ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΔΚΠΑΗΓΔΤΣΗΚΟ ΗΓΡΤΜΑ ΑΝΑΣΟΛΗΚΖ ΜΑΚΔΓΟΝΗΑ
ΚΑΗ ΘΡΑΚΖ
ΥΟΛΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ
ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΠΔΣΡΔΛΑΗΟΤ ΚΑΗ ΦΤΗΚΟΤ ΑΔΡΗΟΤ Σ.Δ. &
ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ.
ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ
ΑΝΑΚΤΚΛΧΖ ΠΟΛΤΜΔΡΧΝ
ΣΑΤΡΟ – ΗΟΡΓΑΝΖ ΛΗΜΔΝΟΠΟΤΛΟ
ΔΠΗΒΛΔΠΧΝ: Γρ ΑΥΗΛΛΔΑ Κ. ΥΡΗΣΟΦΟΡΗΓΖ
ΚΑΒΑΛΑ 2014
Ο ΔΠΗΒΛΔΠΧΝ
ΑΥΗΛΛΔΑ Κ. ΥΡΗΣΟΦΟΡΗΓΖ
3
ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΔΚΠΑΗΓΔΤΣΗΚΟ ΗΓΡΤΜΑ ΑΝΑΣΟΛΗΚΖ ΜΑΚΔΓΟΝΗΑ
ΚΑΗ ΘΡΑΚΖ
ΥΟΛΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ
ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΠΔΣΡΔΛΑΗΟΤ ΚΑΗ ΦΤΗΚΟΤ ΑΔΡΗΟΤ Σ.Δ. &
ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ.
ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ
ΑΝΑΚΤΚΛΧΖ ΠΟΛΤΜΔΡΧΝ
ΣΑΤΡΟ – ΗΟΡΓΑΝΖ ΛΗΜΔΝΟΠΟΤΛΟ
ΔΠΗΒΛΔΠΧΝ: Γρ ΑΥΗΛΛΔΑ Κ. ΥΡΗΣΟΦΟΡΗΓΖ
5
ΥΟΛΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ
ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΠΔΣΡΔΛΑΗΟΤ ΚΑΗ ΦΤΗΚΟΤ ΑΔΡΗΟΤ Σ.Δ. &
ΜΖΥΑΝΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Σ.Δ. © 2014
Ζ πανμφζα Πηοπζαηή Δνβαζία ηαζ ηα ζοιπενάζιαηά ηδξ ζε μπμζαδήπμηε ιμνθή απμηεθμφκ ζοκζδζμηηδζία ημο Σιήιαημξ Μδπακζηχκ Σεπκμθμβίαξ Πεηνεθαίμο ηαζ Φοζζημφ Αενίμο Σ.Δ. ηαζ Μδπακμθυβςκ Μδπακζηχκ Σ.Δ. ημο ΣΔΗ Ακαημθζηήξ Μαηεδμκίαξ ηαζ Θνάηδξ ηαζ ημο θμζηδηή. Οζ πνμακαθενυιεκμζ δζαηδνμφκ ημ δζηαίςια ακελάνηδηδξ πνήζδξ ηαζ ακαπαναβςβήξ (ηιδιαηζηά ή ζοκμθζηά) βζα δζδαηηζημφξ ηαζ ενεοκδηζημφξ ζημπμφξ. ε ηάεε πενίπηςζδ πνέπεζ κα ακαθένεηαζ μ ηίηθμξ, μ ζοββναθέαξ, μ επζαθέπςκ ηαζ ημ εκ θυβς ηιήια ημο ΣΔΗ Ακαημθζηήξ Μαηεδμκίαξ ηαζ Θνάηδξ.
Ζ έβηνζζδ ηδξ πανμφζαξ Πηοπζαηήξ Δνβαζίαξ απυ ημ Σιήια Μδπακζηχκ Σεπκμθμβίαξ Πεηνεθαίμο ηαζ Φοζζημφ Αενίμο Σ.Δ. ηαζ Μδπακμθυβςκ Μδπακζηχκ Σ.Δ. δεκ οπμδδθχκεζ απαναζηήηςξ ηαζ απμδμπή ηςκ απυρεςκ ημο ζοββναθέα εη ιένμοξ ημο Σιήιαημξ.
---
Ο οπμθαζκυιεκμξ δδθχκς οπεφεοκα υηζ δ πανμφζα Πηοπζαηή Δνβαζία είκαζ ελ‟ μθμηθήνμο δζηυ ιμο ένβμ ηαζ ζοββνάθδηε εζδζηά βζα ηζξ απαζηήζεζξ ημο πνμβνάιιαημξ ζπμοδχκ ημο Σιήιαημξ Μδπακζηχκ Σεπκμθμβίαξ Πεηνεθαίμο ηαζ Φοζζημφ Αενίμο Σ.Δ. ηαζ Μδπακμθυβςκ Μδπακζηχκ Σ.Δ. Γδθχκς οπεφεοκα υηζ ηαηά ηδ ζοββναθή αημθμφεδζα ηδκ πνέπμοζα αηαδδιασηή δεμκημθμβία απμθοβήξ θμβμηθμπήξ. Έπς επίζδξ απμθφβεζ μπμζαδήπμηε εκένβεζα πμο ζοκζζηά πανάπηςια θμβμηθμπήξ. Γκςνίγς υηζ δ θμβμηθμπή ιπμνεί κα επζζφνεζ πμζκή ακάηθδζδξ ημο πηοπίμο ιμο.
Τπμβναθή
ηαφνμξ – Ημνδάκδξ Λζιεκυπμοθμξ
ΠΔΡΗΛΖΦΖ
Ζ πανμφζα πηοπζαηή ενβαζία έπεζ ημκ ηίηθμ «Ακαηφηθςζδ Πμθοιενχκ». ημπυξ ηδξ είκαζ δ ζφβηνζζδ ηςκ – εκαθθαηηζηχκ πνμξ ηδκ οβεζμκμιζηή ηαθή – ιεευδςκ δζαπείνζζδξ πνδζζιμπμζδιέκςκ πθαζηζηχκ πνμσυκηςκ, ιε αάζδ ηδ δζάηνζζή ημοξ ζε εενιμπθαζηζηά, εθαζημιενή ηαζ εενιμζηθδνοκυιεκα. Τπμβναιιίγεηαζ υηζ ζηζξ ιεευδμοξ ζοιπενζθαιαάκεηαζ δ ηαφζδ βζα ηδκ παναβςβή εκένβεζαξ.
ημ 1μ Κεθάθαζμ, ανπζηά ελεηάγμκηαζ μζ έκκμζεξ «πμθοιενή» ηαζ «πθαζηζηά».
Πενζβνάθεηαζ μ ηνυπμξ παναβςβήξ ημοξ, ακαθένμκηαζ μζ ηνυπμζ ηαλζκυιδζήξ ημοξ ηαζ ηάπμζεξ απυ ηζξ πνήζεζξ ημοξ, ακαπηφζζμκηαζ μζ ηαηδβμνίεξ ημοξ, μζ ζδζυηδηέξ ημοξ, ιεβέεδ πμο ηα παναηηδνίγμοκ ηαζ ελδβείηαζ βζαηί έπμοκ ηυζδ ζδιαζία. Σέθμξ, αζηζμθμβείηαζ μ πνμαθδιαηζζιυξ πμο οπάνπεζ θυβς ηδξ ηαηακάθςζδξ πθαζηζηχκ.
ημ 2μ Κεθάθαζμ, ανπζηά ελεηάγεηαζ δ ακαηφηθςζδ ςξ έκκμζα ηαζ ςξ ιία επζθμβή δζαπείνζζδξ πνδζζιμπμζδιέκςκ αβαεχκ. Ακαπηφζζεηαζ ημ γήηδια ηδξ ακαηφηθςζδξ ζηδκ πμνεία ημο πνυκμο: ηίκδηνα, ζηαηζζηζηά ζημζπεία ηαζ κμιμεεζία. Πενζβνάθμκηαζ ζοκμπηζηά μζ ααζζηέξ ιέεμδμζ ηδξ ακαηφηθςζδξ πμθοιενχκ (πνςημβεκήξ, δεοηενμβεκήξ, ηνζημβεκήξ, ηεηανημβεκήξ). Σέθμξ, δίκεηαζ δ δζάζηαζδ ηςκ επζπηχζεςκ ηδξ ακαηφηθςζδξ (μζημκμιζηυ, εκενβεζαηυ ηαζ πενζααθθμκηζηυ ηυζημξ).
ημ 3μ Κεθάθαζμ, ςξ εζζαβςβή πανμοζζάγμκηαζ μζ εκ βέκεζ δοζημθίεξ ηδξ ακαηφηθςζδξ ηςκ πθαζηζηχκ. Γζα ηάεε ηαηδβμνία επζθέβμκηαζ ζοβηεηνζιέκα παναδείβιαηα πμθοιενχκ ηαζ ακαπηφζζμκηαζ μζ ιέεμδμζ ακαηφηθςζδξ ημο ηάεε πμθοιενμφξ. Οζ ηεπκζηέξ ακαηφηθςζδξ εενιμπθαζηζηχκ ηαζ εθαζημιενχκ ακαθφμκηαζ δζαδμπζηά βζα ηάεε πμθοιενέξ, εκχ βζα ηα εενιμζηθδνοκυιεκα ακαθφμκηαζ πανάθθδθα.
ημ 4μ Κεθάθαζμ, πανμοζζάγμκηαζ ηα ζοιπενάζιαηα ηαζ βίκμκηαζ πνμηάζεζξ βζα ηδ πχνα ιαξ. Αημθμοεεί πίκαηαξ ιεηάθναζδξ λεκυβθςζζςκ υνςκ (αθθααδηζηά) ηαζ ακάθοζδ ηςκ αηνςκοιίςκ: ανπζηά ηα αηνςκφιζα ιε θαηζκζηή βναθή πςνζζιέκα ζε ηαηδβμνίεξ ηαζ ζηδ ζοκέπεζα ηα αηνςκφιζα ιε εθθδκζηή βναθή πςνζζιέκα επίζδξ ζε ηαηδβμνίεξ.
ΘΔΜΑΣΗΚΖ ΠΔΡΗΟΥΖ: φβηνζζδ ιεευδςκ δζαπείνζζδξ πνδζζιμπμζδιέκςκ πθαζηζηχκ ΛΔΞΔΗ ΚΛΔΗΓΗΑ: ακαηφηθςζδ, πμθοιενή, πθαζηζηά, πνμζηαζία πενζαάθθμκημξ,
κμιμεεζία.
ABSTRACT
The objective of this thesis, titled “Recycling of Polymers”, is the comparison of the methods of management for used plastic products that are alternative to disposal in landfills, in function with the classification of thermoplastics, elastomers and thermoset.
It is underlined that the management is examined mostly for recycling processes, including combustion for energy recovery.
