Тюкова Тюкова



Дата16.07.2017
өлшемі445 b.



Тюкова

  • Тюкова

  • Ирина Степановна

  • доцент кафедры высокомолекулярных соединений, к.х.н.

  • Суворова

  • Анна Исааковна

  • профессор кафедры высокомолекулярных соединений, д.х.н.



Население земного шара увеличивается в год на1,5 – 2%, а объем мусорных свалок – на 6%

  • Население земного шара увеличивается в год на1,5 – 2%, а объем мусорных свалок – на 6%



Объем ТБО непрерывно возрастает как в абсолютных величинах, так и на душу населения.

  • Объем ТБО непрерывно возрастает как в абсолютных величинах, так и на душу населения.

  • Состав ТБО резко усложняется, включая в себя все большее количество экологически опасных компонентов.

  • Отношение населения к традиционным методам сваливания мусора на свалки становится резко отрицательным;

  • Законы, ужесточающие правила обращения с отходами, принимаются на всех уровнях правительства.

  • Новые технологии утилизации отходов, в том числе современные системы разделения компонентов мусора, мусоросжигательные заводы, производящие тепловую и электрическую энергию, санитарные полигоны для захоронения, все более широко внедряются в жизнь.





Источник: О.М. Черп, В.Н.Винченко. Проблемы твердых бытовых отходов: комплексный подход. М.: Эколайн – Ecologia. 1996г, с. 17.

  • Источник: О.М. Черп, В.Н.Винченко. Проблемы твердых бытовых отходов: комплексный подход. М.: Эколайн – Ecologia. 1996г, с. 17.



Источник: О.М. Черп, В.Н.Винченко. Проблемы твердых бытовых отходов: комплексный подход. М.: Эколайн – Ecologia. 1996г, с. 19.

  • Источник: О.М. Черп, В.Н.Винченко. Проблемы твердых бытовых отходов: комплексный подход. М.: Эколайн – Ecologia. 1996г, с. 19.

  •  







Источник: О.М. Черп, В.Н.Винченко. Проблемы твердых бытовых отходов: комплексный подход. М.: Эколайн – Ecologia. 1996г, с. 27.

  • Источник: О.М. Черп, В.Н.Винченко. Проблемы твердых бытовых отходов: комплексный подход. М.: Эколайн – Ecologia. 1996г, с. 27.





Возможность извлечения содержащихся в мусоре ценных компонентов, востребованных в народном хозяйстве.

  • Возможность извлечения содержащихся в мусоре ценных компонентов, востребованных в народном хозяйстве.

  • Значительное сокращение объемов отходов, что приводит к сокращению площадей земельных отводов под полигоны и свалки.

  • Экономия природных ресурсов.



Схема станции по сортировке содержимого «желтых мешков» (LF – легкая фракция, HF – тяжелая фракция).

  • Схема станции по сортировке содержимого «желтых мешков» (LF – легкая фракция, HF – тяжелая фракция).

  • Источник: О.А. Будникова,, Б.О. Будников Утилизация полимерных материалов. Немецкий опыт и российская реальность. Packing International/ПАКЕТ № 5, 2005.









Схема рекуперации энергии и материалов для ТБО.

  • Схема рекуперации энергии и материалов для ТБО.



Производство полимерных

  • Производство полимерных

  • материалов составляет

  • 230 млн.т в год

  • Ежегодно производство

  • увеличивается на 5 - 6%

  • Потребление полимеров на

  • душу населения 85 – 90 кг

  • (в индустриально развитых

  • странах)





~ 36% эксплуатируются менее одного года (тара, упаковка, одноразовая посуда, медицинские шприцы и пр.)

  • ~ 36% эксплуатируются менее одного года (тара, упаковка, одноразовая посуда, медицинские шприцы и пр.)

  • ~ 28% имеют срок службы от 1 года до 10 лет (бытовая электротехника, посуда, другие потребительские товары)

  • ~ 36% работают более 10 лет (полимерные материалы для строительства, детали, используемые в автомобиле-, самолето-, судостроении)

  • Пропорционально расту выпуска полимеров растет их доля в промышленных и бытовых отходах. Сегодня это 18 – 20% по объему.

  • Лидером мусорных свалок является упаковка.



Источник: В. Снежков, Ю. Громыко Жизнь после жизни Pakkograff №4, 2003.

  • Источник: В. Снежков, Ю. Громыко Жизнь после жизни Pakkograff №4, 2003.



