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Characteristics of low temperature pyrolysis and liquid product distribution of ABS plastics

ABS계 플라스틱의 저온열분해 및 액상생성물 분포 특성

  • Published : 2008.08.31

Abstract

Characteristics of pyrolysis and liquid product distribution of ABS plastics have been studied in the thermogravimetric(TG) reactor and bomb microreactor. Pyrolysis reactions were performed at temperature $400\sim450^{\circ}C$ and yield of each pyrolytic product was obtained by the weight measurement method. The molecular weight distributions of liquid products were determined by the GC-SIMDIS method. It was observed that solid residue which could not be detected in the thermogravimetric experiments was significantly formed in the batch-type microreactor. It was found that the yield and average molecular weight of liquid products were decreased with the increase of reaction temperature and time. but the formation of styrene monomer was significantly increased. The chain-end scission rate parameters were determined to be 54.1kcal/mole far ABS by the Arrhenius plot.

열중량반응기와 미분반응기를 이용하여 ABS의 역분해 및 생성물분포 특성을 연구하였으며 미분반응기를 이용한 실험의 열분해온도는 $400\sim450^{\circ}C$이었다. 각 상의 열분해생성물의 수율은 무게측정을 통해 얻었으며 액상생성물의 탄소수분포는 GC-SIMDIS 방법을 통해 측정하였다. 열중량분석실험에서는 측정할 수 없었던 다량의 고상잔류물의 생성을 회분식 미분반응기실험을 통해 확인학 수 있었다. 반응온도와 시간이 증가할수록 액상생성물의 수율과 평균분자량은 감소하였으나 액상생성물 중의 스티렌모노머의 생성은 두드러지게 증가하였다. ABS 열분해 반응에서 말단절단의 속도계수인 활성화에너지 값은 54.1kcal/mole이었다.

Keywords

References

  1. 김동찬․우제경․노남선, “폐플라스틱의 열분해/촉매분해에 의한 생성오일의 품질평가”, 한국폐기물학회지, 제22권, 제18호, pp. 765-773, 2005.
  2. 김기전․여정선․윤지영․김준호, “테레프탈레이트계 폴리에스터의 열분해 거동에 관한 연구”, 한국섬유공학회지, 제42권, 제14호, pp. 228-234, 2005.
  3. 오세천․정명욱․김희택, “ZnO를 첨가한 PVC와 PS 혼합물의 열분해 특성에 관한 연구”, 공업화학, 제16권, 제14호, pp. 513-518, 2005.
  4. M. Brebu, T. Bhaskar, K. Murai, A. Muto, Y, Sakata and M. A. Uddin, "The effect of PVC and/or PET on thermal degradation of polymer mixtures containing brominated ABS", Fuel, 83, pp. 2021-2028, 2004. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2004.04.011
  5. 이봉희․유홍정․김대수, “열분해에 의한 내충격 폴리스티렌 해중합 생성물의 분포 특성”, 고분자, 제29권, 제1호, pp. 64-68, 2005.
  6. Y. Liu, J. Qian and J. Wang, "Pyrolysis of polystyrene waste in a fluidized-bed reactor to obtain styrene monomer and gasoline fraction", Fuel Processing Technol., 63, pp. 45-54, 2000. https://doi.org/10.1016/S0378-3820(99)00066-1
  7. 김영민․김승도․박영권․김지만․전종기, “Si-MCM-41과 SIMCM-48상에서의 HDPE의 촉매열분해”, 한국폐기물학회지, 제22권, 제6호, pp.556-562, 2005.
  8. A. E. S. Green and S. M. Sadrameli, "Analytical representations of experimental polyethylene pyrolysis yields", J. Anal. Appl. Pyrolysis, 72, pp.329-335, 2004. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2004.07.006
  9. 정종모․양수경, “폴리이미드의 구조분석 : 가수분해 및 반응형 열분해법 응용”, 고분자과학과 기술, 제16권, 제1호, pp. 93-100, 2005.
  10. Y. Kodera and B. J. McCoy, "Distribution kinetics of plastics decomposition", J. Jpn. Petro. Inst, 46, pp. 155-165, 2003. https://doi.org/10.1627/jpi.46.155
  11. M. Brebu, T. Bhaskar, K. Murai, A. Muto, Y. Sakata, and M. A. Uddin, "Removal of nitrogen, bromine, and chlorine from PP/PE/PS/PVC/ABr-Br pyrolysis liquid products using Fe-and Ca-based catalysts", Polymer Degradation and Stability, 87, pp.225-230, 2005. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2004.08.008
  12. 장은석․김승도․신대현․이경환, “미분열중량곡선의 극점 특성치를 이용한 HDPE 열분해동력학 변수결정에 관한 연구”, 화학공학, 제42권, 제3호, pp. 280-287, 2004.
  13. M. Wang, J. M. Smith and B. J. McCoy, "Continuous kinetics for thermal degradation of polymer in solution," AIChE J., 41, pp.1521-1533, 1995. https://doi.org/10.1002/aic.690410616
  14. A. S. Naime, W. S. Cha, J. M. Smith and B. J. McCoy, "Polyethylene pyrolysis: theory and experiments for Molecular-Weight-Distribution kinetics", Ind. Eng. Chem. Res., 37, pp. 2582-2591, 1998. https://doi.org/10.1021/ie980106r
  15. 김상훈․장현태․차왕석, “회분식 미분반응기를 이용한 PE계 플라스틱의 열분해특성 연구”, 한국산학기술학회논문지, 제8권, 제3호, pp. 632-638, 2007.
  16. 장준원․김진환․배진명, “Iron계 금속촉매가 ABS의 열분해 거동에 미치는 영향에 관한 연구”, 공업화학, 제16권, 제4호, pp. 496-501, 2005.
  17. 김상훈․장현태․차왕석, “저온 열분해조건에서 PP 및 PS계 플라스틱의 열분해물 생성특성 연구”, 한국산학기술학회논문지, 제8권, 제4호, pp. 867-873, 2007.