廢輪胎再利用清理的相關環境及技術問題一直是科學界欲突破之挑戰，傳統之廢輪胎再利用市場附加價值不高且市場相當有限，不足以消化台灣地區每年產生約十萬公噸的廢輪胎；PP短纖則是長纖截斷後所衍生出之廢料，傳統再利用方式為用做布偶之填充物；若能將前述兩種廢棄物妥善再利用，開發附加價值更高之新產品，則對社會之實質貢獻相當高。為開發前述兩項廢棄物之再利用市場，本研究擬探討利用珍珠紗布包裹廢輪胎粉及PP短纖之複合材料做為浮油回收材料之可行性。以PP短纖做為浮油回收材料，具有吸油快速(約5-10秒達吸油飽和)、吸油量大(約48.4g/g)、不易吸水…等優點；但由於欠缺可抗壓延特性，經壓延除油重複使用後，吸油速度減緩，吸油量下降。反之，廢輪胎粉則具有彈性及可抗壓延特性，重複使用一百次後，吸油效果仍不改變等優點；但廢輪胎粉之吸油量(約2.84g/g)與PP短纖相比則小很多，吸油速度亦較慢(約15秒達吸油飽和)。因此，我們綜合PP短纖及輪胎粉之優點，將兩者製作成複合材料，發現新產品之吸油量(約4.28g)，比個別產品之吸油量相加還大(高出0.44g)，可見兩種材料複合後具有相輔相乘之功效；這是由於具彈性的輪胎粉充滿在PP短纖之間隙內，不僅提高了吸油速度與吸油量、而且重複使用效果也不受影響。複合材料除了可以有效回收機油及原油外，亦可回收乳化油污，經試驗證明單次使用可吸附模擬樣品本身重量28倍以上之乳化油，而且操作簡單、價格便宜，只需搭配簡單之壓油機與儲油容器便可進行浮油回收工作，實用性與機動性極高，實屬優良之吸油材料。

Statistic data indicates that about 100,000 tones of waste tire were generated each year. Current recycling market of waste tire is very small. Therefore, many waste tires remain untreated and cause severe health and safety problems in storage. PP fiber cut end is the waste material after cutting off the fiber. Traditional reuse way was to be the toy’s fillers. If we can reuse the materials properly to develop a market of additional value, it will be a big contribution to the society. In this research, recycled waste tire powder and PP fiber cut end are used as oil adsorbents for the purpose of oil recovery during the process of oil spill emergency response. PP fiber cut end and waste tire powder are capable of adsorbing oil due to their hydrophobic surface property and the capillary forces developed during the contact with oil, therefore, makes them a perfect material for oil recovery. The major advantage of recycled PP fiber cut end is its high oil adsorbing capacity (approximately 48.4g/g). But, after reuse, its oil adsorbing speed was slow down, so does the oil adsorbing capacity. On the other hand, with good elasticity, the waste tire powder can be reused for more than 100 times without loosing its capability. However, the oil adsorbing capacity of waste tire powder is far less than PP fiber (approximately 2.84g/g). Finally, we combine PP fiber cut end and waste tire powder, to see if we can take the advantage of each product and make the best utilization of the composite material. Results indicate the composite material can be reused for more than 100 times without loosing its capability, and its performance is even better than the combination of each individual product. In the other test, we can see the composite material can not only adsorb engine oil and crude oil, but also adsorb emulsified oil. In the test, the composite material can recover up to 28 times of its own weight of oil. With the invented set up, the oil recover work is much easier to operate, and moreover, the composite material is less expensive. Only a squeeze roller and a collection container are required to recover oil. So, the composite material is indeed having practicability and mobility. Finally, the composite material is an excellent adsorbent compares with other products available on the market.