In the beginning of the 1st chapter, the terms “plastics” and “polymers” are explained.
Then, follows the description of their synthesis, the different ways of their classification is discussed, it is made reference to some fields where plastics are used, their properties and “identity” and the growth of their production is explained. At the end, it is answered in short why polymers wastes are considered a burden.
In the beginning of the 2nd chapter, recycling is examined as a term and as a choice for the management of used products. The issue of recycling in function with time is discussed: incentives, statistics, legislation. The general categories of methods for the recycling of polymers (primary, secondary, tertiary, quaternary) are described in short.
At the end, the financial, energy and environmental consequences of recycling are explained.
In 3rd chapter, the difficulties of plastics recycling are explained as an introduction. For the three main categories of polymers, two examples are tested for the techniques that have been developed. Thermoplastics and elastomers recycling methods are examined in a row and thermoset recycling methods are examined in parallel.
In 4th chapter, conclusions are presented and suggestions are made for our country.
Then, tables in alphabetical order follow with the translation of international terms and analysis of acronyms: firstly acronyms in Latin script and secondly acronyms in Greek.
All of them are classified in categories.
SUBJECT AREA: Comparing methods of management for used plastics
KEYWORDS: recycling, polymers, plastics, environmental protection, legislation
«Σε όλα τα αγαπημένα μου πρόςωπα ανεξαρτήτωσ φφλου, ηλικίασ και απόςταςησ»
ΔΤΥΑΡΗΣΗΔ
Γζα ηδ δζεηπεναίςζδ ηδξ πανμφζαξ πηοπζαηήξ ενβαζίαξ, εα ήεεθα κα εοπανζζηήζς:
ημκ Γν Απζθθέα Υνζζημθμνίδδ, επζαθέπμκηα ηαεδβδηή ηαζ πνμσζηάιεκμ ημο ηιήιαημξ, βζα ηδ ζοκενβαζία ημο ιαγί ιμο πανά ημ θυνημ ηςκ οπμπνεχζεχκ ημο,
ημκ Γζεοεφκμκηα φιαμοθμ ηδξ εηαζνείαξ «Φζθία Πενζααθθμκηζηέξ Βζμιδπακίεξ» η.
Γενάζζιμ Κςκζηακηάημ βζα ηδκ πνμεοιία ημο κα δχζεζ ζδιακηζηέξ δζεοηνζκήζεζξ ζπεηζηά ιε ηδκ ακαηφηθςζδ ημο PET,
ηδκ ηα Kathleen Story, ανενμβνάθμ ημο δζαδζηηοαημφ πενζμδζημφ Examiner, βζα ηζξ πνήζζιεξ πθδνμθμνίεξ ηδξ,
ηδκ ηα Αεακαζάηδ – Κμζηενίδδ Δζνήκδ (θζθυθμβμ), ημκ Ακδνέμο Πέηνμ (θμζηδηή Οζημκμιζημφ), ημοξ Γδιδνυπμοθμ Βαζίθδ ηαζ Εδηυπμοθμ Γδιήηνδ (Υδιζημφξ Μδπακζημφξ), ημκ Μζπαήθ Βαζίθδ (θμζηδηή Υδιείαξ) ηαζ ηδκ μοηζηυαα Ναηαθία (Γν Μδπακζηυ Πενζαάθθμκημξ) βζα ηζξ πμθφηζιεξ ζοιαμοθέξ ημοξ,
ημοξ ζοκαδέθθμοξ ηαζ ημοξ ηαεδβδηέξ ιμο ζηδ ζπμθή, ηαεχξ ηαζ ημοξ ζοκαδέθθμοξ ηαζ ημ ιυκζιμ πνμζςπζηυ ζηδκ εηαζνεία «Δθθδκζηά Πεηνέθαζα»
υπμο πναβιαημπμίδζα ηδκ πναηηζηή ιμο άζηδζδ βζα ηδ ζοκενβαζία ηαζ ηζξ ςναίεξ ζηζβιέξ πμο ιμζνάζηδηα ιαγί ημοξ,
ημοξ βμκείξ ιμο, ημοξ ζοββεκείξ ιμο ηαζ ημοξ θίθμοξ ιμο εκ βέκεζ βζα ηδκ αβάπδ ημοξ ηαζ ηδ ζηήνζλή ημοξ.
Σμ ηάεε έκα απυ ηα πνμακαθενυιεκα άημια αμήεδζε ιε ημ δζηυ ημο ηνυπμ, ζηα εειζηά πθαίζζα, ζημ κα ανίζημιαζ ζηδκ εοπάνζζηδ εέζδ κα ιεηνάς ακηίζηνμθα ιέπνζ ηδ ιένα ηδξ μνηςιμζίαξ ιμο.
ΠΔΡΗΔΥΟΜΔΝΑ
ΠΡΟΛΟΓΟ ... 19
1. ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1 ΣΑ ΠΟΛΤΜΔΡΖ ... 20
1.1 ΔΗΑΓΩΓΖ ... 20
1.1.1 ΓΔΝΗΚΑ ... 20
1.1.2 ΔΗΓΗΚΑ – ΣΑΓΗΑ ΠΑΡΑΓΩΓΖ ... 26
1.2 ΚΑΣΖΓΟΡΗΔ ΠΟΛΤΜΔΡΩΝ ... 33
1.2.1 ΘΔΡΜΟΠΛΑΣΗΚΑ ... 33
1.2.2 ΔΛΑΣΟΜΔΡΖ ... 34
1.2.3 ΘΔΡΜΟΚΛΖΡΤΝΟΜΔΝΑ ... 35
1.3 ΠΡΟΒΛΖΜΑΣΗΜΟΗ ... 36
2. ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2 Ζ ΑΝΑΚΤΚΛΧΖ... 38
2.1 ΔΗΑΓΩΓΖ ... 38
2.1.1 ΓΔΝΗΚΑ ... 38
2.1.2 ΔΗΓΗΚΑ – ΥΡΟΝΗΚΖ ΔΞΔΛΗΞΖ ... 40
2.2 ΣΑΓΗΑ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ΠΟΛΤΜΔΡΩΝ ... 50
2.2.1 ΠΡΩΣΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 50
2.2.2 ΓΔΤΣΔΡΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 50
2.2.3 ΣΡΗΣΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 52
2.2.4 ΣΔΣΑΡΣΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ... 55
2.3 ΠΡΟΒΛΖΜΑΣΗΜΟΗ ... 57
3. ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3 ΠΑΡΑΓΔΗΓΜΑΣΑ ΑΝΑΚΤΚΛΧΗΜΧΝ ΠΟΛΤΜΔΡΧΝ ... 67
3.1 ΔΗΑΓΩΓΖ ... 67
3.2 ΑΝΑΚΤΚΛΩΗΜΑ ΠΟΛΤΜΔΡΖ ... 68
3.2.1 ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ΘΔΡΜΟΠΛΑΣΗΚΩΝ ... 68
3.2.1.1 ΠΡΩΣΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 73
3.2.1.2 ΓΔΤΣΔΡΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 73
3.2.1.3 ΣΡΗΣΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 75
3.2.1.4 ΣΔΣΑΡΣΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 83
3.2.2 ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ΔΛΑΣΟΜΔΡΩΝ ... 86
3.2.2.1 ΠΡΩΣΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 93
3.2.2.2 ΓΔΤΣΔΡΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 94
3.2.2.3 ΣΡΗΣΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 98
3.2.2.4 ΣΔΣΑΡΣΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 103
3.2.3 ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ΘΔΡΜΟΚΛΖΡΤΝΟΜΔΝΩΝ ΡΖΣΗΝΩΝ ... 104
3.2.3.1 ΠΡΩΣΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 108
3.2.3.2 ΓΔΤΣΔΡΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 108
3.2.3.3 ΣΡΗΣΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 109
3.2.3.4 ΣΔΣΑΡΣΟΓΔΝΖ ΑΝΑΚΤΚΛΩΖ ... 114
3.3 ΠΡΟΒΛΖΜΑΣΗΜΟΗ ... 115
4. ΚΔΦΑΛΑΗΟ 4 ΤΜΠΔΡΑΜΑΣΑ ΚΑΗ ΠΡΟΣΑΔΗ ... 118
5. ΠΗΝΑΚΑ ΟΡΟΛΟΓΗΑ ... 125
6. ΤΝΣΜΖΔΗ – ΑΡΚΣΗΚΟΛΔΞΑ – ΑΚΡΧΝΤΜΗΑ ... 128
7. ΠΑΡΑΡΣΖΜΑ Η... 133
8. ΠΑΡΑΡΣΖΜΑ ΗΗ... 134
9. ΑΝΑΦΟΡΔ ... 135
ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΥΖΜΑΣΧΝ
πήια 1.1: Πμθθά ιυνζα αζεοθεκίμο (C2H4) εκχκμκηαζ ζε ιία αθοζίδα βζα ημ ζπδιαηζζιυ
ημο PE[6,7] ... 20
πήια 1.2: Γνάθδια πμζμζηζαίαξ γήηδζδξ πμθοιενχκ ζηδκ Δονχπδ βζα ημ 2008. Πδβή: PEMRG[17] ... 21
πήια 1.3: Ζ πδιζηή δμιή ημο ααηεθίηδ. Ζ έκκμζα ηδξ δμιήξ ελεηάγεηαζ ζηδ ζοκέπεζα[9]23 πήια 1.4: Γναιιζηυ, δζαηθαδμφιεκμ, δζηηοςηυ πμθοιενέξ (απυ ανζζηενά πνμξ δελζά)[12] ... 23
πήια 1.5: Σμ διζηνοζηαθθζηυ πμθοιενέξ ειθακίγεζ άιμνθεξ ηαζ ηνοζηαθθζηέξ πενζμπέξ[7] ... 24
πήια 1.6: Ζ αθοζίδα ημο πμθοιενμφξ πανμιμζάγεηαζ ιε ιζα γζη – γαη βναιιή[7] ... 24
πήια 1.7: Ζ ζζμιένεζα cis – trans βζα ημ πμθοαμοηαδζέκζμ[12] ... 25
πήια 1.8: Ο ιδπακζζιυξ ηςκ εθεοεένςκ νζγχκ ζηδκ ακηίδναζδ πμθοιενζζιμφ[13] ... 27
πήια 1.9: ηάδζα έκανλδξ ηαζ δζάδμζδξ ηαηζμκηζημφ πμθοιενζζιμφ ημο PVC[193] ... 28
πήια 1.10: φκεεζδ πμθοακεναηζημφ ιέζς ακηίδναζδξ πμθοζοιπφηκςζδξ[14] ... 29
πήια 1.11: Ακηίδναζδ εζηενμπμίδζδξ αεκγμσημφ μλέμξ ηαζ ιεεακυθδξ (CH3OH) πανμοζία HCl[128] ... 29
πήια 1.12: Μδπακζζιυξ ακηίδναζδξ εζηενμπμίδζδξ[128] ... 30
πήια 1.13: φκεεζδ πμθομονεεάκδξ ιέζς ακηίδναζδξ πμθοπνμζεήηδξ[15] ... 31
πήια 1.14: Ζ ακηίδναζδ αμοθηακζζιμφ ημο πμθοζζμπνεκίμο[116] ... 35
πήια 2.1: Σαλζκυιδζδ πενζααθθμκηζηήξ ζοιπενζθμνάξ απυ ηδκ ηαθφηενδ ζηδ πεζνυηενδ επζθμβή βζα ημ πενζαάθθμκ (εθαθνά ηνμπμπμίδζδ ηδξ πδβήξ)[4] ... 38
πήια 2.2: Σμ δζεεκχξ ακαβκςνζζιέκμ ζφιαμθμ ηδξ ακαηφηθςζδξ[65] ... 39
πήια 2.3: Οζ ηχδζηεξ πμο ακαβνάθμκηαζ ζηα πμθοιενή πνμσυκηα πνμξ υθεθμξ ηδξ ακαηφηθςζδξ[25] ... 41
πήια 2.4: Σμ ζφιαμθμ ημο πνμβνάιιαημξ ηδξ Πνάζζκδξ Σεθείαξ (ζηα βενιακζηά Grüne Punkt)[210] ... 42
πήια 2.5: Πμθζηζηή εκαθθαηηζηήξ δζαπείνζζδξ ηςκ εθαζηζηχκ ζηδκ Δονχπδ ηαζ ηάπμζεξ απυ ηζξ εηαζνείεξ πμο δναζηδνζμπμζμφκηαζ. Με πνάζζκμ μζ πχνεξ ζηζξ μπμίεξ ζζπφεζ δ
EPR. Πδβή: ETRMA[33] ... 43
πήια 2.6: Γζαπείνζζδ αζηζηχκ απμαθήηςκ ημ 2011 ζε 5 πχνεξ ιε ηεθεοηαία ηδ Ρςζία. Οζ πμζυηδηεξ είκαζ ζε kg/άημιμ ηαζ δ απυεεζδ (disposal) είκαζ ιε ιαφνμ πνχια ζηδκ ιπάνα. ημζπεία: Eurostat, OECD, IFC[39] ... 45
πήια 2.7: Παβηυζιζα παναβςβή πθαζηζηχκ ζε εηαημιιφνζα ηυκμοξ ζημ πανεθευκ ηαζ εηηίιδζδ βζα ημ 2050[56] ... 48
πήια 2.8: Ζ ηεπκζηή ηδξ πνςημβεκμφξ ακαηφηθςζδ πμθοιενχκ ιέζς δζαβνάιιαημξ νμήξ[5] ... 50
πήια 2.9: Γζάβναιια δεοηενμβεκμφξ ακαηφηθςζδξ πμο ζηδνίγεηαζ ζηδκ ακάθοζδ Burgdorf[5] ... 52
πήια 2.10: Οζ δζενβαζίεξ εενιζηήξ ακαηφηθςζδξ ζοκμπηζηά ιε ηδ ιμνθή μνβακμβνάιιαημξ[1] ... 53
πήια 2.11: Γζαβναιιαηζηή απεζηυκζζδ ιμκάδαξ πονυθοζδξ[139] ... 53
πήια 2.12: Θενιμβυκμξ δφκαιδ ζε MJ/kg πμθοιενχκ, ηνμθχκ ηαζ εονέςξ πνδζζιμπμζμφιεκςκ ηαοζίιςκ[69] ... 55
πήια 2.13: Γζάβναιια νμήξ ιμκάδαξ απμηέθνςζδξ[5] ... 56
πήια 3.1: Ακηίδναζδ ζφκεεζδξ PET[9] ... 69
πήια 3.2: Γνάθδια ιε ηζξ πνήζεζξ ημο ακαηοηθςιέκμο PET[67] ... 70
πήια 3.3: Ζ ακηίδναζδ παναζηεοήξ ημο PVC απυ πμθθά ιυνζα VCM[13] ... 70
πήια 3.4: Υνήζεζξ ημο PVC ζηδκ ΔΔ ζοκ ηζξ Δθαεηία – Νμναδβία, ιε ηα ζημζπεία ημο 2011[83]... 72
πήια 3.5: Ζ ακαηφηθςζδ ημο PVC ζηδκ Δονχπδ απυ ημ 2004 ςξ ημ 2008[118] ... 73
πήια 3.6: Οζ δζενβαζίεξ πδιζηήξ ακαηφηθςζδξ ημο PET ιε ηδ ιμνθή μνβακμβνάιιαημξ[4] ... 77
πήια 3.7: οκμπηζηά μζ ακηζδνάζεζξ βθοηυθοζδξ, ιεεακυθοζδξ ηαζ οδνυθοζδξ ημο PET (ιεηάθναζδ)[110] ... 77
πήια 3.8: Οζ ακηζδνάζεζξ βθοηυθοζδξ ημο PET (εθαθνχξ ηνμπμπμζδιέκμ ζπήια)[110] 78
πήια 3.9: Ζ ακηίδναζδ ημο PET ιε ηδ ιεεακυθδ (ιεεακυθοζδ)[109] ... 78
πήια 3.10: Οζ ακηζδνάζεζξ ηδξ αθηαθζηήξ οδνυθοζδξ ημο PET[111]... 79
πήια 3.11: Ζ οδνυθοζδ ημο PET ιε εεζζηυ μλφ[112] ... 80
πήια 3.12: Γζαβναιιαηζηή απεζηυκζζδ ηδξ βναιιήξ ηδξ ιμκάδαξ MVR[123] ... 85
πήια 3.13: Υδιζηή δμιή ημο NR[138] ... 87
πήια 3.14: Υδιζηή δμιή ημο ζζμπνεκίμο[138] ... 87
πήια 3.15: Ακηίδναζδ ζφκεεζδξ SBR[138] ... 88
πήια 3.16: Σμιή εθαζηζημφ. Γζαηνίκεηαζ ημ ιαφνμ οθζηυ πμο πενζαάθθεζ ημ εθαζηζηυ (βυια)[104] ... 89
πήια 3.17: Ζ εηζηέηα πμο ζοκμδεφεζ ηα θάζηζπα «κέαξ βεκζάξ» ζηδκ αβμνά ηαζ πενζβνάθεζ ηδκ εκενβεζαηή ηαηακάθςζδ, ηδκ αζθάθεζα ζε ηαηέξ ηαζνζηέξ ζοκεήηεξ ηαζ ηδκ παναβςβή εμνφαμο[182] ... 90
πήια 3.18: Υδιζηή δμιή ηςκ ζζμιενχκ ημο TDI[188] ... 91
πήια 3.19: Σεπκζηή δζυβηςζδξ ιέζς ακηίδναζδξ ζζμηοακζημφ ιε H2O πνμξ παναβςβή CO2[191] ... 92
πήια 3.20: Πανάδεζβια παναβςβήξ δζηηοςιέκδξ αθνχδμοξ PU[192] ... 93
πήια 3.21: Απεζηυκζζδ επελενβαζίαξ αθνμφ PU ζε ιφθμ δφμ ηοθίκδνςκ[140]... 96
πήια 3.22: Υνδζζιμπμζδιέκδ PU ζε ζφκεεημ δμιζηυ οθζηυ εκζζποιέκμ ιε ίκεξ βοαθζμφ[140] ... 97
πήια 3.23: Ακηζδναζηήναξ ιμκάδαξ πονυθοζδξ εθαζηζηχκ (νεοζημπμζδιέκδξ ηθίκδξ)[139] ... 99
πήια 3.24: Ακαπανάζηαζδ ηδξ δζενβαζίαξ νεοζημπμίδζδξ/αενζμπμίδζδξ[140]...100
πήια 3.25: Γεκζηή ιμνθή ακηίδναζδξ οδνυθοζδξ PU[194] ...101
πήια 3.26: Γεκζηή ιμνθή ακηίδναζδξ PU ιε μλφ (ανζζηενά) ηαζ αάζδ (δελζά)[194] ...101
πήια 3.27: Απεζηυκζζδ ηδξ δζενβαζίαξ βθοηυθοζδξ δζαπςνζζιμφ θάζεςκ (ανζζηενά) ηαζ ηδξ οδνμβθοηυθοζδξ ηδξ εηαζνείαξ Ford (δελζά)[140] ...102
πήια 3.28: Γεκζηή ιμνθή ακηίδναζδξ αιζκυθοζδξ PU[194] ...103
πήια 3.29: Απεζηυκζζδ ηδξ θεζημονβίαξ ημο ηθζαάκμο ηζζιέκημο (ανζζηενά) ηαζ ημο απμηεθνςηήνα νεοζημπμζδιέκδξ ηθίκδξ (δελζά)[195] ... 104
πήια 3.30: Υδιζηή δμιή DGEBPA[117] ... 105
πήια 3.31: Ζ ακηίδναζδ δζηηφςζδξ πνμξ ζπδιαηζζιυ εενιμζηθδνοκυιεκδξ EP. Ο ζηθδνοκηήξ ακηζδνά ιε ημ μλζνάκζμ[145] ... 106
πήια 3.32: φκεεζδ UP απυ ιδθεσκζηυ μλφ ηαζ EG[145] ... 107
πήια 3.33: Γζυθεξ ηαζ ηνζυθδ (πάκς), μλέα ηαζ ακοδνίηεξ (ηάης) ςξ παναδείβιαηα ακηζδνχκηςκ ζςιάηςκ βζα ηδκ παναβςβή UP[162] ... 107
