废弃医用口罩的热裂解处理

自2019年新冠疫情爆发以来，口罩的巨大需求也造成了废弃口罩的大量产生，大部分被随意丢弃，不仅造成传播病毒的风险，而且污染环境。将回收的废弃口罩通过热裂解的方式转化为燃料或化学燃料，不仅可以解决环境问题和传播风险，而且可以变废为宝。

在口罩的三部分组成中，无纺布的占比最大，而无纺布的组成材料是聚丙烯，其质量约占口罩总质量的78%，聚丙烯高温裂解是目前最广泛的资源化利用方法，即在无氧或缺氧状态下将废旧聚丙烯在高温下进行彻底裂解，使其从大分子链转化为分子量较小的短链，可以获得各类烃类气体以及液体。

废弃医用口罩热裂解产物

关于聚丙烯的热裂解机理，普遍认为聚丙烯热裂解为自由基反应机理，主要包括热引发与链断裂两个阶段。在热引发阶段，聚丙烯受热随机裂解，生成分子量不同的烷基自由基；在链断裂阶段，烷基自由基发生β键断裂反应生成烯烃与含有不饱和双键的烷基自由基，烯烃与大分子发生分子间氢转移反应生成烷烃，有不饱和双键的烷基自由基发生β键断裂反应生成二烯烃，最后两个小分子量的自由基结合会发生链终止。

口罩的最佳裂解温度为440°C，此时气体产物收率为23.4wt%，液体产物收率为74.7wt%，正己烷可溶物收率为42.1wt%，固体产物收率为1.9wt%，温度太低会导致热裂解不充分，温度高于440°C时，气体与液体产物收率的变化不大，但液体产物会有少部分发生裂解和缩聚，生成气体与固体。