目 錄
中文摘要………………………………………………………………….i
英文摘要…………………………………………………………………ii
第一章 緒論 1-1
1-1前言 1-1
1-2研究背景 1-6
1-3研究目的 1-7
第二章 文獻回顧 2-1
2-1國內外溢油事件總覽 2-1
2-2台灣海域油污染現況 2-4
2-3石油物質 2-5
2-4溢油在海洋中的變化特性 2-9
2-5界面活性劑 2-14
2-6乳化作用 2-17
2-7現有浮油回收技術及材料 2-18
2-8輪胎粉性質 2-26
2-9聚丙烯短纖性質 2-31
2-10吸附理論 2-35
第三章 實驗方法與設備 3-1
3-1研究內容與流程 3-1
3-2實驗材料與設備 3-4
3-3實驗方法 3-7
3-3-1基本吸油能力試驗 3-7
3-3-2輪胎粉吸油特性試驗 3-7
3-3-3 PP短纖吸油特性試驗 3-9
3-3-4複合材料吸油特性試驗 3-10
3-3-5持油試驗 3-12
3-3-5乳化油試驗 3-12
3-3-6可行性與經濟效益評估 3-13
第四章 實驗結果與討論 4-1
4-1輪胎粉吸油試驗 4-1
4-1-1不同粒徑輪胎粉吸油能力之比較試驗 4-1
4-1-2 40目輪胎粉吸油速度試驗 4-1
4-1-3 40目輪胎粉可重複使用次數試驗 4-3
4-1-4溫度對40目輪胎粉吸油試驗 4-3
4-1-5比較不同清洗方法對輪胎粉吸油能力之影響 4-5
4-1-6 20目輪胎粉應用於海水、淡水之試驗 4-6
4-2 PP短纖吸油試驗 4-8
4-2-1 PP短纖吸油能力試驗 4-8
4-2-2 PP短纖吸油速度試驗 4-9
4-2-3溫度對PP短纖吸油能力之影響實驗 4-10
4-2-4 PP短纖重複使用次數試驗 4-10
4-2-5輪胎粉、PP短纖與Ecosol吸油能力之比較 4-12
4-3複合材料吸油試驗 4-14
4-3-1輪胎粉、PP短纖與複合材料吸油能力之比較 4-14
4-3-2複合材料重複使用次數試驗 4-15
4-3-3溫度對複合材料吸油能力之影響實驗 4-17
4-3-4輪胎粉添加量對PP短纖飽和吸油量之影響 4-18
4-4持油試驗 4-20
4-4-1持油量試驗結果 4-20
4-4-2持油效率比較結果 4-23
4-5應用於乳化油之試驗 4-28
4-5-1吸油速度試驗 4-28
4-5-2重複使用效益試驗 4-28
4-5-3不同乳化油品與吸油量之關係 4-30
4-6尺寸放大複合材料應用試驗 4-31
4-6-1大型複合材料吸油袋吸油效果試驗 4-31
4-6-2複合材料應用於薄油膜之試驗 4-32
4-7可行性與經濟效益評估 4-35
4-8綜合討論 4-38
第五章 實際運用與商品規劃 5-1
5-1商品優缺點 5-1
5-1-1商品優勢 5-1
5-1-2商品缺點 5-2
5-2商品規劃 5-2
5-2-1尺寸規劃 5-2
5-2-2回收規劃 5-4
5-2-3壓油機設計 5-4
5-2-4操作規劃 5-5
5-2-5儲存與清運 5-7
5-3應用場合 5-7
5-4專利申請之探討 5-8
5-4-1國內外目前已申請之相關專利案例 5-8
5-4-2複合材料吸油袋申請專利之探討 5-10
第六章 結論與建議 6-1
6-1結論 6-1
6-2建議 6-4