πήια 3.34: Υδιζηή δμιή εκυξ ηφπμο EP[150] ... 112
πήια 3.35: Υδιζηή δμιή EP ηφπμο δζζθαζκυθδξ F (ανζζηενά) εκζζποιέκδξ ιε DDM (δελζά)[156,157] ... 113
πήια 3.36: πδιαηζηή ακαπανάζηαζδ νεοζημπμζδιέκδξ ηθίκδξ ζηδκ μπμία βίκεηαζ ηαοηυπνμκα ηαφζδ ηδξ εκζζποιέκδξ εενιμζηθδνοκυιεκδξ νδηίκδξ ηαζ ακάηηδζδ ηςκ ζκχκ[160] ... 115
πήια 4.1: Σμ πνμηεζκυιεκμ ζπέδζμ βζα ηδκ ακαηφηθςζδ ιε ηδ ιμνθή δζαβνάιιαημξ νμήξ ... 122
ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΔΗΚΟΝΧΝ
Δζηυκα 1.1: Πθαζηζηά απμννίιιαηα ζημ ζημιάπζ κεηνμφ πηδκμφ[73] ... 37 Δζηυκα 2.1: Σήλδ δθεηηνμκζημφ ηοηθχιαημξ ζηδκ Κίκα (ανζζηενά), πεζνμκαηηζηή δζαθμβή βζα ηδκ ακαηφηθςζδ πμθοιενχκ ζηδκ Ηκδία (ηέκηνμ), ηίκδοκμξ βζα ηδκ οβεία ηςκ ακενχπςκ ηαζ ηςκ γχςκ απυ ΥΑΓΑ ζηδκ Γηάκα (δελζά)[53,54] ... 47 Δζηυκα 2.2: Σμπμεέηδζδ πνδζζιμπμζδιέκςκ θζαθχκ PET ζε δέιαηα[70] ... 51 Δζηυκα 3.1: Μζηνμβναθία ηαμοηζμφη πμο ακαηηήεδηε ιε άθεζδ ζε εενιμηναζία πενζαάθθμκημξ[28] ... 94 Δζηυκα 3.2: Μζηνμβναθία ηαμοηζμφη πμο ακαηηήεδηε ιε ηνομβμκζηή άθεζδ[28] ... 95 Δζηυκα 3.3: Ζ αάζδ ημο ιδπακήιαημξ βζα ηδκ ακαηφηθςζδ αανηχκ ζηδνίγεηαζ ζε παθέηα (ανζζηενά), ημ πζζηυθζ ρεηαζιμφ (ηέκηνμ), ημιιάηζα απυ ζφκεεηα οθζηά ηαηάθθδθα βζα ιδπακζηή ακαηφηθςζδ (δελζά)[166] ...109 Δζηυκα 3.4: Ζ ναηέηα πνζκ ημ πείναια ηδξ πδιζηήξ ακαηφηθςζδξ (ανζζηενά) ηαζ ιεηά (δελζά)[148] ...112
ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΠΗΝΑΚΧΝ
Πίκαηαξ 1.1: Παβηυζιζα παναβςβή πθαζηζηχκ ηαζ ηαηά ηεθαθήκ ηαηακάθςζδ ηα έηδ 1950, 1970, 1990[16] ... 21 Πίκαηαξ 1.2: Υνυκμξ απμζημδυιδζδξ ζοβηεηνζιέκςκ οθζηχκ ηαζ πνυκμξ δζάθοζδξ ζηδ εάθαζζα πνμσυκηςκ ημο ακηίζημζπμο οθζημφ(ηαηά πνμζέββζζδ)[18] ... 36 Πίκαηαξ 2.1: Ζ εκένβεζα πμο ελμζημκμιείηαζ ακά ιμκάδα ιάγαξ δζαθυνςκ οθζηχκ[5] ... 60 Πίκαηαξ 2.2: φβηνζζδ ημο εκενβεζαημφ πενζεπμιέκμο πμθοιενχκ εκχζεςκ ιεηαλφ ανπζηχκ πνμσυκηςκ ηαζ ακαηοηθςιέκςκ[67] ... 60 Πίκαηαξ 2.3: Κυζημξ ζοθθμβήξ – ακαηφηθςζδξ ζε μνζζιέκα οθζηά ζοζηεοαζζχκ ζημ Βέθβζμ ημ 2003[5] ... 61 Πίκαηαξ 2.4: Γαπάκδ βζα ηδκ οθζηή ακαηφηθςζδ πθαζηζηχκ απμαθήηςκ ζημ Ζκςιέκμ Βαζίθεζμ[79] ... 61 Πίκαηαξ 2.5: Οζημκμιζηέξ δαπάκεξ ιμκάδαξ ακάηηδζδξ ηνίιιαημξ ηαμοηζμφη[135] ... 62 Πίκαηαξ 2.6: Κυζημξ εβηαηάζηαζδξ ηαζ θεζημονβίαξ ιμκάδαξ πονυθοζδξ – αενζμπμίδζδξ ζοκανηήζεζ ηδξ δοκαιζηυηδηάξ ηδξ[5] ... 63 Πίκαηαξ 2.7: Γαπάκεξ απμδμιδηζηήξ εηαμθήξ αάζεζ δεδμιέκςκ ημο 1993[5] ... 64 Πίκαηαξ 2.8: Κυζημξ εβηαηάζηαζδξ ηαζ θεζημονβίαξ ιμκάδαξ ηαφζδξ ζηδ Βυνεζα Δονχπδ ζοκανηήζεζ ηδξ δοκαιζηυηδηάξ ηδξ[5] ... 64 Πίκαηαξ 2.9: φβηνζζδ μζημκμιζηήξ δαπάκδξ ακάιεζα ζε πονυθοζδ – αενζμπμίδζδ ηαζ ζε απμηέθνςζδ βζα ακηίζημζπδ δοκαιζηυηδηα[5] ... 65 Πίκαηαξ 2.10: Κυζημξ ακαηφηθςζδξ ζηδκ Ηαπςκία ιε ζημζπεία ημο 2003[5]... 65 Πίκαηαξ 2.11: Μέβζζηεξ – εθάπζζηεξ ηζιέξ HDPE ηαζ PET πμο ηαηαβνάθδηακ ζηα ηέθδ Νμειανίμο ζε δζάθμνεξ ιμνθέξ αάζεζ ηδξ αβμνάξ «The Plastics Marketplace™»[78] .... 65 Πίκαηαξ 3.1: Δηπμιπή νφπςκ ηαηά ηδκ ηαφζδ PET βζα ηδκ παναβςβή εενιυηδηαξ ηαζ δθεηηνζζιμφ[129] ... 84 Πίκαηαξ 3.2: Μέζδ εενιμβυκμξ δφκαιδ απμαθήηςκ[123] ... 84 Πίκαηαξ 3.3: Γοκαηυηδηεξ ακαηφηθςζδξ PVC ζε ιμκάδεξ ημο πνμβνάιιαημξ VINYL 2010[121] ... 86
Πίκαηαξ 3.4: Πμζμζηζαία ζφκεεζδ ηαζ ιάγεξ κέςκ ηαζ πνδζζιμπμζδιέκςκ εθαζηζηχκ μπδιάηςκ ζδζςηζηήξ πνήζδξ (Η.Υ.) ηαζ θμνηδβχκ ζηζξ ΖΠΑ ηαζ ζηδκ ΔΔ[28] ... 88 Πίκαηαξ 3.5: Υαναηηδνζζιυξ ακαηηδεέκημξ ηαμοηζμφη ζφιθςκα ιε ηδκ εονςπασηή επζηνμπή ηοπμπμίδζδξ (CEN) ιε ηνζηήνζμ ηδ δζάιεηνμ ηςκ ηυηηςκ[28] ... 94 Πίκαηαξ 3.6: Καηακαθςεείζα ή ακαηηχιεκδ εκένβεζα ακά ιμκάδα ιάγαξ ζε ζπεηζηέξ ιε ηα εθαζηζηά δζενβαζίεξ[28] ...103 Πίκαηαξ 3.7: Πνμσυκηα πονυθοζδξ εκζζποιέκςκ εενιμζηθδνοκυιεκςκ νδηζκχκ ζημοξ 500 ºC[166]...110 Πίκαηαξ 4.1: Σμ εκενβεζαηυ πενζεπυιεκμ (ηαηά πνμζέββζζδ) βζα ηα ελεηαγυιεκα πμθοιενή ...120
ΠΡΟΛΟΓΟ
πςξ είκαζ βκςζηυ, ημ πνυβναιια ζπμοδχκ ηςκ Σεπκμθμβζηχκ Δηπαζδεοηζηχκ Ηδνοιάηςκ πνμαθέπεζ ηδκ εηπυκδζδ πηοπζαηήξ ενβαζίαξ.
Ζ πηοπζαηή ενβαζία ιαγί ιε ηδκ πναηηζηή άζηδζδ είκαζ δφμ ζδιακηζηά ενβαθεία βζα ημοξ ιεηέπεζηα πηοπζμφπμοξ Σεπκμθμβζηήξ Δηπαίδεοζδξ χζηε κα ακαπηφλμοκ ημκ ηνυπμ ζηέρδξ ημοξ ςξ Δπζζηήιμκεξ (Μδπακζημί εκ πνμηεζιέκς). Πανάθθδθα, δίκεηαζ δ δοκαηυηδηα ιζαξ άηοπδξ, πεναζηένς εζδίηεοζδξ ηαζ ιάθζζηα ζε πνμπηοπζαηυ επίπεδμ.
Γοζηοπχξ, εηηυξ απυ ακηζβναθέξ ηαηά ηδ δζάνηεζα ηςκ ελεηάζεςκ, έπμοκ παναηδνδεεί εηθοθζζηζηά θαζκυιεκα ακάεεζδξ πηοπζαηχκ – δζπθςιαηζηχκ ενβαζζχκ. Ζ ζοιπενζθμνά αοηή ιπμνεί κα δίκεζ ηδκ εοηαζνία ζε ηάπμζμοξ κα «λειπενδεφμοκ» απυ ιία οπμπνέςζδ, υιςξ είκαζ πανάκμιδ ηαζ ζηενεί απυ ημοξ κέμοξ ηδ δοκαηυηδηα κα κζχεμοκ υηζ παημφκ πζμ βενά ζηα πυδζα ημοξ ζημκ ακήθμνμ ηδξ αβμνάξ ενβαζίαξ.
Αθμνιή βζα ηδκ επζθμβή ημο εέιαημξ «Ακαηφηθςζδ Πμθοιενχκ» ζηάεδηε ημ βκςζηζηυ ακηζηείιεκμ ημο 7μο ελαιήκμο ιε ηίηθμ «Υδιεία ηαζ Σεπκμθμβία Πμθοιενχκ». Μζα πζμ δζελμδζηή ακαγήηδζδ ζημ ημιιάηζ ηδξ ακαηφηθςζδξ ηνίεδηε απυ ημ βνάθμκηα εκδζαθένμοζα, ζε ιία επμπή ζηδκ μπμία ημ εέια ζογδηείηαζ ζοπκά ηαζ υπςξ βίκεηαζ ζε ηέημζμο είδμοξ πενζπηχζεζξ, βνάθμκηαζ ηαζ θέβμκηαζ πμθθέξ ακαηνίαεζεξ.
Σα πμθοιενή πμο θηζάπκεζ μ άκενςπμξ πνμένπμκηαζ ζοκήεςξ απυ ημ πεηνέθαζμ ηαζ ημ θοζζηυ αένζμ. Καη‟ αοηυκ ημκ ηνυπμ, ηα πμθοιενή ζοκδέμκηαζ ιε ημ ακηζηείιεκμ ιεθέηδξ ημο ηιήιαημξ Μδπακζηχκ Σεπκμθμβίαξ Πεηνεθαίμο ηαζ Φοζζημφ Αενίμο Σ.Δ. &
Μδπακμθυβςκ Μδπακζηχκ Σ.Δ. ιςξ, δ ενβαζία ιπμνεί κα θακεί εκδζαθένμοζα ζε Μδπακζημφξ Πμθοηεπκζηχκ πμθχκ, Υδιζημφξ ηαζ υζμοξ αζπμθμφκηαζ ιε ηδκ Δπζζηήιδ ηςκ Τθζηχκ.
