WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

Температура размягчения по КиШ, 0С

112,0

99,5

96,5

Глубина проникновения иглы при 250С, 0,1 мм

40,0

48

83,0

Адгезионная прочность при 250С, Н•см-1:

  • к бетону

5,5

8,3

3,0

  • к полиэтилену

7,5

4,6

3,0

  • к стали

6,4

9,5

4,1

Изучены методом дериватографии кинетические закономерности и определены параметры реакции ТОД расплава товарного АПП. В качестве стандарта использовали образцы ИПП. Был установлен экзотермический тепловой эффект термоокислительой деструкции при 150-250оС, соответствующий окислению макромолекул по СН-связям, получаемого в настоящее время, АПП (рис. 3.). На основании полученных кинетических кривых ДТГ, ТГ и Т были рассчитаны кинетические параметры реакции ТОД для данного полимерного отхода. Результаты вычислений приведены в таблице 3. Доверительный интервал выходных данных и искомых величин 95%.

Полученные кинетические параметры хорошо согласуются с литературными данными. Снижение температурного интервала, характеризующего окисление полимера по С-Н связям, значения энергии активации, теплового эффекта реакции термоокислительной деструкции расплава АПП, вероятно связано с особенностями его строения. Кинетика изменения средневязкостной молекулярной массы АПП в зависимости от времени термоокислительной деструкции (расход воздуха - 0,5 мл/мин•г) изображена на рисунке 4. Расплавы полимеров сильно различаются по величине динамической вязкости (рис. 5.), что позволяет определить температурный режим приготовления модифицированных ими композиций.

Рис. 3. Дериватограммы АПП (образец №4), термоокислительная деструкция; скорость нагрева 5 град/мин, среда воздух.

Таблица 3.

Кинетические параметры реакции термоокислительной деструкции АПП

Показатель

АПП

ИПП

обр.№1

Обр. №4

Энергия активации, кДж/моль

62,4

56,3

113,2

Предэкспоненциальный множитель, с-1

5х102

1,4х102

5х103

Тепловой эффект реакции, кДж/кг

-2000

-1306

-1533

Эффективный порядок реакции

1,5

1,5

1,1

Исходный АПП смешивается с битумом только при 180-2000С, а окисленный АПП при 120-1300С полностью растворяется в дорожных битумах, что позволяет использовать его на действующих асфальтобетонных заводах при приготовлении битумно-полимерных вяжущих без изменения технологического режима установок.

В результате внедрения метода и средства для его реализации получен новый востребованный продукт – окисленный АПП, обладающий уникальным строением и комплексом ценных эксплуатационных свойств, которые выявляются в результате ТОД. ОАПП представляет собой аморфный термопластичный материал, проявляющий повышенные адгезионные свойства из-за наличия в структуре макромолекулы полярных карбонильных, гидроксильных функциональных групп и двойных углерод-углеродных связей.

Рис. 4 Кинетика изменения средневязкостной молекулярной массы АПП в зависимости от времени ТОД (расход воздуха 0,5 мл/мин г)

Рис. 5 Зависимость динамической вязкости полимеров от температуры (1 АПП, 2 низкоокисленный АПП, 3 высокоокисленный АПП

Структурная формула окисленного АПП:

где n = 123,0—898,0; m = 1,1—2,0; k = 1,0—1,9; l = 1,6—2, 0 с молекулярной массой 5500—38000. Нами была запатентована формула продукта, способ и устройство его получения. Значительное изменение структуры и основных свойств полимера при окислении определяет различные области использования модифицированного АПП. Регулирование основных свойств промышленного АПП методом термоокислительной деструкции расширило спектр методов утилизации и областей использования.

В настоящее время ОАО «ТНХК» в природоохранной декларации указывает, что АПП как один из видов отходов данного производства реализуется инновационному малому предприятию ООО «Атактика» (г. Томск), на базе которого синтезируется окисленный АПП на опытно-промышленной установке по непрерывной технологии в объеме 400 тон в год с 2005 года. В зависимости от условий окисления нами производится три вида марочной продукции, различной по степени окисления:

  • ОАПП-Н - низкоокисленный АПП, полученный при 1800С имеем средневязкостную молекулярную массу (ММ) в пределах 28-30103 и содержит 0,27-0,31 % мол. карбонильных групп;
  • ОАПП-С - среднеокисленный АПП полученный при 2000С имеет средневязкостную ММ 12-15103 и содержит 0,46-0,50 % мол. карбонильных групп;
  • ОАПП – В – высокоокисленный АПП полученный при 2500С, имеем средневязкостную молекулярную массу (ММ) 5-8103 и содержит 0,95-1,0% мол. карбонильных групп. Динамическая вязкость расплава атактического полипропилена окисленного указанных марок при 180°С не превышает 200 СПз. Атактический полипропилен окисленный марок ОАПП-Н. ОАПП-С, ОАПП-В выпускается в виде прямоугольных или цилиндрических моноблоков упакованных в полиэтиленовые мешки или гофрокоробки с антиадгезионным вкладышем массой от 10 до 30±1,0 кг.