參考文獻

附件
附件一 相關論文發表一
附件二 相關論文發表二
附件三 相關論文發表三
附件四 相關論文發表四
附件五 ASTM F726-99

圖目錄
圖1-1超過700噸之溢油事件數量 1-4
圖1-2油污染事件之溢油量 1-4
圖1-3台灣附近海域航線分佈圖 1-5
圖1-4台灣附近海域船舶會遇區 1-5
圖2-1碳氫化合物之四種結構 2-7
圖2-2油污在海中分散之過程 2-10
圖2-3界面活性劑基本結構示意圖 2-15
圖2-4低溫粉碎方式處理廢輪胎之流程圖 2-29
圖2-5聚丙烯分子結構 2-31
圖2-6塑膠產生過程 2-33
圖3-1研究流程圖 3-2
圖3-2研究方法設計圖 3-3
圖3-3 40目輪胎粉外觀 3-6
圖3-4 PP短纖外觀 3-6
圖3-5大型吸油袋外觀 3-6
圖3-6壓麵機 3-6
圖3-7?皕霽`環水槽 3-6
圖3-8表面張力機 3-6
圖4-1-1不同粒徑之輪胎粉吸油能力之比較 4-2
圖4-1-2 40目輪胎粉吸油速度試驗 4-2
圖4-1-3 40目輪胎粉重複使用100次之試驗結果 4-4
圖4-1-4溫度對40目輪胎粉吸油能力試驗 4-4
圖4-1-5不同清洗方法對20目輪胎粉吸油能力之比較 4-7
圖4-1-6應用於海水、淡水時20目輪胎粉吸油能力之比較 4-7
圖4-2-1 PP短纖與輪胎粉吸油能力之比較 4-8
圖4-2-2 PP短纖吸油速度試驗 4-9
圖4-2-3溫度對PP短纖吸油能力之影響試驗 4-11
圖4-2-4 PP短纖重複使用100次之試驗結果 4-11
圖4-2-5輪胎粉、PP短纖與Ecosol吸油能力之比較 4-12
圖4-3-1輪胎粉、PP短纖及複合材料吸油能力比較圖 4-14
圖4-3-2 PP短纖、輪胎粉及複合材料重複使用次數比較圖 4-16
圖4-3-3溫度對複合材料吸油能力之影響 4-19
圖4-3-4輪胎粉添加量對0.05g PP短纖飽和吸油量之影響 4-18
圖4-4-1輪胎粉、PP短纖及複合材料持油試驗之結果(機油) 4-21
圖4-4-2輪胎粉、PP短纖及複合材料持油試驗之結果(柴油) 4-21
圖4-4-3輪胎粉、PP短纖及複合材料持油試驗之結果(原油) 4-22
圖4-4-4輪胎粉、PP短纖及複合材料持油效率之比較(機油) 4-23
圖4-4-5輪胎粉、PP短纖及複合材料持油效率之比較(柴油) 4-24
圖4-4-6輪胎粉、PP短纖及複合材料持油效率之比較(原油) 4-25
圖4-4-7複合材料於不同油品中持油特性之比較 4-27
圖4-4-8複合材料於不同油品中持油特性之比較(放大圖) 4-27
圖4-5-1複合材料於乳化油中之吸油速度試驗 4-29
圖4-5-2複合材料於乳化油中之重複使用效益試驗 4-29
圖4-5-3不同乳化油品與吸油量之關係 4-30
圖4-6-1大型複合材料吸油袋吸油效果試驗 4-31
圖4-6-2大型吸油袋應用於薄油膜之情形 4-33
圖4-6-3大型吸油袋應用於擦拭盆壁試驗 4-34
圖5-1片狀吸油袋規劃示意圖 5-3
圖5-2鏈狀吸油袋規劃示意圖 5-3
圖5-3枕狀吸油袋與吸油索市售實品圖 5-4
圖5-4利用壓油機回收吸油袋吸附油品剖面示意圖 5-5
圖5-5移動式回收箱搭配手搖式壓油機之操作實況圖 5-6







表目錄
表2-1全球175件主要洩油事故原因與溢油量統計表 2-2
表2-2全球十大溢油事件統計表 2-2
表2-3浮油量對水面外觀之效應 2-9
表2-4攔油索外型種類之特性 2-20
表2-5一般種類汲油器之特性 2-21
表2-6吸油材類型比較表 2-24
表2-7輪胎面組成之化學成份 2-27
表2-8不同輪胎種類之組成成份 2-27
表2-9廢棄輪胎處理方式 2-29
表2-10 2003年聚丙烯生產統計表 2-31
表4-7-1輪胎粉、PP短纖及複合材料和Ecosol之比較 4-37

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