Ζ ενβαζία πνυηεζηαζ βζα ιία ακαζηυπδζδ. οκηάπεδηε ζηδ Θεζζαθμκίηδ, εκχ ιεζμθάαδζακ ηάπμζεξ ζοκακηήζεζξ ζπμοδαζηή – ηαεδβδηή ζηδκ Κααάθα. Οζ επζζηδιμκζηέξ απυρεζξ πμο πανμοζζάγμκηαζ οπμζηδνίγμκηαζ απυ έβηονεξ δζαδζηηοαηέξ πδβέξ ηαζ αζαθία, εκχ ζε υθα ηα ηεθάθαζα οπάνπμοκ πίκαηεξ ιε ζημζπεία. Έιθαζδ δυεδηε ηυζμ ζηδκ μνβάκςζδ ηδξ δμιήξ ημο ηεζιέκμο, υζμ ηαζ ζηδ ζοββναθή ημο ιε ηνυπμ ηαηακμδηυ απυ εκδζαθενυιεκμ ακαβκςζηζηυ ημζκυ πμο δε δζαεέηεζ επζζηδιμκζηή ηαηάνηζζδ, πςνίξ κα είβεηαζ μ αηαδδιασηυξ παναηηήναξ ηδξ ενβαζίαξ. Σέθμξ, βζα ιία πζμ μθμηθδνςιέκδ πνμζέββζζδ ημο εέιαημξ ημπμεεηήεδηακ εζηυκεξ ηαζ ζπήιαηα.
1. ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1 ΣΑ ΠΟΛΤΜΔΡΖ
1.1 ΔΗΑΓΧΓΖ 1.1.1 ΓΔΝΗΚΑ
Ζ εθθδκζηή βθχζζα δάκεζζε ζηδ δζεεκή επζζηδιμκζηή μνμθμβία ημοξ υνμοξ «πμθοιενή»
(polymers) ηαζ «πθαζηζηά» (plastics). Άνα δεκ είκαζ δφζημθμ κα ακηζθδθεεί ηακείξ υηζ ηα πμθοιενή (πήια 1.1) είκαζ εκχζεζξ πμο απμηεθμφκηαζ απυ πμθθά ιένδ, ηα μπμία είκαζ επακαθαιαακυιεκα ηαζ μκμιάγμκηαζ ιμκμιενή. Δπεζδή είκαζ πμθθά μκμιάγμκηαζ ηαζ ιαηνμιυνζα. οκήεςξ είκαζ μνβακζηέξ εκχζεζξ, δδθαδή δ ηφνζα αθοζίδα ημοξ απμηεθείηαζ απυ άημια άκεναηα (C). Ο C «ζοκμδεφεηαζ» απυ άημια οδνμβυκμο (H).
Δπίζδξ ιπμνμφιε κα ζοκακηήζμοιε ζημζπεία υπςξ ημ άγςημ (N), ημ μλοβυκμ (O), ημ εείμ (S), ημ πθχνζμ (Cl) ηαζ ημ πονίηζμ (Si). ημ πήια 1.1, ηδξ πανμφζαξ ζεθίδαξ, απεζημκίγεηαζ δ πδιζηή δμιή ημο πμθοαζεοθεκίμο (PE).
τήμα 1.1: Πμθθά ιυνζα αζεοθεκίμο (C2H4) εκχκμκηαζ ζε ιία αθοζίδα βζα ημ ζπδιαηζζιυ ημο PE[6,7]
Σα πθαζηζηά, ιε ηδ ζεζνά ημοξ, πθάεμκηαζ – ιμνθμπμζμφκηαζ βζα κα απμηηήζμοκ ηδκ ηεθζηή ημοξ ιμνθή. ηακ ακαθενυιαζηε ζηα πθαζηζηά, εκκμμφιε ηα ηεθζηά πνμσυκηα πμο πνμηφπημοκ απυ ακάιεζλδ ηςκ πμθοιενχκ ιε μοζίεξ πμο μκμιάγμκηαζ πνυζεεηα.
Οζ εκχζεζξ αοηέξ πνμζηίεεκηαζ ζηα πμθοιενή βζα κα απμηηήζμοκ μνζζιέκεξ επζεοιδηέξ ζδζυηδηεξ πνζκ ηαηαθήλμοκ ζημ ειπυνζμ: πνχια, ακηίζηαζδ ζηδ θςηζά, ακεεηηζηυηδηα ζε πδιζημφξ πανάβμκηεξ πμο ιπμνμφκ κα ηα αθθμζχζμοκ ηθπ. Ηδζαίηενδ ζδιαζία ιεηαλφ ηςκ πνμζεέηςκ έπμοκ μζ πθαζηζημπμζδηέξ. Ζ πνήζδ ημοξ απμζημπεί ζημ κα βίκεζ ημ πμθοιενέξ οθζηυ πζμ ιαθαηυ ηαζ έπεζ ζοκδεεεί ιε ημ πμθοαζκοθμπθςνίδζμ (PVC) ημ μπμίμ εα ελεηαζηεί ακαθοηζηά ςξ πμθοιενήξ έκςζδ ζε επυιεκμ ηεθάθαζμ.
Σμ πθήεμξ ηςκ εθανιμβχκ ηςκ πμθοιενχκ δζηαζμθμβεί ηδκ εκηοπςζζαηή αφλδζδ ηδξ παναβςβήξ ηαζ ηδξ ηαηακάθςζήξ ημοξ πμο παναηδνήεδηε ιεηά ημ Β‟ Παβηυζιζμ Πυθειμ (Πίκαηαξ 1.1) ηαζ ζοκεπίγεηαζ ιέπνζ ηαζ ζήιενα. Ο Ηηαθυξ ηαεδβδηήξ Guilio Natta είπε βζα ημκ 20μ αζχκα: «Ακ επνυηεζημ κα παναηηδνζζηεί μ αζχκαξ ιαξ απυ ηα οθζηά πμο πνδζζιμπμζμφκηαζ πενζζζυηενμ, υπςξ ζημ πανεθευκ δ επμπή ημο Λίεμο ηαζ δ επμπή ημο Υαθημφ, εα έπνεπε κα μκμιαζηεί αζχκαξ ηςκ Πμθοιενχκ»[2].
Έημξ Παβηυζιζα παναβςβή (Mtn) Καηακάθςζδ (kg/άημιμ)
1950 1,6 0,6
1970 31 8,3
1990 98 19
Πίνακας 1.1: Παβηυζιζα παναβςβή πθαζηζηχκ ηαζ ηαηά ηεθαθήκ ηαηακάθςζδ ηα έηδ 1950, 1970, 1990[16]
φιθςκα ιε ηδκ ενεοκδηζηή μιάδα αβμνάξ πθαζηζηχκ ζηδκ Δονχπδ (PEMRG), ημ 2008 δ παβηυζιζα παναβςβή πθαζηζηχκ ήηακ 245 Mtn, απυ ημοξ μπμίμοξ μζ 60 Mtn (ακηζζημζπμφκ ζε πμζμζηυ ημκηά ζημ 25%) πανήπεδζακ ζηδκ εονςπασηή ήπεζνμ. Γζα ηδκ ίδζα πνμκζά, απυ ηζξ εονςπασηέξ πχνεξ, δ ιεβαθφηενδ γήηδζδ παναηδνήεδηε ζηδ Γενιακία. Ζ Ηηαθία ηαζ δ Γαθθία ειθάκζζακ ηδ δεφηενδ ηαζ ηδκ ηνίηδ ιεβαθφηενδ γήηδζδ ακηίζημζπα. Ζ ζοκμθζηή γήηδζδ ζηδκ Δονχπδ ήηακ 48,5 Mtn[17].
Με αάζδ εονήιαηα ηδξ ίδζαξ ένεοκαξ, ηα πμθοιενή πνδζζιμπμζήεδηακ ηονίςξ ςξ οθζηά ζοζηεοαζίαξ (38%) ηαζ ζε ιζηνυηενμ ααειυ ζημκ ηθάδμ ηςκ ηαηαζηεοχκ ηαζ ηςκ οπμδμιχκ (21%), ηδκ αοημηζκδημαζμιδπακία (7%) ηαζ ηζξ δθεηηνζηέξ ηαζ δθεηηνμκζηέξ ζοζηεοέξ (6%). Άθθεξ εθανιμβέξ πενζθαιαάκμοκ: ζαηνζηά ενβαθεία, αβνμηζηυ ελμπθζζιυ, παζδζηά παζπκίδζα, είδδ έκδοζδξ ηαζ οπυδδζδξ, είδδ ηαεανζζιμφ. ημ πήια 1.2 δίκεηαζ δ πμζμζηζαία γήηδζδ ηςκ πμθοιενχκ ζηδκ Δονχπδ ιε αάζδ ημκ ηφπμ ημοξ βζα ημ 2008.
τήμα 1.2: Γνάθδια πμζμζηζαίαξ γήηδζδξ πμθοιενχκ ζηδκ Δονχπδ βζα ημ 2008. Πδβή: PEMRG[17]
ΕΖΣΖΖ ΠΟΛΤΜΔΡΧΝ ΑΝΑ ΣΤΠΟ ΣΖΝ ΔΤΡΧΠΖ
20%
18%
12% 17%
11%
8%
7% 7% Άθθα
PP LLDPE/LDPE PVC HDPE PS, EPS PET PUR
Πμθφ ορδθή ηαηακάθςζδ έπμοκ ημ PVC, ημ πμθοπνμποθέκζμ (PP) ηαζ ημ πμθοαζεοθέκζμ παιδθήξ (LDPE) ηαζ ορδθήξ ποηκυηδηαξ (HDPE) αθθά επεζδή οπάνπμοκ πάνα πμθθμί ηφπμζ πθαζηζηχκ δ γήηδζδ ηςκ πμθοιενχκ πμο δεκ ακαθένμκηαζ είκαζ ορδθυηενδ απυ αοηήκ ημο PP πμο εηείκμ ημ έημξ ηαηείπε ηδκ πνςηζά.
