• 废旧轮胎橡胶粉
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怎样才能提高废橡胶的利用价值?

废橡胶回收是当今人们面临的严重问题之一。为了满足不断提高的材料性能要求,废橡胶朝着高强度、耐磨、稳定和耐老化的方向发展,但是同时造成了废橡胶长时期不能自然降解的问题,大量的废橡胶造成了比塑料污染(白色污染)更难处理的黑色污染;另一方面,也浪费了宝贵的橡胶资源。

全世界每年有数百万吨废橡胶产生,数量如此巨大,如何对其进行有效处理已成为全社会普遍关注的问题。为此,除将堆积如山的废弃橡胶制品当燃料焚烧外,自1910年开始,各国科学家纷纷研究更为有效的废橡胶再生处理技术。再生胶是指废旧硫化橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程,使其从弹性状态变成具有塑性和粘性的、能够再硫化的橡胶。再生过程的实质是在热、氧、机械作用和再生剂的化学与物理作用等的综合作用下,使硫化胶网络破坏降解,断裂位置既有交联键,也有交联键之间的大分子键。橡胶再生方法大体上可以分为两类:物理再生和化学再生。

据了解,我国已经是世界废橡胶、废旧轮胎生产大国,废橡胶、废旧轮胎生产量年均保持5%-8%的增长,其中废旧轮胎生产量达到1080万吨,其他废橡胶在300万吨左右。当前,我国废橡胶综合企业普遍规模小,增长方式以粗放为主,且产品结构单一,这些问题将直接影响到我国废塑料橡胶利用率。

再生胶行业面临的最大问题是劳动生产率低和二次污染尚未完全解决。要想提高劳动生产率必须靠自主研发,研发推广新的再生工艺,工装是提高劳动生产力,实现绿色转型重要举措之一。建立再生胶及橡橡胶粉全封闭、自动化、绿色化生产线,改变传统单一的生产模式,全面提高产品的质量。解决二次污染,要不断提高废橡胶利用价值,优化产业结构,减少废旧轮胎污染的排放量,向环保、节能、安全的生产方式发展。

为了减少再生胶脱硫产生的废水、废弃物及带来的安全问题,可以完善加快废旧物资交易平台的体系,与废旧物资交易商建立回收合作关系,采用“互联网+”的体系,进一步解决废旧橡胶回收问题,实现资源合理利用。

废旧橡胶的回收利用主要有两种方法:通过机械方法将废橡胶旧轮胎粉碎或研磨成微粒,即所谓的胶粒和橡橡胶粉;通过脱硫技术破坏硫化胶化学网状结构制成所谓的再生橡胶。橡橡胶粉的生产技术主要有以下几种方法:

1.橡胶粉的制造方法

废橡胶的预加工。废旧橡胶制品中一般都会有纤维和金属等非橡胶骨架材料,加之橡胶制品种类繁多.所以在废旧橡橡胶粉碎前都要进行预先加工处理,其中包括分拣、去除、切割、清洗等加工。对废旧橡胶还要进行检验、分类,对不同类别、不同来源的废橡胶及其制品按要求分类,最理想是采用回收管理循环方法,根据废胶来源有目的地进行处理。对于废轮胎这类体积较大的制品,则要除去胎圈,亦有采用胎面分离机将胎面与胎体分开。胶鞋主要回收鞋底,内胎则要除去气门咀等。

经过分拣和除去非橡胶成分的废橡胶,由于长短不一,厚薄不均,不能直接进行粉碎,必须对废橡胶切割。国外对轮胎普遍采用整胎切块机切成25mmx25mm不等胶块。大的胶块则重新返回切割机上再次切割,废橡胶特别是轮胎、胶鞋类制品,由于长期与地面接触,夹杂着很多泥沙等杂质,则应先采用转桶洗涤机进行清洗,以保证橡胶粉的质量。

冷冻粉碎法。低温冷冻粉碎法的基本原理是:橡胶等高分子产材料处在玻璃化温度(Tg)以下时,它本身脆化,此时受机械作用很容易被粉碎成粉末状物质,硫化橡胶粉即按此原理制成的。

冷冻粉碎工艺有两种:一种是低温冷冻粉碎工艺。另一种是低温和常温并用粉碎工艺。前者是利用液氮为制冷介质.使废橡胶深冷后用锤式粉碎机或辊筒粉碎机进行低温粉碎。微细橡橡胶粉生产线即是采用后一种方法进行生产的。利用液氮深冷技术把废旧轮胎加工成80目以上的微细橡橡胶粉,其生产过程中的温度、速度、过载均为闭环连锁微机控制,对环境无污染。该生产线的生产全过程均采用以压缩空气为动力的送料器和封闭式管道输送,除废旧轮胎投入和产品包装时与空气接触外,全线均为封闭状态。另外,由于采用冷冻法生产,无高温气味,所以不产生二次污染。并通过微细橡胶粉和粗粉的热交换过程达到了充分利用能源、降低能耗即降低产品成本的目的。 

