Μελέτη της θερμικής διάσπασης και των προϊόντων πυρόλυσης πολυμερικών υλικών που βρίσκονται σε ΑΗΗΕ
Creators: name: Ρούση, Αριστέα Θεόδωρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Καταλυτική πυρόλυση
Ανακύκλωση πολυμερών
Θερμοσταθμική ανάλυση
Πολυστυρενικά υλικά
Catalytic pyrolysis
Polymers recycling
Thermogravimetric analysis
Polystyrenic materials

description: Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της θερμικής αποικοδόμησης και των προϊόντων πυρόλυσης πολυμερικών υλικών που βρίσκονται στα απορρίμματα ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού (ΑΗΗΕ). Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκαν ως αντιπροσωπευτικά πολυμερή των ΑΗΗΕ τα ABS, HIPS, PC και έπειτα οι θερμικές τους ιδιότητες, τα χαρακτηριστικά τους και τα προϊόντα πυρόλυσης μελετήθηκαν με τις μεθόδους της θερμοσταθμικής ανάλυσης (TGA), της διαφορικής θερμιδομετρίας σάρωσης (DSC), της φασματοσκοπίας υπερύθρου (FT-IR) και της πυρόλυσης με σύζευξη αέριας χρωματογραφίας/φασματομετρίας μαζών (Py-GC/MS) παρουσία αδρανούς αερίου. Ακολούθησε η παρασκευή δύο μειγμάτων πολυμερών όπου το πρώτο αποτελούνταν από τα πολυμερή ABS, HIPS, PC, PP ενώ το δεύτερο από τα ABS, HPS, PC, PP και PVC. Οι συστάσεις των μειγμάτων επιλέχθηκαν έτσι ώστε να προσομοιάσουν μείγματα πολυμερών που βρίσκονται σε ΑΗΗΕ και οι θερμικές τους ιδιότητες, τα χαρακτηριστικά τους και τα προϊόντα πυρόλυσης προσδιορίστηκαν με τις ίδιες τεχνικές όπως και στα πρότυπα πολυμερή. Επιπλέον και στα πρότυπα πολυμερή και στα μείγματα έγινε κινητική μελέτη χρησιμοποιώντας δύο μεθόδους για την ανάλυση της μη ισοθερμικής κινητικής, η Kissinger-Akahira-Sunose και η Friedman και σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο μεθόδων. Σε ένα επόμενο στάδιο έγινε καταλυτική πυρόλυση στα πολυμερή ABS, HIPS, PC και στα δύο μείγματα χρησιμοποιώντας έξι διαφορετικούς καταλύτες (CaO, γ-Al2O3, Fe2O3, ZSM-5, Al-MCM41, Silicalite). Τα αποτελέσματα από την καταλυτική πυρόλυση συγκρίθηκαν με της θερμικής πυρόλυσης ως προς το αν υπάρχει διαφοροποίηση στη θερμοκρασία διάσπασης των υλικών και στα προϊόντα πυρόλυσης τους. Επίσης έγινε σύγκριση μεταξύ των καταλυτών για κάθε υλικό
description: The subject of this dissertation is the study of thermal decomposition and pyrolysis products of polymeric materials found in waste electrical and electronic equipment (WEEE). For this purpose, ABS, HIPS, PC were chosen as representative polymers of WEEE, and their thermal properties, their characteristics and pyrolysis products have been evaluated by Thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), pyrolysis coupled with gas chromatography / mass spectrometry (Py-GC/MS) in the presence of inert gas. This was followed by the making of two polymer blends, the first comprising ABS, HIPS, PC, PP and the second ABS, HPS, PC, PP and PVC. The compositions of the mixtures were chosen to simulate blends of polymers found in WEEE and their thermal properties, characteristics and cracking products were determined by the same techniques as in the standard polymers. Additionally, in standard polymers and blends a kinetic study was performed using two methods for the analysis of isoconventional kinetics, Kissinger-Akahira-Sunose and Friedman and then the results of the two methods were compared. In a subsequent step catalytic cracking was performed on ABS, HIPS, PC and in both blends using six different catalysts (CaO, γ-Al2O3, Fe2O3, ZSM-5, Al-MCM41, Silicalite). The results from catalytic cracking were compared with those of thermal cracking as to whether there was a difference in the decomposition temperature of the materials and their pyrolysis products. A comparison was also made between the catalysts for each material