Δηηυξ απυ ηδξ ζδιακηζηέξ δζεοημθφκζεζξ πμο πνμζθένμοκ ηα πθαζηζηά ζηζξ ακενχπζκεξ ημζκςκίεξ, ζε μνζζιέκεξ πενζπηχζεζξ δ πνήζδ ημοξ ζοιαάθεζ ζηδκ πνμζηαζία ημο πενζαάθθμκημξ ιέζς ηδξ ιείςζδξ ηδξ εκενβεζαηήξ ηαηακάθςζδξ. Ωξ εενιμιμκςηζηά οθζηά, ιεζχκμοκ ηδκ απχθεζα εενιυηδηαξ ζημ πενζαάθθμκ. Ωξ οθζηά μπδιάηςκ, ιεζχκεηαζ δ ιάγα ημοξ – άνα ηαζ δ ηαηακάθςζδ ηαοζίιςκ – ζε ζπέζδ ιε ηα μπήιαηα ηδξ πνμδβμφιεκδξ βεκζάξ. Ζ ιεηααμθή ζηδ ζπεδίαζδ ηςκ αοημηζκήηςκ ζοκεπάβεηαζ, ζε εονςπασηυ επίπεδμ, ελμζημκυιδζδ 12.000.000 ηυκςκ ηαοζίιςκ εηδζίςξ[16].
πςξ ζηζξ οπυθμζπεξ πδιζηέξ εκχζεζξ έηζζ ηαζ βζα ηα πμθοιενή οθίζηαηαζ δ έκκμζα ημο ιμνζαημφ αάνμοξ ιε ηδ δζαθμνά υηζ ζηα πμθοιενή ημ ιμνζαηυ αάνμξ είκαζ πμθφ ιεβαθφηενμ επεζδή πνμένπμκηαζ απυ ζοκέκςζδ πμθθχκ μιάδςκ αηυιςκ. Δπεζδή δεκ είκαζ πναηηζηυ κα αενμζζημφκ ηα αημιζηά αάνδ ηςκ ζημζπείςκ απυ ηα μπμία απμηεθείηαζ έκα πμθοιενέξ, βζα κα οπμθμβζζηεί ημ ιμνζαηυ ημο αάνμξ πμθθαπθαζζάγεηαζ ημ ιμνζαηυ αάνμξ ημο ιμκμιενμφξ ιε ηδ ζοπκυηδηα πμο ειθακίγεηαζ (ααειυ πμθοιενζζιμφ).
Σμ ιμνζαηυ αάνμξ εκυξ πμθοιενμφξ ηαζ μ ααειυξ πμθοιενζζιμφ ημο πνμζδζμνίγμοκ ημ ιέβεευξ ημο. ιςξ, ημ ιέβεεμξ δεκ είκαζ ημ ιυκμ ζημζπείμ ηδξ «ηαοηυηδηάξ» ημο. Ο παναηηδνζζιυξ ημο πμθοιενμφξ βίκεηαζ ιέζα απυ ημ δζαπςνζζιυ ημο ζε μιάδεξ αάζεζ ηνζηδνίςκ.
Ανπζηά, ακαθένεηαζ πςξ ιε αάζδ ηδκ πνμέθεοζή ημο ηα πμθοιενή δζαηνίκμκηαζ ζε θοζζηά ηαζ ζε ζοκεεηζηά. Σα θοζζηά ηα παναζηεοάγεζ δ θφζδ ηαζ ηα ζοκεεηζηά ηα ζοκεέηεζ μ άκενςπμξ. Παναδείβιαηα θοζζηχκ πμθοιενχκ είκαζ ημ ηαμοηζμφη, ημ άιοθμ, δ ηοηηανίκδ ηαζ δ ηεναηίκδ (απυ ημ ιεηάλζ ηαζ ημ ιαθθί). Δηηυξ απυ ημ PE, ημ PP ηαζ ημ PVC, απυ ζοκεεηζηά πμθοιενή ακαθένμκηαζ ημ πμθοζηονέκζμ (PS) ηαζ μ πμθοαζεοθεκμηενεθεαθζηυξ εζηέναξ (PET). Σμ πνχημ ζοκεεηζηυ πμθοιενέξ, μ ααηεθίηδξ (πήια 1.3), παναζηεοάζηδηε ημ 1907 απυ ημκ Baekeland.
τήμα 1.3: Ζ πδιζηή δμιή ημο ααηεθίηδ. Ζ έκκμζα ηδξ δμιήξ ελεηάγεηαζ ζηδ ζοκέπεζα[9]
Δηηυξ απυ ηδκ πνμέθεοζδ, ηα πμθοιενή δζαθένμοκ ςξ πνμξ ημ ζπήια (πήια 1.4). Ζ
«ηαηαζηεοή» ηδξ αθοζίδαξ ιπμνεί κα είκαζ βναιιζηή, δζαηθαδμφιεκδ ή δζηηοςηή (δζαζηαονςιέκδ). Δπίζδξ, ημ ζπήια ηάπμζςκ απυ ηα δζηηοςηά πμθοιενή απμδίδεηαζ ςξ πθέβια. Ζ δζηηφςζδ ακαθφεηαζ ζηδκ §1.2.
τήμα 1.4: Γναιιζηυ, δζαηθαδμφιεκμ, δζηηοςηυ πμθοιενέξ (απυ ανζζηενά πνμξ δελζά)[12]
Γζα ηδκ ηαλζκυιδζδ ιε αάζδ ηδ δμιή εκυξ πμθοιενμφξ πνέπεζ κα δζαζαθδκζζηεί ζε πμζμ απυ ηα πεδία ηδξ ακαθενυιαζηε (ζφζηαζδ, ζηενεμηαλζηή δζεοεέηδζδ, πνμζακαημθζζιυξ, ηνοζηαθθζηυηδηα, δζαιυνθςζδ). Βαζζηυηενεξ απυ αοηέξ είκαζ δ ζφζηαζδ ηαζ δ ηνοζηαθθζηυηδηα.
Ζ ζφζηαζδ πνμζδζμνίγεηαζ απυ ηα ζημζπεία απυ ηα μπμία απμηεθείηαζ ημ πμθοιενέξ ηαζ ηαεμνίγεηαζ απυ ηα ακηζδνχκηα ζχιαηα. πςξ ακαθένεδηε, ςξ πνχηδ φθδ βζα ηδκ παναζηεοή ηςκ πμθοιενχκ πνδζζιμπμζμφκηαζ οδνμβμκάκεναηεξ. Ζ ηαλζκυιδζδ ηςκ πμθοιενχκ θυβς ηδξ πδιζηήξ ημοξ ζφζηαζδξ βίκεηαζ ακάιεζα ζε μνβακζηά ηαζ ζε ακυνβακα, ηαεχξ επίζδξ ζε μιμαθοζζδςηά ηαζ εηενμαθοζζδςηά. πςξ ακαθένεδηε, ηα μνβακζηά πμθοιενή έπμοκ ζηδκ ηφνζα αθοζίδα άημια άκεναηα ζε ακηίεεζδ ιε ηα ακυνβακα. Ονβακζηά είκαζ ηα πενζζζυηενα βκςζηά πμθοιενή (π.π. PP, PET) ηαζ ακυνβακα πμθοιενή είκαζ μζ ζζθζηυκεξ (SI) ή πμθοζζθμλάκζα. Ζ αθοζίδα ηςκ μιαθοζζδςηχκ πμθοιενχκ απμηεθείηαζ ιυκμ απυ έκα ζημζπείμ (π.π. πμθομθεθίκεξ), ζε ακηίεεζδ ιε ηα εηενμαθοζζδςηά (π.π. πμθοαιίδζα, αζκοθμπμθοιενή)[2,114].
Ζ ηνοζηαθθζηυηδηα (crystallinity) είκαζ έκα ιέηνμ ηδξ ηάλδξ ηςκ ιδ δζηηοςηχκ πμθοιενχκ, δδθαδή ηςκ βναιιζηχκ ηαζ ηςκ δζαηθαδμφιεκςκ. Ωξ πνμξ ηδκ ηνοζηαθθζηυηδηα, ηα πνμακαθενυιεκα πμθοιενή δζαηνίκμκηαζ ζε άιμνθα (amorphous), διζηνοζηαθθζηά (semi – crystalline) ηαζ ζε ηνοζηαθθζηά (crystal). Σα ηνοζηαθθζηά ζοκακηχκηαζ ζπάκζα, εκχ ηα ιενζηχξ ηνοζηαθθζηά έπμοκ άιμνθεξ ηαζ ηνοζηαθθζηέξ πενζμπέξ (πήια 1.5). Οζ άιμνθεξ πενζμπέξ εα ιπμνμφζακ κα πανμιμζαζημφκ ιε ηα ηαθχδζα απυ αημοζηζηά υηακ ανεεμφκ ζε ιζα ηζέπδ ηαζ πενζπθέημκηαζ, εκχ μζ ηνοζηαθθζηέξ ιε ηθςζηέξ πμο λεηοθίβμκηαζ πνμζεηηζηά.
τήμα 1.5: Σμ διζηνοζηαθθζηυ πμθοιενέξ ειθακίγεζ άιμνθεξ ηαζ ηνοζηαθθζηέξ πενζμπέξ[7]
Ο πνμζακαημθζζιυξ ακαθένεηαζ ζηδ δζεφεοκζδ ηςκ ιμνίςκ ηαζ αθμνά εζδζηέξ πενζπηχζεζξ οθζηχκ, υπςξ μζ ίκεξ ηαζ ηα θφθθα.
Ζ ζηενεμηαλζηή δζεοεέηδζδ είκαζ ιζα έκκμζα πμο αθμνά ηδ εέζδ ηςκ αηυιςκ ζηζξ ηνεζξ δζαζηάζεζξ. Ζ ζδιαζία ηδξ ζπεηίγεηαζ ιε ημ βεβμκυξ υηζ δ ακεναηζηή αθοζίδα δεκ είκαζ εοεφβναιιδ αθθά ζπδιαηίγεζ βςκίεξ (πήια 1.6).
πήια 1.6: Ζ αθοζίδα ημο πμθοιενμφξ πανμιμζάγεηαζ ιε ιζα γζη – γαη βναιιή[7]
‟ αοηήκ ζοιπενζθαιαάκεηαζ δ ζζμιένεζα cis – trans πμο ακαθένεηαζ ζηζξ εκχζεζξ ιε δζπθυ δεζιυ. Ακ πςνίζμοιε κμδηά ζηα δφμ ηδκ ακεναηζηή αθοζίδα, ζηα cis – ζζμιενή μζ δζπθμί δεζιμί εα εκημπίγμκηαζ ιυκμ απυ ηδ ιία ιενζά. Σα trans – ζζμιενή, ιε ηδ ζεζνά ημοξ, παναηηδνίγμκηαζ απυ εκαθθαβή ηςκ απθχκ ιε ημοξ δζπθμφξ δεζιμφξ (πήια 1.7).
