熱分解是指加熱升溫使化合物分解的過程。高分子材料在熱作用下也會產生熱分解作用，烴類高分子熱分解最終產物是碳和氫及低級的烴類和瀝青，環化聚丙烯腈的熱分解可得到碳纖維。
基本介紹
- 中文名：熱分解
- 外文名：Thermal decomposition
- 條件：加熱升溫
- 學科：化學
- 熱分解溫度：大分子開始裂解的溫度
- 套用：高分子材料回收、炸藥等
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釋義
熱分解是指加熱升溫使化合物分解的過程。高分子材料在熱作用下也會產生熱分解作用，烴類高分子熱分解最終產物是碳和氫及低級的烴類和瀝青。環化聚丙烯腈的熱分解可得到碳纖維。對於高分子廢物來說，熱分解是指高分子廢料在隔絕空氣或還原氣氛中、高溫裂解成低分子氣體、燃料油和焦炭的過程，適用於混有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑膠。
熱分解溫度
在受熱情況下，大分子開始裂解的溫度稱之為熱分解溫度，這是聚合物重要的熱性能之一。熱分解溫度是高聚物材料開始發生交聯、降解等化學變化的溫度。它是高聚物材料成型加工時的最高溫度，因此，黏流態的加工區間是在黏流溫度與熱分解溫度之間。有些高聚物的黏流溫度與熱分解溫度很接近，例如聚三氟氯乙烯及聚氯乙烯等，在成型時必須注意，用純聚氯乙烯樹脂成型時，難免發生部分分解或降解，導致樹脂變色、解聚或降解。因此，常在聚氯乙烯樹脂中加入增塑劑以降低塑化溫度，並加入穩定劑以阻止分解，使加工成型得以順利進行。對絕大部分樹脂來說，加入適當的穩定劑，是保證加工質量的一個重要條件。
套用
1、廢棄高分子材料回收
有機廢物具有熱不穩定性，在有氧或缺氧的條件下使有機物受熱分解成分子量較小的氣態、液態、固態物質的性質，成為廢物的熱分解特性。不同的廢物類型，不同的熱分解反應條件，熱解產物都有差異，含塑膠的橡膠成分比例大的廢物熱解產物中含液態油較多，生活垃圾、污泥熱解產物則比較少。熱解過程產生的可燃氣量大，特別是在溫度較高的情況下，廢物有機成分的50%以上都轉化成氣態產物，其熱值很高。除少數供給熱解過程所需的自用熱量以外，大部分氣體是有價值的可燃氣，同時，大多廢物熱解之後，減容量大，殘餘炭渣較少，並且炭渣含碳量高，有一定的熱值，可做燃料添加劑或道路路基材料等。
廢舊聚合物的熱分解產物隨所用設備及工藝條件不同而異，按熱分解產物的不同，可分為油化法、汽化法和炭化法。
（1）油氣法
全部以廢舊塑膠或廢輪胎為原料，熱分解溫度較低，約450～500%，回收油品。目前廢舊塑膠的油化技術有槽法、管式法、流化床法、催化熱解法等四種，可以處理PVC、PP、PE、PS、PMMA等，熱分解產物以油類為主，其次為燃料氣、廢氣和殘渣。廢舊塑膠油化可使資源充分利用，各國都很重視這項技術。目前德國、美國、日本等國均建有大工廠進行塑膠催化裂解制燃料油的裝置，我國也已經有20多家企業在研究開發。
（2）汽化法
以城市垃圾或其中廢舊塑膠為原料，進行700℃高溫熱裂解，回收可燃性氣體。
（3）碳化法
以廢舊輪胎或聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯腈等廢料為原料，回收碳化物。廢舊橡膠熱分解回收利用是有前途的再生利用技術。廢舊輪胎經熱分解，可以回收液體燃料和化學品，所得液體燃料可符合燃油質量標準，既可作燃料，也可作催化裂化原料，生產高質量汽油。固體熱解產物主要為炭黑，可用於製備橡膠瀝青混合物，也可作為固體燃料，或作為瀝青、密封產品的填充劑和添加劑。廢舊輪胎裂解有熱裂解和催化降解兩種方法。熱解又有常壓惰性氣體熱解、真空熱解和融鹽熱解三種；催化降解則採用鋅和鈷鹽等作為降解劑。例如德國的流化床熱解工藝，熱解溫度為500℃，一套設備能處理近1萬n屯廢舊輪胎量。熱分解技術不足之處是設備投資高，所得燃料和化學品質量還有待提高，開發有待深化。廢舊輪胎熱分解生產燃料及化學品在已開發國家已經工業化。該方法不僅能夠處理大量的廢舊輪胎，沒有污染物排放，保護環境，而且節約回收了能源，並有可觀的經濟效益。
2、炸藥
炸藥的熱分解過程常以兩種基本形式進行，一種是初始分解反應，單質炸藥熱分解的初始反應速度只隨炸藥本身性質(如化學結構、相態、晶型及其顆粒、雜質等)和環境溫度而改變。在一定溫度下，炸藥熱分解的初始反應速度決定其最大可能的熱安定性，而且在一般的貯存和加工溫度條件下，分解反應速度很小。另一種是熱分解的第二反應，即自行加速反應。它的反應速度與外界條件有很大關係，而且所達到的反應速度比初始反應大得多。對於一般炸藥，其化學安定性並不取決於炸藥的初始分解速度，而是取決於其自行加速分解反應的發生和發展。因為自行加速反應的速度與外界條件有關，所以在一定範圍或條件下可以人為控制，設法延緩自行加速的到來和抑制它的發展，從而提高炸藥的安定性。
炸藥熱分解的歷程是比較複雜的，首先應該考慮化學結構對熱分解的影響，由於化學結構不同，所產生的熱分解歷程極不相同。同一種炸藥，當其物理、化學性質(如品型、相態的變化等)變化時都會影響熱分解過程。試驗條件不同，如溫度、密度、外來添加物等也會影響分解的規律和分解產物的組成。