Источник: В. Снежков, Ю. Громыко Жизнь после жизни Pakkograff №4, 2003.

  • Источник: В. Снежков, Ю. Громыко Жизнь после жизни Pakkograff №4, 2003.



Технологические отходы производства, которые возникают при синтезе и переработке полимеров.

  • Технологические отходы производства, которые возникают при синтезе и переработке полимеров.

  • Отходы производственного потребления – накапливаются в результате выхода из строя изделий из полимерных материалов, используемых в различных отраслях народного хозяйства.

  • Отходы общественного потребления, которые накапливаются у нас дома, на предприятиях общественного питания и т.д.



  • ПЭ

  • Отходы составили 41,3 % в 1996 г., 43 % - в 1998 г., 54 % - в 1999 г., около 80 % - в 2001 г. от общего количества полимерных отходов.

  • Рециклинг, повторное использование, отходов ПЭ составляет 40 %, остальные 60 % вывозятся на полигоны.

  • ПП

  • Отходы в 1996-1998 гг. составили 11,1 - 24,5 % общей массы полимерных отходов.

  • Рециклинг таких отходов оценивается в 67,7 % в 1996 г., 45,7 % - в 1998 г., 64,2 % - в 2001 г.

  • ПВХ

  • Наблюдается снижение объема отходов с 16,2 % в 1996 г. до 6,9 % в 1998 г., 1999 г. - 4,7 %.



1. синтез→

  • 1. синтез→

  • 2. переработка→

  • 3. модификация→

  • 4. применение→

  • 5. сбор и сепарация отходов →

  • 6. вторичная переработка→

  • 7. повторное применение до окончательной утилизации отходов.



Схема вторичной переработки полимеров

  • Схема вторичной переработки полимеров

  •  



Измельчение полимерных

  • Измельчение полимерных

  • отходов позволяет:

  • механизировать процесс перера-ботки,

  • повысить качество материала за счет усреднения его технологических характеристик,

  • сократить продолжительность других технологических операций,

  • упростить конструкцию пере-рабатывающего оборудования.



Классификация принципов измельчения.

  • Классификация принципов измельчения.







Принцип работы зигзагообразного сортировщика.

  • Принцип работы зигзагообразного сортировщика.



Схема процесса грануляции.

  • Схема процесса грануляции.







Схема флотационного разделения смеси ПВХ, ПС и ПЭ.

  • Схема флотационного разделения смеси ПВХ, ПС и ПЭ.



Схема гидроциклона.

  • Схема гидроциклона.



Схема сортировочной центрифуги.

  • Схема сортировочной центрифуги.



Подъемный магнитный сепаратор.

  • Подъемный магнитный сепаратор.



Сортирующий магнитный сепаратор.

  • Сортирующий магнитный сепаратор.



Сепаратор на основе вихревых токов.

  • Сепаратор на основе вихревых токов.



Относительное удлинение при разрыве в зависимости от времени экспозиции для пленки из ПЭНП.

  • Относительное удлинение при разрыве в зависимости от времени экспозиции для пленки из ПЭНП.

  • Источник: F. La Mantiy European Polymer Journal, 1984, 20, 993.



OOH

  • OOH

  • -CH2-CH-CH2-CH2- -CH2-CH=O + HO-CH2-CH2-

  • (-CH2 –CH2-)n -CH2-CH·- + H· -CH=CH- + H2

  • -CH2-CH· -CH2-CH-

  • -CH2-CH· -CH2-CH-

  •  





Источник: M. Kostadinova Loultcheva, M. Proietto, N.Jilov Polymer Degradation and Stability, 1997, 57, 77

  • Источник: M. Kostadinova Loultcheva, M. Proietto, N.Jilov Polymer Degradation and Stability, 1997, 57, 77



Источник: M. Kostadinova Loultcheva, M. Proietto, N.Jilov Polymer Degradation and Stability, 1997, 57, 77

  • Источник: M. Kostadinova Loultcheva, M. Proietto, N.Jilov Polymer Degradation and Stability, 1997, 57, 77











  • Источник: О.М. Черп, В.Н.Винченко. Проблемы твердых бытовых отходов: комплексный подход. М.: Эколайн – Ecologia. 1996г, с. 18.



Цена переработки отходов полимеров возрастает по мере увеличения затрат на их сбор и разделение:

  • Цена переработки отходов полимеров возрастает по мере увеличения затрат на их сбор и разделение:

  • смешанные полимеры в бытовых отходах →

  • смесь полимеров с бумагой и пр. →

  • смешанные загрязненные полимеры →

  • сортированные полимеры одного типа.





