塑料熱裂解反應示意圖

塑料熱裂解主要遵循自由基反應機理,裂解過程中發生的反應如上圖所示。在熱解過程中,分子結構中具有雙鍵的聚合物(例如橡膠和PVC等)傾向于遵循交聯降解機理,反應過程中碳鏈發生縮合與重排,導致產物中存在大量環狀產物;具有飽和結構的聚合物(例如PE、PP等),往往遵循線性隨機斷鏈機理/鏈端斷鏈(即解聚)機理;隨機斷鏈指C–C鍵的斷裂于分子鏈中的隨機位置發生,斷裂后形成兩條較短的分子鏈,而鏈端斷鏈則指斷裂發生于鏈端的C–C鍵,斷裂后形成一條較短的分子鏈及一分子單體。在聚合物結構中不存在芳環(例如PE、PP等)的情況下,熱解往往產生非環狀產物,然而適宜的熱解參數將會加快雙烯合成反應等副反應,從而促進鏈狀產物的環化反應。

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