常温粉碎法。废橡胶经过预加工后进行常温粉碎,一般分粗碎和细碎。目前中国的再生胶工厂中常采用两种粉碎方式,一种是粗碎和细碎在同一台设备上完成;另一种是粗碎和细碎在两台不同的设备上完成。前者适合于小型工厂的生产厂生产。

粗碎和细碎同时进行的方式:进行该操作的两个辊筒其中一个表面带有沟槽,另一个表面无沟槽,即为沟光辊机。首先通过输送带将洗涤后的胶块送入两辊筒间进行破胶,然后将破碎后的胶块和橡胶粉落入设备底部的往复筛中过筛,达到粒度要求的从筛网落下,通过输送器入仓;未达到要求的胶块,通过翻料再进入沟光辊机中继续进行破碎。 

粗碎和细碎在两台设备上进行的方式:粗碎在两只辊筒表面都带有沟槽的沟辊机上进行,粗碎过的胶块大小一般在6-8mm。然后进入光辊细碎机上进行细碎,其粒度一般为0.8-1.0mm(26-32目)。橡胶粉工厂粉碎设备与传统的再生橡胶粉碎设备不同,都是专用的废橡胶破碎机、中碎机、细碎机。

2. 橡胶粉的活化与改性

所谓活化橡胶粉是为了提高橡胶粉配合物的性能而对其表面进行化学处理的橡胶粉。橡胶粉的活化改性方法很多,大致分为:接枝方法;互穿聚合物网络(IPN)法;表面降解再生法;低聚物改性法;调整硫化体系;其他活化方法。例如,饱和量硫化促进剂处理法。这种方法是采用2-3份的硫化促进剂对420μm(40目)的橡胶粉进行机械处理制得,通过处理的橡胶粉其表面均匀地附着一层硫化促进剂,从而使橡胶粉与基质胶料界面处的交联键增加,使整个胶料配合物硫化后成为一个均匀的交联物,这种橡胶粉应用于轮胎,虽然其静态性能略有下降,但是其动态性能提高。

液体高分子材料加硫化剂处理法。这种方法是采用12份左右的液体不饱和可硫化的高分子材料与硫化剂共混,然后对橡胶粉进行机械处理制得。可采用的液体高分子材料有液体丁腈橡胶、液体丁苯橡胶、液体乙丙橡胶等,至于采用哪种液体高分子材料可根据橡胶粉种类和用途而定。通过处理的橡胶粉,能使其与基质胶料很好地交联,并根据所用的液体高分子种类而赋予其耐油、耐臭氧等特性。根据应用试验,在物理性能不超过允许的范围内,可高比例掺用(40%-80%)。

3. 橡胶粉的应用

橡胶粉的应用概括起来可分为两大领域:一是直接成型或与新橡胶并用做成产品,这属于橡胶工业范畴;二是在非橡胶工业的广阔领域中应用。现在全球范围内越来越多的厂商采用橡胶粉替代原生材料,不仅有益于环境保护,而且更重要的是因为使用橡胶粉能够有效的降低成本、提高性能,得到其它材料得不到的效果。它可以作为橡胶、填料及复合材料被广泛的用于轮胎、胶管、胶带、胶鞋、橡胶工业制品、电线、电缆及建筑物材料等。橡胶粉还可以和塑料并用,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨脂等,以提高性能,降低成本。 

用橡胶粉对沥青进行改性铺设公路应用也很广。用橡胶粉改性沥青铺设的公路在很多发达国家入加拿大、美国、比利时、法国、荷兰等国均有应用。中国也有些省市入江西、湖北、广州、北京等地,相继铺设了实验路段。实践证明,用橡胶粉改性的沥青铺设的公路可以减少路面龟裂和软化,路面不易结冰和打滑,提高了行驶安全性,还可以提高路面寿命,比一般的沥青路面的使用寿命至少提高了一倍。

废橡胶回收利用技术,还有一项新型研究,就是安全橡胶地砖的研制。综合国内、外废橡胶利用的状况,为了提高其利用价值,采用废轮胎切丝(或粒)直接使用,利用废橡胶轮胎直接开发了安全橡胶地砖,避免橡橡胶粉末脱硫再生过程的污染。经多年试验,在生产线的设计、制造安装和原辅材料、工艺条件等探索试验方面取得了工业化生产的经验。安全橡胶地砖的开发不仅是资源的再生利用,而且是解决废橡胶对环境污染问题。因此,具有较好的经济效益和显著社会效益的项目。

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