Экология – наука об отношении растительных и животных организмов и их сообществ между собой и окружающей средой.

  • Экология – наука об отношении растительных и животных организмов и их сообществ между собой и окружающей средой.



Полимерные материалы, которые после применения могут под действием различных факторов окружающей среды разлагаться на вещества, безопасные для человека и природы, и способны естественным путем вовлекаться в круговорот веществ в природе называются биоразлагаемыми полимерными материалами.

  • Полимерные материалы, которые после применения могут под действием различных факторов окружающей среды разлагаться на вещества, безопасные для человека и природы, и способны естественным путем вовлекаться в круговорот веществ в природе называются биоразлагаемыми полимерными материалами.

  • Их разложению способствуют различные природные факторы, действующие обычно совместно





1.Наличие гетероатомов в главной цепи полимера

    • 1.Наличие гетероатомов в главной цепи полимера
  • СH-О-СH , СH-NH-CO-CH -O-CO-.

  • 2. Аморфная структура полимера.

  • 3.Наличие групп в цепи, чувствительных к действию кислорода, света

  •  С=С-С=С -С6 Н4 -



Деградация- это изменение химической структуры полимера, изменение и ухудшение его свойств под влиянием факторов окружающей среды(свет, вода, температура,микроорганизмы).

  • Деградация- это изменение химической структуры полимера, изменение и ухудшение его свойств под влиянием факторов окружающей среды(свет, вода, температура,микроорганизмы).

  • Биодеградация - это комплекс процессов разложения полимера или полимерного материала под влиянием биохимических агентов, которые в итоге приводят к получению из макромолекулярного соединения.

  • более простых химических структур







Ферментативное разложение природных полимеров вызывают специфические для данного класса полимеров ферменты (целлюлазы, амилазы, хитиназы). Механизм их действия носит эндо- (1) или экзо-характер (2), что определяется местом прикрепления молекулы фермента к полимерной цепи.

  • Ферментативное разложение природных полимеров вызывают специфические для данного класса полимеров ферменты (целлюлазы, амилазы, хитиназы). Механизм их действия носит эндо- (1) или экзо-характер (2), что определяется местом прикрепления молекулы фермента к полимерной цепи.

  • В первом случае цепь рвется на крупные отрезки, размер которых постепенно сокращается. Во втором случае атака фермента направлена на концы цепи и сопровождается сразу выделением низкомолекулярного вещества. .



Первичная биодеградация - это изменения в химической структуре и специфических свойствах полимера.

  • Первичная биодеградация - это изменения в химической структуре и специфических свойствах полимера.

  • Полная биодеградация - это общая минерализация полимера с образованием CO2 или CH4, а также

  • воды, минеральных солей и новой биомассы (новых клеточных компонентов).



Визуальное наблюдение и фотофиксация образцов полимеров до и после опыта.

  • Визуальное наблюдение и фотофиксация образцов полимеров до и после опыта.

  • Оценка потери массы образцов, путем взвешивания, проводимого периодически или в конце опыта.

  • Оценка механических свойств образцов

  • (в сравнении со свойствами не подвергавшихся биоразложению образцов).



Кинетика биоразложения смесей сополиамида (СПА) 6/66/610 с крахмалом:

  • Кинетика биоразложения смесей сополиамида (СПА) 6/66/610 с крахмалом:

  • крахмал(1), 30(2),20(3), 15(4),10(5) % крахмала в смеси;

  • 1- суспензия почвы с СПА.





Визуальное наблюдение изменения целостности образцов

  • Визуальное наблюдение изменения целостности образцов

  • Оценка потери массы образцов, проводимая периодически.

  • Оценка механических свойств подвергавшихся биоразложению

  • образцов.

  • СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ С ДАННЫМИ

  • ИСХОДНЫХ ОБРАЗЦОВ



Практическое значение имеют ацетаты-, ацетобутираты и другие эфиры целлюлозы, которые биоразлагаемы , но в меньшей степени, чем нативная целлюлоза

  • Практическое значение имеют ацетаты-, ацетобутираты и другие эфиры целлюлозы, которые биоразлагаемы , но в меньшей степени, чем нативная целлюлоза





Гемицеллюлозы – это полисахариды, выделяемые щелочной экстракцией из биомассы высших растений растворами щелочей. (Целлюлоза в этих условиях не экстрагируется). Ггемицеллюлозы составляют 50% биомассы однолетних и многолетних растений.

