Trisluoksnių vienkartinių ir tekstilinių kaukių terminės dekompozicijos tyrimas ir susidariusių produktų analizė bei palyginimas

Ištrauka

Trisluoksnių vienkartinių ir tekstilinių kaukių terminės dekompozicijos tyrimas ir susidariusių produktų analizė bei palyginimas
Baigiamasis magistro projektas

Turinys
Santrumpų ir terminų sąrašas 8
Įvadas 9
1. Literatūros apžvalga 10
1.1. Plastikų klasifikavimas 10
1.2. Plastiko atliekų perdirbimo būdai 13
1.2.1. Pirolizė 15
1.2.2. Dujinimas 18
1.3. Termocheminių procesų metu naudojamo ZSM-5 katalizatoriaus savybės 19
1.4. Apsauginių veido kaukių pirolizės produktai 21
1.4.1. Trisluoksnės medicininės veido kaukės 21
1.4.2. Tekstilinės apsauginės veido kaukės 22
1.5. Projekto temos ir uždavinių pagrindimas 23
2. Medžiagos ir tyrimo metodai 24
2.1. Tiriamoji medžiaga ir paruošimas 24
2.2. Tiesioginė analizė 24
2.2.1. Drėgmės kiekio nustatymas 24
2.2.2. Lakiųjų medžiagų kiekio nustaymas 25
2.2.3. Peleningumo ir fiksuotos anglies kiekio nustatymas 25
2.3. Pirminė analizė 26
2.4. Termogravimetrinė analizė TGA 27
2.4.1. Terminės analizės tyrimas mikro mastelyje intertinėje aplinkoje 28
2.4.2. Terminės analizės tyrimas mikro mastelyje dalinai intertinėje CO2 aplinkoje 29
2.5. Terminės dekompozicijos metu gautų lakiųjų junginių analizė 30
2.5.1. Termogravimetrinė analizė kombinuota su Fourier transformacijos infraraudonųjų spindulių 
spektrometru (TGA-FTIR) 30
2.5.2. Termogravimetrinė analizė kombinuota su dujų chromatografu ir masių spektrometru
(TGA-GC/MS) 31
2.6. Dujinimo tyrimas laboratorinio dydžio įrenginyje 31
2.7. Terminės dekompozicijos metu gautos anglies analizė 32
2.7.1. Energijos dispersinė rentgeno spindulių analizė (EDS) 32
2.7.2. Brunauerio-Emmetto-Tellerio analizė (BET) 32
3. Tyrimo rezultatai ir jų aptarimas 34
3.1. Tiesioginės ir pirminės analizės rezultatai 34
3.2. Termogravimetrinės analizės rezultatai 36
3.2.1. Mikroterminė analizė inertinėje N2 dujų aplinkoje 36
3.2.2. Mikroterminė analizė dalinai inertinėje CO2 dujų aplinkoje 38
3.3. Termogravimetrinės analizės kombinuotos su Fourier transformaciniu spindulių spektrometru 
(TGA-FTIR) rezultatai 39
3.4. Termogravimetrinės analizės kombinuotos su dujų chromatografu ir kvadrupoliniu masių 
spektrometru (TGA-GC/MS) rezultatai 42
3.5. Kaukių granulių dujinimo tyrimo laboratorinio dydžio įrenginyje rezultatai 43
3.5.1. Dujinimo metu susidariųsių dujinių produktų analizės rezultatai 43
3.5.2. Dujinimo metu susidariusių dervų analizės rezultatai 47
3.5.3. Dujinimo metu susidariusios anglies tyrimų rezultatai 50
4. Rekomendacijų dalis 53
Išvados 55
Literatūros sąrašas 56

Įvadas
Per pastaruosius dešimtmečius pasaulis susiduria su nuolat didėjančia problema – išteklių eikvojimu
ir atliekų kaupimu. Didžiąją dalį atliekų sudaro plastikų kompozitai, kurie negali būti perdirbami,
nes yra vienkartinio naudojimo arba sudaryti iš skirtingų polimerų [1]. Taip pat vienkartinio
plastiko naudojimą visuomenėje bei sveikatos priežiūros įstaigose padidino 2019 metais prasidėjusi
Covid-19 pandemija, kurios metu buvo privaloma dėvėti apsaugines veido kaukes [2]. Mokslinių
tyrimų analizė rodo, jog Covid-19 pandemijos įkarštyje Lietuvoje vienkartinių medicininių kaukių
galėjo susidaryti apie 4,5 t/d. Iš pirmo žvilgsnio, šis kiekis neturėtų kelti didelių problemų, tačiau
žinant tai, jog ne visos panaudotos medicininės kaukės iškeliauja su pagrindiniu atliekų srautu, jos
nėra tinkamai utilizuojamos. Nekontroliuojamas plastiko atliekų patekimas į aplinką (dirvožemį ar
vandens telkinius) gali sukelti rimtų problemų, kurios yra susijusios su mikroplastikais. Žinoma,
atšaukus priverstinius kaukių dėvėjimo reikalavimus, šių atliekų susidaro mažiau, tačiau vertinant
bendras tendencijas, tai išlieka išties labai didelė bei aktuali problema [3]. Dažnai tiek tekstilinės,
tiek medicininės veido kaukės yra gaminamos iš įvairių sluoksnių ir medžiagų, todėl jų perdirbimas
kelia rimtus iššūkius dėl skirtingos jų sudėties [4]. Remiantis atliktais moksliniais tyrimais, galima
pastebėti, kad yra ieškoma vis naujų būdų, kaip regeneruoti panaudotas medicinines kaukes.
Tyrimai atskleidė, kad plaunant ir dezinfekuojant kaukes, dėl mechaninio apdirbimo, yra
pažeidžiamas jų filtro sluoksnis, dėl ko medicininės kaukės tampa neefektyvios. Nors tekstilinės
kaukės yra daugkartinio naudojimo, jas taip pat labai svarbu plauti, tačiau dėl mechaninio poveikio
mažėja jų apsaugos efektyvumas, todėl jas reikia keisti. Svarbu paminėti, kad apsauginės veido
kaukės yra priskiriamos prie pavojingų atliekų, todėl yra saugomos medicininių atliekų
sąvartynuose, kuriuose vėliau yra deginamos [5]. Deginant tokias atliekas, išsiskiria aplinkai bei
gyviems...