Введение к работе
Актуальность работы:
Создание экологически чистой безотходной технологии утилизации
производственных отходов полиуретанов (ПУ) и изношенных
полиуретановых изделий путем получения из них новой, пригодной для
использования продукции (мелкодисперсных наполнителей
полимерстройматериалов, клеевых композиций, пленочных покрытий) позволило бы решить две общественно значимые задачи
ликвидации вредных, неразрушающихся в естественных условиях
техногенных образований, загрязняющих атмосферу крупных мегаполисов,
ресурсосбережения, позволяющего снизить уровень материало-, энерго-
трудозатрат на изготовление и переработку дорогостоящих материалов
Работа выполнялась в рамках "Межотраслевой программы сотрудничества Министерства образования Российской Федерации и Федеральной службы специального строительства Российской Федерации на 2001-2005 г г", научной программы "Федерально-региональная политика в науке и образовании" Министерства образования РФ в 2003-2004 г г и по гранту Санкт-Петербурга в сфере научной и научно-технической деятельности (договор № 143/03/Гр-207 от «17» июня 2003 г)
Спрос на полиуретановые изделия постоянно растет, в связи с чем увеличивается количество отходов, большая часть которых подвергается «захоронению» на территории предприятий или вывозится на свалки Повышенная сопротивляемость полиуретанов к атмосферным воздействиям препятствует их естественному разложению под влиянием природных факторов, делает отходы одними из самых опасных, так как они загрязняют атмосферу, гидросферу и почву в течение 100 и более лет Контакт с осадками и грунтовыми водами сопровождается вымыванием из состава полиуретанов и переносом в водные артерии вредных органических соединений (диизоцианатов, гликолей, пластификаторов, катализаторов)
Интенсивные методы ликвидации отвержденных полиуретанов, такие
как сжигание, неприемлемы из-за выделения токсичных, в том числе
канцерогенных, продуктов термораспада (цианистого водорода,
ацетонитрила, фосгена, пиридина, бензонитрила) и образования
смолообразной, не поддающейся дальнейшей утилизации жидкой фазы К ним более чем ко многим другим продуктам, относится принятая Европейским Союзом 2 апреля 1999 года Директива «О свалках», по которой с 2003 года вводится запрет на их сжигание
Строите пьетво специализированных сооружений высокотемпературного разложения полиуретанов с целью использования образующихся газов как теплоносителей обходится недопустимо дорого и энергетически нецелесообразно по причине малой калорийности продуктов горения
Очевидно, что необходимо создание технологии экологически чистой и безотходной вторичной переработки полиуретанов
Цель работы заключается в создании технологии регенерации блочных полиуретановых эластомеров на основе простых и сложных полиэфиров путем их пластификации и последующего физико-механического воздействия с учетом таких требований, как сохранение для регенерированного продукта высокого уровня физико-механических свойств, присущих исходному сырью, простота и надежность технических решений, применение типового отечественного оборудования
Задачи исследования состоят в следующем
- определение совместимости пластификаторов с изучаемыми полимерами,
- выбор технических приемов и технологических параметров получения
регенерата из пластифицированного продукта,
- сравнительный анализ структуры регенерированных и исходных
полимеров,
определение эксплуатационных характеристик регенерата и композитов на его основе,
выбор направлений практического использования регенерата,
разработка технологической схемы регенерации полиуретановых отходов
Научная новизна:
впервые изучена специфика и представлены научные обоснования химических превращений, сопутствующих пластификации апротонными соединениями блочных сегментированных полиуретанов простоэфирного и сложноэфирного строения, отвержденных по аминному механизму,
исследованы и объяснены с позиций образования упорядоченных надмолекулярных структур особенности равновесного набухания в различных средах полиэфируретанов, отличающихся химическим составом
Практическая значимость:
установлена возможность переработки полиуретанов на основе простых полиэфиров в мелкодисперсный регенерат, позволяющий заменить до 20% по массе штатного компонента без заметного снижения значений физико-механических свойств,
показана целесообразность получения на базе полиуретанов простого и сложноэфирного строения жидковязких композиций (клеев, лаков), характеризующихся клеящей способностью на уровне промышленных составов и образующих прочное, долговечное покрытие на различных подложках (дерево, сталь, бетон, картон, стекло и так далее),
предложена наукоемкая, рентабельная, экологически безопасная, ресурсосберегающая технология переработки технологических отходов полиуретанов, ранее не поддававшихся утилизации, в продукцию, пригодную для вторичного использования
Апробация работы:
Результаты исследования но теме диссертации представлены и обсуждены на 36-й научной и учебно-методической конференции профессорско-преподавательского и научного состава СПбГУ ИТМО
Доклады на XVII конференции «Петербургские чтения но проблемам прочности» (Санкт-Петербург, 10-12 апреля 2007) и на конференции «Пластмассы со специальными свойствами» (Санкт-Петербург, СПбГТИ(ТУ) 1 ноября 2006) вошли в сборники научных трудов
Публикации.
Основное содержание диссертационной работы изложено в 3 научных трудах, опубликованных в научно-технических журналах
Объем и структура работы:
Похожие диссертации на Технология регенерации отходов сегментированных полиуретанов