  • Гемицеллюлозы – это полисахариды, выделяемые щелочной экстракцией из биомассы высших растений растворами щелочей. (Целлюлоза в этих условиях не экстрагируется). Ггемицеллюлозы составляют 50% биомассы однолетних и многолетних растений.

  • Гемицеллюлозы самостоятельные полимерные вещества, структура которых отличается от целлюлозы





Крахмал состоит из макромолекул двух типов:

  • Крахмал состоит из макромолекул двух типов:

  • линейных молекул амилозы

  • разветвленных молекул амилопектина



АМИЛОПЕКТИН

  • АМИЛОПЕКТИН

  • ИМЕЕТ СЛОЖНУЮ РАЗВЕТВЛЕННУЮ СТРУКТУРУ, РЕАЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ КОТОРЫХ

  • СОСТАВЛЯЮТ СОТНИ

  • АНГСТРЕМ



ГРАНУЛЫ КРАХМАЛА ЗЛАКОВ

  • ГРАНУЛЫ КРАХМАЛА ЗЛАКОВ

  • ОТЛИЧАЮТСЯ СВОИМИ РАЗМЕРАМИ И СОДЕРЖАНИЕМ АМИЛОЗЫ И АМИЛОПЕКТИНА



Амилоза содержит кристаллические структуры А- и В- типов, построенные из параллельно скрученных правых двойных спиралей, упакованных антипараллельно .Виток спирали содержит 6 остатков -D-глюкозы.

  • Амилоза содержит кристаллические структуры А- и В- типов, построенные из параллельно скрученных правых двойных спиралей, упакованных антипараллельно .Виток спирали содержит 6 остатков -D-глюкозы.

  • А - структура имеет элементарную орторомбического ячейку::

  • а = 11.90 . 10-10 м, в = 17.70 . 10-10 м, с = 10.52 . 10-10 м,

  • В- структура характеризуется гексагональной элементарной ячейкой:

  • а = в = 18.5 . 10-10 м, с = 10.4 .10-10 м.

  • Конформации двойной спирали амилозы в А- и В- структурах одинаковы





Термопластичный крахмал - это полимерный маткриал, содержащий крахмал, воду или другие пластификаторы.

  • Термопластичный крахмал - это полимерный маткриал, содержащий крахмал, воду или другие пластификаторы.

  • В термопластичном крахмале образуется сетка водородных связей за счет -ОН групп амилопектина, в разветвлениях его цепей, и ( в меньшей степени) цепей макромолекул амилозы.





СМЕСИ КРАХМАЛА

  • СМЕСИ КРАХМАЛА

  • с ПВС или ПОЛИКАПРОЛАКТОНОМ

  • основа материала

  • MATER Bi, который применяют как пористый наполнитель, готовят из него пленки, предметы посуды для индустрии быстрого питания









ХИТОЗАН – ПРОДУКТ ЩЕЛОЧНОГО ГИДРОЛИЗА ХИТИНА - ПРИРОДНОГО ПОЛТСАХАРИДА.

  • ХИТОЗАН – ПРОДУКТ ЩЕЛОЧНОГО ГИДРОЛИЗА ХИТИНА - ПРИРОДНОГО ПОЛТСАХАРИДА.

  • ХИТОЗАН РАСТВОРИМ В РАСТВОРАХ КИСЛОТ И ЩЕЛОЧЕЙ, МОЖЕТ ПЕРЕРАБАТЫВАТЬСЯ ИЗ РАСТВОРОВ



Сырье, содержащее панцири крабов, креветок.

  • Сырье, содержащее панцири крабов, креветок.

  • Механическое измельчение панцирей.

  • Депротонирование сырья при многократной обработке 2N HCl, а затем 1N NaOH .

  • Промывка.

  • Деминерализация 37% HCl, 90% HCOOH.

  • Повторная промывка.

  • Сушка полученного хитина.



        • CaCO3 + 2 NaOH  Na2CO3 + Ca(OH)2




Механизм сорбции ионов и молекулярных частиц сетчатым хитозаном может быть связан с различными процессами:

  • Механизм сорбции ионов и молекулярных частиц сетчатым хитозаном может быть связан с различными процессами:

  • комплексообразованием,

  • хелатированием,

  • кислотно-основным взаимодействием,

  • образованием водородной связи,

  • гидрофобным взаимодействием между компонентами,

  • физической адсорбцией,

  • в зависимости от природы поглощаемого загрязнителя.



