폴리비닐클로라이드의 열분해Pyrolysis of poly(vinyl chloride)

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페플라스틱의 재자원화라는 목적하에 본 연구를 수행하였다. 열분해 초기 단계에는 탈염화수소 반응이 일어나게 된다. 이 탈염화수소 반응을 시료 용기의 변화와 첨가물, 자외선조사, 온도의 변화 등 여러가지 실험 조건을 바꾸어 가면서 수행 하였다. 온도는 $210\,^\circ\!C$ 에서 부터 $300\,^\circ\!C$까지 변화를 시켰으며 첨가물로는 티타니움-옥사이드를 20\%, 40\%, 60\% 넣었으며 자외선 조사는 파장이 1800$\mbox{\AA}$ 인 것으로 30분, 60분, 90분, 120분간 쬐인것으로 실험을 하였다. 바이코(Vycor) 용기에서는 활성화 에너지가 23.03Kcal/mole철 용기에서는 18.42Kcal/mole 로 얻어졌으며 르위스(Lewis) 산이 반응 속도를 증가 시킴이 밝혀졌다. 생긴 염화수소의 확산속도가 생성속도 보다 느릴때는 오-토 카탈리시스(autocatalysis) 현상을 보였으며 온도가 올라 갈수록 그 현상이 심해 졌다. $TiO_2$를 첨가함에 따라 반응 속도는 증가하였고, 지연시간 (lag time)은 감소 하였다. 자외선을 조사했을 경우에는 반응속도가 조사시간에 대해서 처음에는 증가하였다가 나중에는 감소를 하게된다. 이는 자외선을 조사 받는 동안에 어느정도의 탈염화수소 반응이 진행되고, 지-핑 (Zipping) 반응이 고분자의 여러 단위를 거치지 못하고 중간에서 끝나기 때문이다. $TiO_2$ 를 넣음에 따라서 반응속도가 커지는 것은 타타니움-옥사이드 분말이 분해가 일어나는 폴리비닐클로라이드 속에 있어서 확산 속도를 저하 시키고, 개시 반응을 촉진시키기 때문이다. 따라서 오토카탈리시스의 반응이 일어남을 유도하였고, 그 반응 기구를 설명 하였다. 이러한 오토카탈리시스 반응은 시료의 분량을 줄이므로서 낮출 수 있고 실제로 1 mg 이하의 시료를 넣고 실험할때는 발견되지 않는다. 이렇게 자기촉매반응 (autocatalysis) 이 일어날 경우에는 반응 차수가 1차와 2차 사이에 있게 되고, 차수라는 것이 무의미 해지므로 간단한 모델을 써서 실험결과를 맞게 설명할 수 있다. $407.7\,^\circ\!C$, $501.5\,^\circ\!C$, $595\,^\circ\!C$에서 $280\,^\circ\!C$ 에서 30분 동안 전처리한 시료를 가지고 한시간동안 열분해한 생성물을 액체 질소로 잡아서 개스크로마토그라피로 분석을 하였다. 주요 생성물은 방향족 탄화 수소인 벤젠, 톨루엔, 자이렌, 스틸렌 등이다. 약 50여가지 이상의 생성물이 얻어지고 온도가 올라갈수록 종류는 더 많아지게 된다.
Advisors
김영길researcherKim, Young-Gulresearcher
Description
한국과학기술원 : 화학과,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
1975
Identifier
61877/325007 / 000731054
Language
kor
Description

학위논문 (석사) - 한국과학기술원 : 화학과, 1975.8, [ [iv], 77 p. ]

URI
http://hdl.handle.net/10203/32135
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=61877&flag=dissertation
Appears in Collection
CH-Theses_Master(석사논문)
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