A műanyagok és a környezet

Tartalom

Előszó 15
Bevezetés 17
1. Műanyagkémiai alapismeretek 19
1.1. Alapfogalmak 19
1.2. A műanyagok csoportosítása 22
1.3. A polimerek jellemző tulajdonságai 25
1.3.1. A polimerek móltömege 25
1.3.2. A polimerek általános jellemzői 26
1.3.3. A polimerek fizikai állapotai 27
1.4. Makromolekulák előállításának kémiája 29
1.4.1. Lépcsős polimerizáció 30
1.4.2. Láncpolimerizáció 32
A láncreakció részfolyamatai: 32
Sztereoregularitás 34
A gyökkapcsolódás formái 35
Kopolimerizáció 35
1.4.3. Egyéb műanyag-előállítási módszerek 36
Regenerált műanyagok 36
Poliimeranalóg reakciók 37
Mechanokémiai reakciók 38
Irodalom 39
l.rész. A műanyagipar környezetterhelése 41
2. A műanyaggyártás környezetterhelése 43
2.1. A műanyaggyártás gyakorlata 44
2.1.1. A műanyaggyártás ipari módszerei 45
2.1.1.1. Tömbpolimerizáció 45
2.1.1.2. Szuszpenziós polimerizáció 47
2.1.1.3. Emulziós polimerizáció 47
2.1.1.4. Oldószeres polimerizáció 48
2.1.2. A műanyaggyártásban általánosan használt anyagok környezeti hatásai 50
2.1.2.1. Iniciátorok 52
2.1.2.2. Oldószerek 53
2.1.2.3. Fűtő- és hűtőközegek 54
2.2. Tömegműanyagok előállítása 55
2.2.1. Polietiléngyártás 55
2.2.1.1. Etiléngyártás 55
Az etilén környezet-egészségügyi hatásai 55
2.2.1.2. PE-szintézis 56
A PE-gyártás anyagainak környezet-egészségügyi hatásai 57
2.2.2. Polipropiléngyártás 58
2.2.2.1. Propiléngyártás 58
A propiléngyártás környezet-egészségügyi hatásai 58
2.2.2.2. PP-szintézis 59
A PP-gyártás környezet-egészségügyi hatásai 59
2.2.3. Polisztirolgyártás 60
2.2.3.1. Sztirol-előállítás 60
A sztirol környezet-egészségügyi hatásai 60
2.2.3.2. PS-gyártás 61
A PS-gyártás környezeti és egészségügyi hatásai 61
2.2.4. PVC-gyártás 62
2.2.4.1. Vinil-klorid és nyersanyagainak előállítása 62
Klórgyártás 63
Amalgám eljárás 63
Diafragma eljárás 63
Membrán eljárás 64
Acetiléngyártás 64
Vinil-klorid-gyártás 64
A klór környezet-egészségügyi hatásai 65
A HCI környezet-egészségügyi hatásai 66
Az acetilén környezet-egészségügyi hatásai 66
A VCM környezet-egészségügyi hatásai 67
2.2.4.2. A PVC előállítása 68
Szuszpenziós eljárás 68
Emulziós eljárás 68
Tömbpolimerizáció 68
A PVC és előállításának környezet-egészségügyi hatásai 69
2.3. Műszaki műanyagok 69
2.3.1. Poliamidok (PA) 69
2.3.2. Poli(etilén-tereftalát) (PET) 71
2.3.3. Polikarbonát (PC) 72
2.3.4. Poliakrilátok (PAE) 73
Előállítás 74
Környezet-egészségügyi hatások 74
2.3.5. Poli(akril-nitril) (PAN) és kopolimerei 74
2.3.5.1. PAN homopolimer 74
Környezet-egészségügyi hatások 75
2.3.5.2. Akril-nitril kopolimerek 76
2.3.6. Poli(oxi-metilén) (POM) 76
Környezet-egészségügyi hatások: 77
2.4. Speciális műanyagok 79
2.4.1. Fluortartalmú műanyagok 79
Környezet-egészségügyi hatások 79
2.4.2. Poliszulfonok (PSU) 80
Környezet-egészségügyi hatások 80
2.4.3. Poli(fenilén-szulfid) (PPS) 80
Környezet-egészségügyi hatások 81
2.4.4. Poli(fenilén-éter) (PPE) 81
2.5. Térhálós műanyagok 81
2.5.1. Fenoplasztok (PF) 82
Előállítás 82
A fenoplasztgyártás környezet-egészségügyi hatásai 84
2.5.2. Aminoplasztok 85
Előállítás 85
Az amingyanták ipari előállítása 85
Az aminoplasztgyártás környezet-egészségügyi hatásai 86
2.5.3. Telítetlen poliésztergyanták (UP) 87
Környezet-egészségügyi hatások 87
2.5.4. Epoxigyanták (EP) 88
Környezet-egészségügyi hatások 90
2.5.5. Poliuretánok (PUR) 90
Környezet-egészségügyi hatások 91
2.5.6. Szintetikus kaucsukok 92
A szintetikus kaucsukok előállítása 93
Környezet-egészségügyi hatások 93
3. A műanyag-feldolgozás környezetterhelése 96
3.1. A műanyagok bomlása 97
3.2. Műanyagadalékok 97
3.2.1. Lágyítók 98
3.2.1.1. A lágyítók tulajdonságai 99
3.2.1.2. A lágyítók környezeti hatásai 101
Lágyítók a környezetben 101
3.2.2. Stabilizátorok 105
3.2.2.1. Fénystabilizátorok 105
3.2.2.2. Antioxidánsok 106
3.2.2.3. Sósavakceptorok 108
3.2.2.4. Biostabilizátorok 1 '2
3.2.3. Töltő- és erősítő anyagok 113
3.2.4. Égésgátló anyagok 115
3.2.5. Színezékek, pigmentek 116
3.2.6. Egyéb adalékanyagok 117
3.3. Műanyag-feldolgozási technológiák 118
3.3.1. Extrudálás 118
3.3.2. Fröccsöntés 119
3.3.3. Üregestest-fúvás 120
3.3.4. Fólia-és műbőrgyártás 121
3.3.4.1. Fóliaextrúzió 122
3.3.4.2. Kalanderezés 122
3.3.4.3. Kenés 123
3.3.4.4. Egyéb fólia- és filmgyártási módszerek 124
3.3.5. Habosítás 125
3.3.6. Szálgyártás 130
3.3.7. Egyéb műanyag-feldolgozási eljárások 134
3.3.7.1. Sajtolás 134
3.3.7.2. Színterezés, porbevonás 134
3.3.7.3. Hőformázás 136
3.3.7.4. Rotációs öntés 137
3.3.7.5. Öntés 137
3.4. Az egyes műanyagféleségek feldolgozása 138
3.4.1. Tömegműanyagok 138
3.4.1.1. Polietilén 138
3.4.1.2. Polipropilén 139
3.4.1.3. Polisztirol 139
3.4.1.4. Poli(vinil-klorid) 140
3.4.2. Műszaki műanyagok feldolgozása 142
3.4.2.1. Poliamidok 142
3.4.2.2. Poli(etilén-tereftalát) 142
3.4.2.3. Polikarbonát 142
3.4.2.4. Poliakrilátok 143
3.4.2.5. PAN és akril-nitril-kopolimerek 143
3.4.2.6. Poli(oxi-metilén) 143
3.4.3. Speciális műanyagok feldolgozása 144
3.4.4. Térhálós műanyagok feldolgozása 144
3.4.4.1. Duroplasztok feldolgozása 144
Fenoplasztok feldolgozása 144
Aminoplasztok feldolgozása 146
UP-gyanták feldolgozása 148
Epoxigyanták feldolgozása 148
3.4.4.2. Poliuretánok feldolgozása 150
3.4.4.3. Szintetikus kaucsukok feldolgozása 150
4. Környezetterhelés a műanyagok felhasználása során 152
4.1. Tömegműanyagok felhasználása 154
4.1.1. A PE felhasználása 154
4.1.2. PP felhasználása 155
4.1.3. A PS felhasználása 155
4.1.4. A PVC felhasználása 156
4.2. Műszaki műanyagok felhasználása 160
4.2.1. A poliamidok felhasználása 160
4.2.2. A PET felhasználása 162
4.2.3. A polikarbonátok felhasználása 163
4.2.4. Poliakrilátok felhasználása 163
4.2.5. PAN és akril-nitril kopolimerek felhasználása 164
4.2.6. A POM felhasználása 166
4.3. Speciális műanyagok felhasználása 167
4.3.1. A poli(tetrafluor-etilén) felhasználása 167
4.3.2. A poliszulfon felhasználása 168
4.3.3. A poli(fenilén-szulfid) felhasználása 168
4.3.4. A poli(fenilén-éter) felhasználása 169
4.4. Térhálós műanyagok felhasználása 170
4.4.1. Duroplasztok felhasználása 170
4.4.1.1. A fenoplasztok felhasználása 170
4.4.1.2. Az aminoplasztok felhasználása 171
4.4.1.3. A telítetlen poliésztergyanták felhasználása 172
4.4.1.4. Az epoxigyanták felhasználása 173
4.4.2. A poliuretánok felhasználása 173
4.4.3. Szintetikus elasztomerek felhasználása 175
Irodalom 177
II. rész. A műanyagipar környezetszennyezésének elhárítása 181
5. Műanyagipari szennyvíztisztítás 183
5.1. A szennyvíztisztítás technológiái 187
5.1.1. Mechanikai szennyvíztisztítás 187
5.1.2. Biológiai szennyvíztisztítás 189
