Вторичный пластик — ресурсосберегающее сырьё для создания новых функцииональных материалов
Актуальность
Полимеры сегодня находят широкое применение во многих отраслях промышленности из-за их функциональности и легкости переработки в товары промышленного и бытового назначения. Вместе с тем остро встает проблема утилизации полимерных отходов после истечения срока эксплуатации материалов и изделий, получаемых на их основе. Пластик принадлежит к материалам, которые практически не разлагаются со временем, поэтому изделия из пластика должны быть переработаны.
Наиболее быстро развивающимся является рынок полиэтилентерефталата (ПЭТ), растет и количество отходов ПЭТ (около 30 % от всех отходов пластмассы – 500 тыс. тонн). В связи с этим переработка отходов ПЭТ получает актуальность и не только в связи с охраной окружающей среды, но и в связи с возможность получения новых функциональных соединений.
Наиболее быстро развивающимся является рынок полиэтилентерефталата (ПЭТ), растет и количество отходов ПЭТ (около 30 % от всех отходов пластмассы – 500 тыс. тонн). В связи с этим переработка отходов ПЭТ получает актуальность и не только в связи с охраной окружающей среды, но и в связи с возможность получения новых функциональных соединений.
Полиэтилентерефталат - продукт поликонденсации этиленгликоля с терефталевой кислотой; твёрдое, бесцветное, прозрачное вещество.
В России полиэтилентерефталат используют главным образом для изготовления ёмкостей различного вида и назначения (в первую очередь, бутылок)
В России полиэтилентерефталат используют главным образом для изготовления ёмкостей различного вида и назначения (в первую очередь, бутылок)
Цель:
Получение новых функциональных материалов из вторичного полиэтилентерефталата
Задачи:
— Определить объём образования отходов упаковки ПЭТ в России.
— Выбрать наиболее подходящий способ переработки отходов ПЭТ.
— Определить основные этапы переработки упаковки ПЭТ.
— Получить новые материалы на основе вторичного ПЭТ.
— Определить области использования полученных материалов.
Получение новых функциональных материалов из вторичного полиэтилентерефталата
Задачи:
— Определить объём образования отходов упаковки ПЭТ в России.
— Выбрать наиболее подходящий способ переработки отходов ПЭТ.
— Определить основные этапы переработки упаковки ПЭТ.
— Получить новые материалы на основе вторичного ПЭТ.
— Определить области использования полученных материалов.
Методы переработки ПЭТ
- Термический
+ Позволяет переработать смешанные и загрязненные отходы.
+ Экономия при транспортировке отходов.
+ Получение энергии.
— Загрязняет окружающую среду.
— Сжигается ценное вторичное сырьё.
- Химический
+ Безопасен для окружающей среды.
+ На выходе продукты высоко качества.
+ Лоялен к смешанному сырью и сырью не подлежащему другим методам переработки.
— Затраты на оборудование и реагенты.
- Механический
+ Технология проста и не слишком затратна.
+ Возможна переработка большого объёма ПЭТ.
— Потери качества ПЭТ при переработке
Продукты процесса
Металл-органические каркасные структуры
Металл-органические каркасные структуры (МОКС, англ. metal-organic frameworks, MOF) — класс гибридных материалов, координационных полимеров, решеточная структура которых состоит из ионов или малых кластеров металлов, связанных органическими лигандами.
Области применения МОКС:
•Энергетика
•Биомедицина
•Катализ
•Адсорбция
Области применения МОКС:
•Энергетика
•Биомедицина
•Катализ
•Адсорбция
Полученные металл-органические каркасные структуры на матрице под микроскопом
Результаты
- Выполнен щелочной гидролиз ПЭТФ. Степень гидролиза процесса в лабораторных условиях составила 54 % от загруженного сырья.
- Из выделенной терефталевой кислоты синтезирован ряд полупродуктов: нитротерефталевая кислота (выход 83 % от теор.), аминотерефталевая кислота (выход 91 % от теор.) йодтерефталевая кислота (выход 70 % от теор.)и 4-карбокси-2-йодозилкарбоновая кислота (выход 77 % от теор.).
- На основе полупродуктов изучена возможность образования МОКС с различными солями металлов. С помощью ИК-спектроскопии установлено, что при использовании хлорида олова не происходит образования МОКС.
- Получены мембраны в виде тонких слоев МOKС, нанесенных на пористый носитель двухстадийным синтезом.
- Создан прототип сорбционной колонки для опреснения соленой воды.
- Проведен технико-экономический анализ химической переработки ПЭТФ.
Команда
- Панков ДмитрийИнженер - исследователь
- Алиев РусланХимик - технолог
- Семенов ЕгорИнженер - технолог
- Кузьмина ЕлизаветаХимик - исследователь
- Альжанов МухамедХимик - исследователь
- Лагутин ИгорьИнженер - исследователь
- Сорока ЛюдмилаРуководитель проекта
- Анна ТроянРуководитель проекта
- Назарко НатальяРуководитель проекта
Сорока Людмила
Телефон: +7(3822)606120
E-mail: stasya_ls@tpu.ru
Телефон: +7(3822)606120
E-mail: stasya_ls@tpu.ru