τήμα 1.7: Ζ ζζμιένεζα cis – trans βζα ημ πμθοαμοηαδζέκζμ[12]
Ζ δζαιυνθςζδ δδθχκεζ ηδ εέζδ ηςκ αηυιςκ – ημο ίδζμο ή δζαθμνεηζημφ ζημζπείμο – ζημ πχνμ ζε ζοκάνηδζδ ιε ημοξ απθμφξ δεζιμφξ. Γζα κα ηαηακμήζεζ ηακείξ ηδκ έκκμζα ηδξ δζαιυνθςζδξ, αξ θακηαζηεί ηδκ πμθοιενζηή αθοζίδα ζακ έκα ιπαθυκζ απυ αοηά πμο πνδζζιμπμζμφκ μζ ηθυμοκ, πμο ηνααχκηαξ ημ ηάεε θμνά ιε δζαθμνεηζηυ ηνυπμ ιπμνεί κα πάνεζ δζαθμνεηζηυ ζπήια. Δκ πνμηεζιέκς, δ αθοζίδα δεκ είκαζ πάκηα ηοπαία δζαιμνθςιέκδ. Θα ιπμνμφζε κα είκαζ εθζημεζδήξ.
Με αάζδ ηδ πνήζδ ημοξ δζαηνίκμοιε ηα ημζκά πμθοιενή, ηα ηεπκζηά ηαζ ηα πνμδβιέκα.
Σα ημζκά πμθοιενή δεκ είκαζ ορδθμφ ηυζημοξ ηαζ ζοκακηχκηαζ πμθφ ζοπκά ζηδκ ηαεδιενζκυηδηα, υπςξ ημ PE, ημ PP ηαζ ημ PVC. Σα ηεπκζηά πμθοιενή πανμοζζάγμοκ αεθηζςιέκεξ ιδπακζηέξ ζδζυηδηεξ ζε ζφβηνζζδ ιε ηα ημζκά. Σμ πμθοαιίδζμ nylon είκαζ έκα βκςζηυ πμθοιενέξ αοηήξ ηδξ ηαηδβμνίαξ. Σα πνμδβιέκα πμθοιενή παναηηδνίγμκηαζ απυ ηδκ ακεεηηζηυηδηά ημοξ. Πανάδεζβια είκαζ ημ πμθοηεηναθεμναζεοθέκζμ (PTFE) πμο έπεζ ηδκ ειπμνζηή μκμιαζία Teflon.
Με ηνζηήνζμ λεπςνζζηέξ ζδζυηδηεξ ηάπμζςκ πμθοιενχκ ακαθένμκηαζ – ιεηαλφ άθθςκ – ηα θςημκζηά, ηα αβχβζια ηαζ ηα οδαημδζαθοηά.
Ηδζαίηενδξ επζζηδιμκζηήξ ζδιαζίαξ ζηδκ ενιδκεία θαζκμιέκςκ ηαζ ιεηααμθχκ έπμοκ μζ αζημφιεκεξ δοκάιεζξ. Με βκχιμκα ηδκ επίδναζδ ηςκ δεζιχκ ζηα πμθοιενή δζαηνίκμοιε ηνεζξ ααζζηέξ μιάδεξ: ηα εενιμπθαζηζηά, ηα εθαζημιενή ηαζ ηα εενιμζηθδνοκυιεκα. Ζ πανμφζα πηοπζαηή ενβαζία θαιαάκεζ ζμαανά οπυρδ ηδκ εκ θυβς ηαλζκυιδζδ ηαζ εζδζηυηενδ ακαθμνά βίκεηαζ ζηδκ §1.2. ε ηάεε μιάδα μζ δοκάιεζξ επδνεάγμοκ ηδ ιδπακζηή ηαζ ηδ θοζζημπδιζηή ζοιπενζθμνά ηςκ πμθοιενχκ.
Σα εενιμπθαζηζηά είκαζ βναιιζηά ή δζαηθαδμφιεκα, εκχ ηα εθαζημιενή ηαζ ηα εενιμζηθδνοκυιεκα ειθακίγμοκ δζηηφςζδ. ηα εενιμπθαζηζηά μζ δεζιμί εκημπίγμκηαζ ζε ιμνζαηυ επίπεδμ, ζε ακηίεεζδ ιε ηα δζηηοςηά πμθοιενή ηα μπμία απμηημφκ εκδμαημιζημφξ δεζιμφξ ιε ηδ δζηηφςζδ πμο είκαζ ηαηά πμθφ ζζπονυηενμζ. Αημθμοεεί ζφκημιδ πενζβναθή ηςκ εκδμιμνζαηχκ δεζιχκ ζηα πμθοιενή[3,115].
Γοκάιεζξ δζαζπμνάξ ή Van der Waals: εκημπίγμκηαζ ζε ιζηνέξ απμζηάζεζξ ηαζ ςξ εη ημφημο είκαζ ιζηνήξ ζζπφμξ.
Γοκάιεζξ πνμζακαημθζζιμφ δζπυθςκ: ακαπηφζζμκηαζ υηακ οπάνπμοκ έκημκα πμθςιέκα άημια, υπςξ ζημ PVC.
Δπαβςβζηέξ δοκάιεζξ: δδιζμονβμφκηαζ απυ ηδκ επίδναζδ δθεηηνζημφ πεδίμο ζε πμθςιέκα άημια.
Γεζιμί ή βέθονεξ οδνμβυκμο: είκαζ πμθφ ζζπονυηενεξ απυ ηζξ δοκάιεζξ δζαζπμνάξ ηαζ οθίζηακηαζ υηακ οπάνπμοκ άημια ζηα μπμία πενζέπεηαζ εκενβυ H.
Αοηυ ειθακίγεηαζ υηακ ημ H ζοκμδεφεηαζ απυ O ή F ή N. Πανάδεζβια πμθοιενμφξ έκςζδξ ιε βέθονα H είκαζ ημ πμθοαιίδζμ.
Κθείκμκηαξ ηδκ ακαθμνά ζηζξ δοκάιεζξ ηςκ εενιμπθαζηζηχκ, ζηα βναιιζηά ιαηνμιυνζα οπάνπεζ ιεβαθφηενδ ηάλδ απ‟ υηζ ζηα δζαηθαδμφιεκα. Δπμιέκςξ, δ ζζπφξ ηςκ εκδμιμνζαηχκ δεζιχκ είκαζ ιεβαθφηενα ζηα βναιιζηά πμθοιενή απ‟ υηζ ζηα δζαηθαδμφιεκα. Δπίζδξ, ζδιακηζηή ιεηααθδηή είκαζ ηαζ ημ ιμνζαηυ αάνμξ. ζμ ιεβαθφηενμ είκαζ ηυζμ πζμ ζηαεενυ είκαζ ημ πμθοιενέξ άνα ηαζ ιεβαθφηενδξ ζζπφμξ μζ εκδμιμνζαημί δεζιμί.
1.1.2 ΔΗΓΗΚΑ – ΣΑΓΗΑ ΠΑΡΑΓΧΓΖ
Μέπνζ κα πνμςεδεμφκ ηα πθαζηζηά χζηε κα αβμναζημφκ απυ ημοξ ηαηακαθςηέξ ιεζμθααμφκ ηάπμζα ζηάδζα: θήρδ πνχηςκ οθχκ, ζπδιαηζζιυξ ιαηνμιμνίςκ ιέζς ακηζδνάζεςκ, πνμζεήηδ εκχζεςκ ηαζ ιμνθμπμίδζδ.
Ωξ πνχηδ φθδ βζα ηδ ζφκεεζδ ηςκ πμθοιενχκ, πνδζζιμπμζείηαζ ηαηά ηφνζμ θυβμ ημ πεηνέθαζμ ηαζ ημ θοζζηυ αένζμ ηαζ ζε πμθφ ιζηνυηενμ ααειυ μ άκεναηαξ. Έκα πμζμζηυ ηδξ ηάλδξ ημο 4% επί ηδξ ζοκμθζηήξ ηαηακάθςζδξ πεηνεθαίμο παβημζιίςξ πνδζζιμπμζείηαζ ζημκ ηθάδμ ηδξ αζμιδπακίαξ ηςκ πμθοιενχκ. Απαναίηδηδ δζαδζηαζία είκαζ δ δζφθζζδ (refining) ημο ανβμφ πεηνεθαίμο, ιε ηδκ μπμία θαιαάκμκηαζ ηα δζάθμνα
ηθάζιαηα ηςκ οδνμβμκακενάηςκ. Γζα πανάδεζβια, απυ εενιζηή δζάζπαζδ (thermal cracking) ηδξ κάθεαξ θαιαάκεηαζ ημ ιμκμιενέξ ημο PE, ημ C2H4.
Οζ ακηζδνάζεζξ ζπδιαηζζιμφ ηςκ πμθοιενχκ ιπμνεί κα απεζημκίγεηαζ ζηα αζαθία ιε ηνυπμ ακάθμβμ ιε άθθεξ ακηζδνάζεζξ, υπςξ δ μλείδςζδ, υιςξ ζηδκ πναβιαηζηυηδηα έπμοιε κα ηάκμοιε ιε δζενβαζίεξ, ακηζδνάζεζξ πμο πναβιαημπμζμφκηαζ ζε αζμιδπακζηή ηθίιαηα, ηάης απυ εζδζηέξ ζοκεήηεξ, πανμοζία ηαηαθφηδ. Οζ ακηζδναζηήνεξ πμθοιενζζιμφ δζαηνίκμκηαζ ζε ζοκεπμφξ, διζζοκεπμφξ ηαζ αζοκεπμφξ θεζημονβίαξ. ηδ ζοκέπεζα, εα ακαθοεμφκ μζ ηνεζξ δζαθμνεηζηέξ ηαηδβμνίεξ ακηζδνάζεςκ ζφκεεζδξ:
πμθοιενζζιμφ, πμθοζοιπφηκςζδξ, πμθοπνμζεήηδξ.
ηζξ ακηζδνάζεζξ πμθοιενζζιμφ μζ δμιζηέξ ιμκάδεξ πμο εκχκμκηαζ είκαζ υιμζεξ (μιμπμθοιενζζιυξ) ηαζ αηυνεζηεξ, δδθαδή έπμοκ δζπθυ δεζιυ. οκέπεζα αοηήξ ηδξ ακηίδναζδξ αοημφ ημο ηφπμο είκαζ δ δζάζπαζδ ημο δζπθμφ δεζιμφ. Πανάδεζβια ακηίδναζδξ πμθοιενζζιμφ είκαζ δ ακηίδναζδ ζφκεεζδξ ημο PE απυ C2H4 (πήια 1.1).
ε επίπεδμ δθεηηνμπδιείαξ, δ εκενβμπμίδζδ ημο δζπθμφ δεζιμφ ηςκ ακηζδνάζεςκ πμθοιενζζιμφ ιπμνεί κα πναβιαημπμζδεεί ιε ηδ δδιζμονβία εθεοεένςκ νζγχκ ή ζυκηςκ.
