М. Р. Гайнулина, А.В.Булавин, Т.Г.Тюрина.

Источник: |V Международная научная конференция студентов и аспирантов «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов». Т.1 – Донецк: ДонНТУ, ДонНУ, 2005.

Накопление изношенных шин приводит к негативному воздействию на окружающую среду, поскольку они не подвергаются биологическому разложению и являются источником длительного загрязнения окружающей среды. В настоящее время известно несколько основных технологий переработки и утилизации изношенных автомобильных шин. К ним относятся: сжигание отработанных шин с получением энергии; измельчение резиновых отходов с извлечением крошки и порошка; производство из резиновых отходов и старых автомобильных шин регенерированного промышленного материала, а также пиролиз резины.

Пиролиз - однин из наиболее перспективных методов утилизации отработанных автомобильных шин, позволяющий получить ценные продукты, которые могут найти применение в народном хозяйстве. Нами выделена жидкая фракция 55-185⁰С, которую по температурам кипения можно отнести к бензиновой. Однако они резко отличаются по своему химическому составу. В таблице 1 приведены данные хроматографического анализа этой фракции.

Таблица 1 - Состав жидкой фракции продуктов пиролиза с температурой отгонки до 180⁰С.

Компонент	Содержание в отгоне до 1800С, %	Общее содержание в жидкой фракции продуктов пиролиза, %
Неароматические соединения до бензола	14,6	3,38
Бензол	15,1	3,51
Тиофен	0,4	0,10
Толуол	26,2	6,08
м+п-ксилолы	13,8	3,21
о-ксилол	4,7	1,09
Инден	1,1	0,25
Нафталин	0,5	0,11

Из таблицы видно, что в данной фракции содержится большое количество ароматических углеводородов (~60%). Кроме того, в ней присутствуют также и непредельные соединения, для которых возможно смолообразование, крайне негативно сказывающееся на работе двигателей.

Согласно данным масс-спектроскопии (таблица 2), продукт фракции 55-185⁰С содержит стирол, a-метилстирол, изопрен и другие соединения, способные к радикальной полимеризации. Однако ввиду отсутствия полной идентификации всех компонентов смеси, сделать однозначный вывод о точном количестве полимеризующихся веществ в ней сложно.

Таблица - 2. Структурно-групповой состав соединений фракции 55-185⁰С, содержащих ненасыщенные связи.

Наименование типов углеводородов	Содержание, % мас
Моноолефины и нафтены	22,7
Диены и цикломоноолефины	19,2
Триены и циклодиолефины	13,2
Терпены	8,2

Первоначально нами проведена полимеризация фракции при 60⁰С с перекисью бензоила в качестве инициатора при дилатометрическом контроле процесса. Наблюдалось уменьшение объема смеси, что свидетельствует о протекании в ней полимеризации. Однако, вследствие низкой скорости процесса, выделить твердый продукт не удалось. Поэтому затем была проведена сополимеризация ненасыщенных веществ, содержащихся в фракции 55-185⁰С пиролиза, с очень активным сомономером – малеиновым ангидридом, который, как известно, образует чередующиеся сополимеры даже с такими мономерами, которые с трудом вступают в реакцию гомополимеризации.

Учитывая наличие в смеси легколетучих веществ, процесс сополимеризации вначале вели осторожно, начиная с низкой температуры (50⁰С) и постепенно, в течение 4 часов, повышая ее до более высокой (60⁰С). После этого, ввиду наличия непрореагированного (возогнавшегося) малеинового ангидрида, температуру реакции подняли до 90⁰С и провели нагрев в течение 5 часов. Такой режим позволил выделить 1,5855г (8%) полимера - твердого продукта коричневого цвета.

Выделенный сополимер растворили в ацетоне и провели титрование раствором щелочи (NaOH) в присутствии индикатора тимола синего. Оказалось, что сополимер содержит 52,2%мас малеинового ангидрида. В предположении, что ненасыщенные компоненты фракции пиролиза и малеиновый ангидрид входят в сополимер в мольном соотношении 1:1, как это обычно найдено для других сополимеров, рассчитано, что средняя молекулярная масса звена сополимера из компонентов пиролиза составляет 89. Натриевая соль полученного сополимера растворима в воде, что позволяет сделать предположение о возможности ее применения в качестве флокулянта.