隨著經(jīng)濟的發(fā)展,廢舊橡膠的產(chǎn)量逐年增加,成為當(dāng)下的一個重要的環(huán)境問題。丁苯橡膠（SBR）與天然橡膠（NR）是使用最為廣泛的兩種橡膠,針對它們的回收處理是不可忽視的內(nèi)容。由于采用普通的廢棄物處理手段處理廢舊橡膠會造成占用土地、污染環(huán)境等問題,而通過熱解,不僅污染小,還能產(chǎn)生具有高利用價值的產(chǎn)物,是處理廢舊橡膠的一種很好的手段。本文利用Materials studio軟件的分子動力學(xué)模擬和熱解、熱重實驗結(jié)合的方法,對丁苯橡膠與天然橡膠共熱解的氣相產(chǎn)物微觀生成機理進行研究,為橡膠的回收利用提供理論基礎(chǔ)。首先,對丁苯橡膠、天然橡膠及兩種橡膠的混合橡膠的熱解過程進行了分子動力學(xué)模擬。各種橡膠的模型均通過Amorphous cell模塊構(gòu)建并進行了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。采用周期性邊界條件和Reax FF力場、NVT系綜微觀模擬其在升溫過程中的結(jié)構(gòu)變化。發(fā)現(xiàn)它們在熱解過程中長鏈不斷變少,單體先增多后減少,小分子氣體不斷增多,可知發(fā)生了先斷鏈產(chǎn)生單體,而后單體又被熱解成小分子兩個過程;觀察最終氣體產(chǎn)物,可知主要為氫氣（H2）、甲烷（CH4）和乙烯（CH2=CH2）;對比不同丁苯橡膠含量的模型熱解溫度區(qū)間,可... 

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 能源利用現(xiàn)狀
        1.1.2 廢舊橡膠的利用與回收
    1.2 橡膠熱解的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 熱解方法
        1.2.2 熱解產(chǎn)物
        1.2.3 熱解影響因素
    1.3 分子動力學(xué)在熱解中的應(yīng)用
    1.4 本文研究方法及內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第二章 丁苯橡膠與天然橡膠共熱解的過程模擬
    2.1 基本理論
        2.1.1 力場
        2.1.2 邊界條件
        2.1.4 系綜
        2.1.5 模擬流程
    2.2 建模及模型優(yōu)化
        2.2.1 建立模型
        2.2.2 模型優(yōu)化
    2.3 模擬結(jié)果與討論
    2.4 本章小結(jié)
第三章 丁苯橡膠與天然橡膠共熱解的氣相產(chǎn)物生成路徑分析
    3.1 基本理論
        3.1.1 理論方法
        3.1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        3.1.3 過渡態(tài)搜索
        3.1.4 模擬流程
    3.2 丁苯橡膠熱解路徑分析
        3.2.1 短鏈熱解路徑
        3.2.2 1 ,3-丁二烯熱解路徑
        3.2.3 苯乙烯熱解路徑
        3.2.4 苯乙烯對1,3-丁二烯的影響
    3.3 天然橡膠與丁苯橡膠共熱解路徑分析
        3.3.1 H_2的生成路徑
        3.3.2 CH_4的生成路徑
        3.3.3 CH_2=CH_2的生成路徑
    3.4 本章小結(jié)
第四章 丁苯橡膠與天然橡膠共熱解的實驗研究
    4.1 實驗的準(zhǔn)備及方法
        4.1.1 材料及設(shè)備
        4.1.2 實驗方法
        4.1.3 分析方法
    4.2 實驗結(jié)果與討論
        4.2.1 氣相色譜分析結(jié)果
        4.2.2 熱重分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 Fe_2O_3催化生成氣相產(chǎn)物的機理研究
    5.1 催化共熱解過程模擬
        5.1.1 模擬及優(yōu)化設(shè)置
        5.1.2 結(jié)果與討論
    5.2 催化熱解生成氣相產(chǎn)物的路徑分析
        5.2.1 路徑設(shè)置及優(yōu)化
        5.2.2 斷鏈的催化熱解
        5.2.3 H_2的催化熱解路徑
        5.2.4 CH_4的催化熱解路徑
        5.2.5 CH_2=CH_2的催化熱解路徑
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號：3667354