Καζ ζηζξ δφμ πενζπηχζεζξ μ ιδπακζζιυξ πενζθαιαάκεζ ηνία ζηάδζα ακηζδνάζεςκ: έκανλδ (initiation), δζάδμζδ (propagation) ηαζ δζαημπή (termination).
τήμα 1.8: Ο ιδπακζζιυξ ηςκ εθεοεένςκ νζγχκ ζηδκ ακηίδναζδ πμθοιενζζιμφ[13]
ηδκ πνχηδ πενίπηςζδ (πήια 1.8), δ ιεηαηυπζζδ ηςκ π – δθεηηνμκίςκ πνμηαθεί ημ ζπδιαηζζιυ δφμ εθεφεενςκ δθεηηνμκίςκ (ιμκήνδ δθεηηνυκζα) ζημ ιυνζμ ημο ιμκμιενμφξ.
Ζ έκανλδ πναβιαημπμζείηαζ ιε ηάπμζμκ απυ ημοξ αηυθμοεμοξ ηνυπμοξ:
ιδ οθζηυ ενέεζζια (επίδναζδ θςηυξ, αηηζκμαμθίαξ, εενιζηήξ εκένβεζαξ)
πνμζεήηδ μοζζχκ (π.π. οπενμλείδζα) πμο μκμιάγμκηαζ απανπδηέξ ηαζ δζαδναιαηίγμοκ ημ νυθμ ημο ηαηαθφηδ.
Ζ δζάδμζδ παναηηδνίγεηαζ απυ ηδκ ηαπφηαηδ αφλδζδ ημο ιμνίμο πμο πενζέπεζ εθεφεενδ νίγα ζημ έκα ηδξ άηνμ, ιε ηδκ εκζςιάηςζδ ιμκμιενχκ.
Ζ δζαημπή «ζδιαημδμηείηαζ» απυ ηδ ζφκδεζδ δφμ εθεοεένςκ νζγχκ ζε μιμζμπμθζηυ (covalent) δεζιυ.
ηδ δεφηενδ πενίπηςζδ, ηα δφμ δθεηηνυκζα πμο ζοκεέημοκ ημκ π – δεζιυ ιεηαηζκμφκηαζ ζημ έκα απυ ηα δφμ άημια ημο δεζιμφ. Ακ μ πμθοιενζζιυξ είκαζ ακζμκηζηυξ ηυηε ζημ άηνμ ημο ιμνίμο πμο πμθοιενίγεηαζ οπάνπεζ ακζυκ, (π.π. ζημ ηαμοηζμφη πμθοζζμαμοηοθεκίμο (IIR)) ηαζ ακ είκαζ ηαηζμκηζηυξ (πήια 1.9) ηυηε ζημ άηνμ ημο ιμνίμο πμο πμθοιενίγεηαζ οπάνπεζ ηαηζυκ (π.π. ζημ PS, ζημ PVC).
τήμα 1.9: ηάδζα έκανλδξ ηαζ δζάδμζδξ ηαηζμκηζημφ πμθοιενζζιμφ ημο PVC[193]
Ζ έκανλδ ελαζθαθίγεηαζ ιε ηδ πνήζδ δζαθφηδ ηαζ απανπδηή (π.π. μνβακμιεηαθθζηέξ εκχζεζξ). Ο απανπδηήξ είκαζ ιζα εηενμπμθζηή έκςζδ ηαζ μ νυθμξ ηδξ είκαζ κα δχζεζ έκα ζυκ ζημ ιμκμιενέξ, εκχ μ δζαθφηδξ «δεζιεφεζ» ημ ζυκ ιε ημ ακηίεεημ θμνηίμ.
Ζ δζάδμζδ – μιμίςξ ιε ημκ πμθοιενζζιυ εθεοεένςκ νζγχκ – βίκεηαζ ιε ηδκ εκζςιάηςζδ ιμκμιενχκ.
Ζ δζαημπή δε βίκεηαζ αοευνιδηα, υπςξ ζημκ πμθοιενζζιυ εθεοεένςκ νζγχκ, αθθά ζηυπζια υηακ αοηυ ηνίκεηαζ απαναίηδημ ιε ηδκ πνμζεήηδ εκχζεςκ πμο ηαεζζημφκ ημ ιαηνμιυνζμ μοδέηενμ.
Σέθμξ, μ πμθοιενζζιυξ ζοκμδεφεηαζ απυ αφλδζδ ημο ζλχδμοξ ηαζ ηδξ ποηκυηδηαξ ζε ζφβηνζζδ ιε ηδκ φθδ ημο ακηίζημζπμο ιμκμιενμφξ.
ηζξ ακηζδνάζεζξ πμθοζοιπφηκςζδξ μζ δμιζηέξ ιμκάδεξ πμο εκχκμκηαζ είκαζ υιμζεξ (μιμπμθοιενζζιυξ) ή δζαθμνεηζηέξ (ζοιπμθοιενζζιυξ). οκέπεζα ηδξ ακηίδναζδξ αοημφ ημο ηφπμο είκαζ δ απυζπαζδ ιζαξ μιάδαξ ζημζπείςκ (ιζηνμιμνζαηά ζχιαηα) πμο πνμένπμκηαζ απυ ηα ακηζδνχκηα. οκήεςξ ημ ιζηνμιμνζαηυ ζχια είκαζ ημ φδςν (H2O).
Πανάδεζβια ακηίδναζδξ πμθοζοιπφηκςζδξ (πήια 1.10) είκαζ δ ακηίδναζδ ζφκεεζδξ πμθοακεναηζημφ (polycarbonate) απυ δζζθαζκυθδ – Α (bisphenol – A) ηαζ θςζβέκζμ (phosgene) ιε πανάθθδθδ απυζπαζδ οδνμπθςνίμο (HCl).
Οζ ακηζδνάζεζξ πμθοζοιπφηκςζδξ είκαζ αιθίδνμιεξ, δδθαδή βίκμκηαζ ηαζ πνμξ ηζξ δφμ ηαηεοεφκζεζξ. Γζα ημ θυβμ αοηυ ηάπμζεξ θμνέξ μζ ακηζδνάζεζξ αοηέξ απεζημκίγμκηαζ ιε δφμ αέθδ ακηίεεηςκ ηαηεοεφκζεςκ. Ο ζπδιαηζζιυξ ηςκ πνμσυκηςκ μκμιάγεηαζ ζοιπφηκςζδ, εκχ ηςκ ακηζδνχκηςκ μκμιάγεηαζ ζαπςκμπμίδζδ. Καηά ηδ δζάνηεζα ηςκ ακηζδνάζεςκ, απαζηείηαζ δ απμιάηνοκζδ ημο ιζηνμιμνζαημφ ζχιαημξ, πμο εεςνείηαζ παναπνμσυκ.
τήμα 1.10: φκεεζδ πμθοακεναηζημφ ιέζς ακηίδναζδξ πμθοζοιπφηκςζδξ[14]
Δπζπθέμκ, ζηζξ ακηζδνάζεζξ πμθοζοιπφηκςζδξ αθθά ηαζ ζηζξ ακηζδνάζεζξ πμθοπνμζεήηδξ ιπμνμφιε κα ζοκακηήζμοιε ηδ ιεηεζηενμπμίδζδ (αθημυθοζδ) ηαζ ηδκ εζηενμπμίδζδ.
Καηά ηδκ εζηενμπμίδζδ ζζπφεζ[3]:
μλφ + αθημυθδ εζηέναξ + φδςν
τήμα 1.11: Ακηίδναζδ εζηενμπμίδζδξ αεκγμσημφ μλέμξ ηαζ ιεεακυθδξ (CH3OH) πανμοζία HCl[128]
ημ πήια 1.11 δίκεηαζ έκα πανάδεζβια ακηίδναζδξ εζηενμπμίδζδξ ηαζ ζημ πήια 1.12 δίκεηαζ μ πανμοζζάγεηαζ μ ιδπακζζιυξ ακηίδναζδξ εζηενμπμίδζδξ ημο παναδείβιαημξ.
Ζ ακηίδναζδ επζηαπφκεηαζ ιε ηδ δνάζδ ημο HCl. Σμ πνςηυκζμ ημο ηαηαθφηδ πνμηαθεί ηδκ εκενβμπμίδζδ ηδξ ηαναμλοθμιάδαξ ηαεχξ ζπδιαηίγμκηαζ εθεφεενεξ νίγεξ εη ιένμοξ ημο O ηδξ οδνμλοθμιάδαξ. Σμ άημιμ ημο O θμνηίγεηαζ εεηζηά ηαζ πνμηαθείηαζ ιεηαηυπζζδ ηςκ δζπθχκ δεζιχκ. ηδ ζοκέπεζα ιεηαημπίγεηαζ ημ ηαηζυκ. Σμ ακζυκ ημο Cl ιαγί ιε ημ ηαηζυκ απμηεθεί δζανηχξ έκα δίπμθμ. Ζ μιάδα αηυιςκ ημο H2O υπμο ιεηαθένεδηε ημ εεηζηυ θμνηίμ απμζπάηαζ απυ ηδκ έκςζδ ηαζ ημ εεηζηυ θμνηίμ επζζηνέθεζ ζημ O. Σμ νυθμ ηδξ ελμοδεηένςζδξ ημο θμνηίμο έπεζ ηαζ πάθζ ημ HCl.
τήμα 1.12: Μδπακζζιυξ ακηίδναζδξ εζηενμπμίδζδξ[128]
Ζ πμθοζοιπφηκςζδ είκαζ εζδζηή πενίπηςζδ εζηενμπμίδζδξ. H ακηίδναζδ παναβςβήξ πμθοέζηενα δζαθμνμπμζείηαζ:
δζηαναμκζηυ μλφ + δζαθημυθδ πμθοεζηέναξ + H2O Καηά ηδ ιεηεζηενμπμίδζδ ζζπφεζ[125]:
εζηέναξ´ + αθημυθδ´ εζηέναξ + αθημυθδ
ηδ ιεηεζηενμπμίδζδ ζπδιαηίγμκηαζ εκδζάιεζα πνμσυκηα ηαζ έπμοιε κα ηάκμοιε ιε ακηζδνάζεζξ ζζμννμπίαξ.
ηζξ ακηζδνάζεζξ πμθοπνμζεήηδξ ιπμνεί κα έπμοιε μιμπμθοιενζζιυ ή ζοιπμθοιενζζιυ. Πζεακυ απμηέθεζια αοημφ ημο ηφπμο ακηίδναζδξ είκαζ δ ιεηαηυπζζδ εκυξ αηυιμο οδνμβυκμο. Πανάδεζβια ακηίδναζδξ πμθοπνμζεήηδξ (πήια 1.13) είκαζ δ ακηίδναζδ ζφκεεζδξ πμθομονεεάκδξ (PU) απυ δζζζμηοακζηυ ηαζ δζυθδ.
