МОДЕЛЮВАННЯ ПІРОЛІЗУ ПОЛІЕТИЛЕНУ ВИСОКОЇ ЩІЛЬНОСТІ З ВИКОРИСТАННЯМ СИЛОВОГО ПОЛЯ REAXFF
DOI:
https://doi.org/10.20535/EHS2710-3315.2025.327164Ключові слова:
піроліз, поліетилен високої щільності, молекулярна динаміка, ReaxFF, газоподібні продуктиАнотація
Досліджено процес піролізу поліетилену високої щільності (ПВЩ) за допомогою молекулярно-динамічного моделювання з використанням реакційного силового поля ReaxFF. Метою було визначення якісного та кількісного складу газоподібних продуктів піролізу та оптимальних температурних режимів для максимізації виходу цінних продуктів і мінімізації шкідливого впливу на довкілля. Моделювання виконано в програмних комплексах Materials Studio та LAMMPS. Створено атомістичну модель ПВЩ із додаванням молекул кисню, проведено її геометричну оптимізацію, енергетичну мінімізацію та врівноваження в NVT ансамблі при 300 K. Піроліз моделювався при температурах від 600 °C до 2000 °C. Отримані результати дозволяють рекомендувати температуру 1000 °C як оптимальну для термічного розкладу ПВЩ. Результати підтверджують ефективність ReaxFF для аналізу хімічних процесів піролізу та можуть бути використані для розробки технологій утилізації полімерних відходів.
Посилання
- M. Devi, S. Rawat, and S. Sharma, “A comprehensive review of the pyrolysis process: from carbon nanomaterial synthesis to waste treatment,” Oxford Open Materials Science, vol. 1, no. 1. Oxford University Press (OUP), Nov. 30, 2021. https://doi.org/10.1093/oxfmat/itab014
- H. Zhou, Y. Long, A. Meng, Q. Li, and Y. Zhang, “The pyrolysis simulation of five biomass species by hemi-cellulose, cellulose and lignin based on thermogravimetric curves,” Thermochimica Acta, vol. 566. Elsevier BV, pp. 36–43, Aug. 2013. https://doi.org/10.1016/j.tca.2013.04.040
- “Materials studio” Dassault Systèmes, https://www.3ds.com/products/biovia/materials-studio (accessed Apr. 13, 2025).
- “LAMMPS” Molecular Dynamics Simulator, https://www.lammps.org/#gsc.tab=0 (accessed Apr. 13, 2025).
- D. J. Evans and B. L. Holian, “The Nose–Hoover thermostat,” The Journal of Chemical Physics, vol.83, no. 8. AIP Publishing, pp. 4069–4074, Oct. 15, 1985. https://doi.org/10.1063/1.449071
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Гліб ТЕТЕРЯТНИКОВ, Олена ІВАНЕНКО, Антон КАРВАЦЬКИЙ, Олексій ТОМІН
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