Сшивающий агент Форма Загрязнители

  • Сшивающий агент Форма Загрязнители

  • сорбента

  • Глутаровый альдегид Гранулы Ni2+ , Cu2+, Zn2+

  • Глутаровый альдегид Бусины Ni2+ , Cu2+, Zn2+

  • Эпихлоргидрин Гранулы Красители

  • Глутаровый альдегид Мембраны Ni2+ , Cu2+

  • Бензохинон Гранулы Cu2+, Zn2+

  • Диглицидиловый

  • эфир этиленгликоля Гранулы Cu2+





Частицы кремнезема, покрытые слоем привитого к поверхности хитозана, сорбировавшего палладий –

  • Частицы кремнезема, покрытые слоем привитого к поверхности хитозана, сорбировавшего палладий –

  • активный наноразмерный катализатор



ПОЛИМЕРЫ СОВМЕСТИМЫ ТОЛЬКО В ОБЛАСТИ СОСТАВОВ, ОБОГАЩЕННЫХ СИНТЕТИЧЕСКИМ ПОЛИМЕРОМ.

  • ПОЛИМЕРЫ СОВМЕСТИМЫ ТОЛЬКО В ОБЛАСТИ СОСТАВОВ, ОБОГАЩЕННЫХ СИНТЕТИЧЕСКИМ ПОЛИМЕРОМ.

  • ПРИ БОЛЬШИХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ ПОЛИСАХАРИДА В СМЕСИ ПОЛИМЕРОВ КОМПОНЕНТЫ НЕСОВМЕСТИМЫ





Химические связи в цепи, аналогичны связям в природных полимерах;

  • Химические связи в цепи, аналогичны связям в природных полимерах;

  • соотношене атомов С : О и С : N в цепи должно соответствовать значению 10 : 1;

  • полимер должен быть гидрофильным;

  • продукты разложения полимера не должны быть токсичными, но быть подобными веществам, выделяемым из природных полимеров.



В СИНТЕЗЕ ИСПОЛЬЗУЮТ ОКСИКИСЛОТЫ:

  • В СИНТЕЗЕ ИСПОЛЬЗУЮТ ОКСИКИСЛОТЫ:

  • -кислоты: HO-CH2-COOH гликолевой кислоты;

  • HO-CH(CH3)-COOH молочной кислоты;

  •  - кислоты: HO-CH(R)-CH2-COOH производные 3- гидроксимасляной кислоты, где R=Н, или 3-гидроксивалериановой, где R=СН3;

  • - кислоты: HO-CH(R)-(CH2)2-COOH производные 4- гидроксибутановой кислоты;

  • - кислоты: HO-(CH2)5-COOH -капроновой кислоты.







СВОЙСТВО 3-ПГБутират Полипропилен

    • СВОЙСТВО 3-ПГБутират Полипропилен
  • 1. Мол.масса 3.105 2.106

    • 2.% кристал-
    • личности 80 70
    • 3. Тпл, 0С 175 165-170
    • 4. Тс, 0С + 4 - 10
    • 5. Плотность,кг/м3 1260 910
    • 6.Разрывная проч-
    • ность.,мПа 40 38
    • 7.Растворимость в Плохая Хорошая
    • средах
    • 8.Сопротивление
    • УФ излучению Хорошее Плохое


Полимер Время (дни) PLLA(8%)-co-PGA(92%)-

  • Полимер Время (дни) PLLA(8%)-co-PGA(92%)-

  • шовный материал Vicry l18.8

  • PGA - шовный материал

  • Dexon 22,9

  • PHBV (20% HV,Mw 3.105) 229(4.7%)*

  • PHBV (12% HV,Mw 3,5.105) 229(5.6%)*

  • PHB (Mw 8.105) 1229(5.6%)* 104 (18%)*

  • * реално достигнуто









Применение биоразлагаемых полимеров может решить экологические проблемы «полимерного мусора».

  • Применение биоразлагаемых полимеров может решить экологические проблемы «полимерного мусора».

  • 2. Биополимеры, их смеси с синтетически-ми полимерами решают экологические проблемы вовлечения отходов полиме- ров в круговорот веществ в природе.

  • Синтез биоразлагаемых полимеров

  • расширяет возможности решения эко-логических проблем использования полимеров кратковременного срока службы.



Каталог: bitstream -> 10995


Достарыңызбен бөлісу:


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет