热降解去聚合

1 概要描述

1.1 聚合物

陈集懿

上海交通大学机械与动力工程学院

本科生

聚合物在加热时发生降解反应。

热降解反应有三种：

（1）加热时侧基消除，如聚氯乙烯受热脱HCl，聚乙酸乙烯酯脱乙酸等，其特点是随加热温度的增高或时间的延长，消除反应加剧、颜色变褐，但一般主链不断裂，对性能影响不大；

（2）无规降解，加热时聚合物主链从中部弱键处断裂，如聚乙烯、聚丙烯的热降解。其特点是分子量下降、状态变黏、力学性能大幅度下降，但质量变化不大；

（3）拉锁降解（解聚），从聚合物的链端开始降解，像拉锁一样一个一个地降解为单体。如聚甲基丙烯酸甲酯和聚四氟乙烯的热降解均属此类。

热降解去聚合作用法可以将任何一种具有碳成分的废弃物，以高达85%的效能，转化为可燃气体、燃油及工业用矿物质。轮胎、电脑、拆掉的房子，以及如猪粪等有机废弃物，都能拿来运用。现在对于废弃物的处理基本是捡拾较易回收的部分，如易拉罐、废钢筋等，剩余的各种垃圾通过焚烧发电。

聚合物结构如图1所示。

图1 聚合物结构

1.2 热降解的挑战

目前针对热降解的研究大部分只是针对某种具体的物质，因为不同结构的聚合物之间性质相差巨大，所以还是缺少能够比较广泛应用的工艺方法，需要发掘热降解的共性，扩大适用范围。对于热降解的过程应该实现更为理想的控制，设计更佳的路线，可以考虑把不同的过程互相结合，充分利用各自特性，达到既能节省原料、能源，又能得到大量既定产物，有了稳定的流程才适用于开发大规模工业生产。

2 应用意义与前景

随着社会的高度快速发展，所需的能源消费量和相应产生的废弃物必定迅速增加。如果能够对废弃物实现高效环保的回收利用，既可变废为宝，减轻其对环境产生的压力，又能缓解能源危机，促进社会进步。