В шестой главе изложены результаты геоэкологической оценки воздействия АПП и ОАПП на окружающую среду с использованием физико-химических методов анализа (рис. 4). Необходимость рассмотрения экологических, физико-химических, социальных, а также частных проблем в области экологии при производстве, потреблении и утилизации полимерной продукции не вызывает сомнения. Нами была проведена геоэкологическая оценка воздействия АПП и ОАПП на окружающую среду с использованием физико-химических методов анализа. На основании анализа литературных данных и нормативной документации нами были определены химические вещества, миграция которых возможна из АПП и ОАПП в окружающую среду в процессе их эксплуатации.

Рис. 4. Схема проведенных геоэкологических исследований.

При анализе почвенных проб (табл. 3) и водных экстрактов содержание тяжелых металлов (хрома, меди, свинца, цинка, титана, алюминия) не выходит за пределы ПДК, что свидетельствует об отсутствии геоэкологической опасности загрязнения почв и грунтовых вод элементами (катализаторами) вносимыми с объектом.

Таблица 3.

Среднее содержание тяжелых металлов в почве экспериментальной площадки за четырех летний период

Элемент

Среднее содержание металлов, мг/кг

Свинец

16,22±0,88

Железо

71000±72,03

Марганец

200±6,67

Алюминий

70333±544,5

Титан

3977,7±51,33

Результаты паразитологического, микробиологического исследований в совокупности с измеренными значениями БПК и ХПК, значения которых не превышают нормативы согласно существующей на сегодня санитарно-гигиенической нормативной базе, свидетельствуют о геоэкологической безопасности данного вида отхода производства.

Также нами исследовались параметры воздействия битума нефтяного дорожного БНД 90/130, модифицированного низкоокисленным АПП на компоненты окружающей среды: миграция химических веществ в воздушную среду (выполнялось с использованием климатической камеры, в которой создавались условия, такие как насыщенность материалом, температура, влажность, скорость движения воздуха и воздухообмен, максимально приближенные к условиям эксплуатации), миграция химических веществ в водную среду и почву и токсикологическая опасность БНД/ОАПП (для получения информации о подвижности входящих в состав БНД/ОАПП химических веществ готовили вытяжки из исследуемого материала). Согласно полученным результатам композиция БНД/ОАПП относится к 4 классу опасности малоопасная (приложение 7 к СП 2.1.7.1366-03) (табл. 4).

Таблица 4.

Результаты измерений массовых концентраций химических веществ в выходящем из камеры воздухе.

Определяемое вещество

Концентрация, мг/м3

ПДК, мг/м3

2 сутки

10 сутки

20 сутки

Ацетальдегид

<0,005

<0,005

<0,005

0,01

Бензол

<0,05

<0,05

<0,05

0,3/0,1

Диметилбензол

<0,05

<0,05

<0,05

0,2

Метилбензол

<0,05

<0,05

<0,05

0,6

Углеводороды

предельные (С2–С10)

<20

<20

<20

-

Формальдегид

<0,001

<0,001

<0,001

0,035/0,003

Этилбензол

<0,05

<0,05

<0,05

0,02

По результатам химического анализа рассчитали ориентировочный водно-миграционный показатель для водного (ОВМПв) и буферного (ОВМПб) экстракта (п.5.5.2. СП 2.1.7.1386-03). Значения ОВМПв и ОВМПб составили 5,9 и 23,4 единицы соответственно. По значению величины ОВМПб композиция БНД/ОАПП-Н относится к 3 классу опасности. По результатам биотестирования композиция БНД/ОАПП-Н относится к 3 классу опасности (Приказ МПР РФ от 15.06.2001 №511) (табл. 5).

Таблица 5.

Результаты химического анализа вытяжек из БНД/ОАПП-Н.

Определяемое вещество

Экстрагент

Концентрация, мг/м3

ПДК, мг/м3

Дистиллированная вода

Буферный раствор

Раствор азотной кислоты

1

2

3

4

5

Ацетальдегид

н/о*

н/о*

н/о*

0,25

1

2

3

4

5

Формальдегид

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»