квант света. В триплетном состоянии молекула может изменять простую конфигурацию, в результате этого могут образовываться области повышенного образования активных центров, в результате это приводит к разрыву макромолекулы. Существуют полимеры, которые достаточно стойкие к воздействию света. Это полимеры, содержащие бензольные кольца. Наибольшую опасность испытывают полимеры, которые содержат карбонильные группы.