5.1.3. Kémiai-fizikai szennyvíztisztítás 196
5.2. Iszapkezelés 199
5.2.1. Biogáztermelés 200
5.2.2. Komposztálás 201
5.2.3. Az iszap víztartalmának csökkentése 201
5.2.4. Iszapégetés 204
6. Műanyagipari légtisztítás 207
6.1. Szilárd szennyezőanyagok eltávolítása 209
6.1.1. Ülepítőkamrák 210
6.1.2. Ciklonok 211
6.1.3. Szűrök 213
6.1.4. Elektromos por-és gőzleválasztók 216
6.1.5. Mosóberendezések 218
6.2. Gőz- és gázjellegű szennyezőanyagok, kiválasztása 222
6.2.1. Kondenzáció 223
6.2.2. Adszorpció 225
6.2.3. Abszorpció 230
6.2.4. Membránszűrés 233
6.2.5. Biológiai légtisztítás 235
6.2.6. Kémiai légtisztítás 238
6.2.7. Légtisztítás égetéssel 239
7. Műanyagipari talajtisztítás 244
7.1. Talajcsere 244
7.2. Termikus talajtisztítás 244
7.3. Kémiai talajtisztítás 245
7.4. Szennyezőanyag-lebontás enzimekkel 245
7.5. Biológiai talajtisztítás 246
Irodalom 247
III. rész. Hulladékhasznosítás 249
8. Műanyaghulladékok 250
8.1. A hulladékgazdálkodás jogi szabályozása 252
8.2. A műanyagok ökomérlege 254
8.3. Műanyaghulladék-fajták 257
8.3.1. Technológiai hulladékok 257
8.3.2. Ipari hulladékok 258
8.3.3. Postkonzum hulladékok 259
8.4. Lebomló műanyagok 261
8.4.1. Fény hatására lebomló műanyagok 262
8.4.2. Biodegradálódó polimerek 263
8.4.2.1. Természetes alapú, biodegradálódó polimerek 264
8.4.2.2. Szintetikus, biodegradálódó polimerek 264
9. A hulladékhasznosítás technológiái 266
9.1. Reciklálás 268
9.1.1. A reciklálás általános technológiája 269
9.1.1.1. Válogatás 269
9.1.1.2. Aprítás 275
9.1.1.3. Mosás, szortírozás 279
9.1.1.4. Víztelenítés, szárítás 282
9.1.1.5. Darabosító berendezések 284
9.1.1.6. Kiegészítő berendezések 285
9.1.2. Tömegműanyagok reciklálása 287
9.1.2.1. Fóliareciklálás 289
9.1.2.2. Palackok reciklálása 290
9.1.2.3. Hőformázott PS termékek reciklálása 291
9.1.2.4. Nagyméretű műanyagtárgyak feldolgozása 291
9.1.2.5. PVC padlókárpit reciklálása 292
9.1.2.6. PVC műbőrhulladékok hasznosítása 293
9.1.2.7. PS habanyagok reciklálása 293
9.1.3. Műszaki műanyagok reciklálása 294
9.1.3.1. Textilhulladékok reciklálása 294
9.1.3.2. PET palackok reciklálása 296
9.1.3.3. Egyéb műszaki műanyagok reciklálása 297
9.1.4. Térhálós műanyagok reciklálása 297
9.1.4.1. Duroplasztok reciklálása 297
9.1.4.2. Poliuretánok reciklálása 298
9.1.4.3. Elasztomerek reciklálása 298
9.2. Kémiai hulladékhasznosítás 301
9.2.1. Depolimerizáció 301
9.2.1.1. PS depolimerizációja 301
9.2.1.2. PMMA depolimerizáció 302
9.2.1.3. POM depolimerizáció 302
9.2.2. Szolvolízis 304
9.2.2.1. PET szolvolízise 304
PET hulladékok hidrolízise 304
PET hulladékok glikolízise 304
9.2.2.2. PA-6 hidrolízise 305
9.2.2.3. PUR hulladékok szolvolízise 306
PUR hidrolízise 306
PUR glikolízise 306
9.2.3. Hidrogénezés 307
9.2.4. Egyedi kémiai hulladékhasznosítási eljárások 310
9.2.4.1. Dehalogénezés 310
9.2.4.2. Katalitikus extrakció 311
9.3. Termikus hulladékhasznosítás 312
9.3.1. Pirolízis 312
9.3.2. Gázosítás 315
9.3.3. Kohászati hasznosítás 317
9.3.4. Cementipari hasznosítás 319
9.3.5. Hulladékégetés 321
9.3.5.1. Az égetés technológiája 323
Égetés oxigénben 324
9.3.5.2. A műanyagok égéstermékei 325
9.3.5.3. Füstgáztisztítás 330
9.4. A hulladékhasznosítási módszerek összehasonlító értékelése 332
Irodalom 336
Summary 338
Név- és Tárgymutató 339

Témakörök