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  • 廢舊輪胎橡膠粉
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怎樣才能提高廢橡膠的利用價(jià)值?

廢橡膠回收是當(dāng)今人們面臨的嚴(yán)重問題之一。為了滿足不斷提高的材料性能要求,廢橡膠朝著高強(qiáng)度、耐磨、穩(wěn)定和耐老化的方向發(fā)展,但是同時(shí)造成了廢橡膠長時(shí)期不能自然降解的問題,大量的廢橡膠造成了比塑料污染(白色污染)更難處理的黑色污染;另一方面,也浪費(fèi)了寶貴的橡膠資源。

全世界每年有數(shù)百萬噸廢橡膠產(chǎn)生,數(shù)量如此巨大,如何對其進(jìn)行有效處理已成為全社會普遍關(guān)注的問題。為此,除將堆積如山的廢棄橡膠制品當(dāng)燃料焚燒外,自1910年開始,各國科學(xué)家紛紛研究更為有效的廢橡膠再生處理技術(shù)。再生膠是指廢舊硫化橡膠經(jīng)過粉碎、加熱、機(jī)械處理等物理化學(xué)過程,使其從彈性狀態(tài)變成具有塑性和粘性的、能夠再硫化的橡膠。再生過程的實(shí)質(zhì)是在熱、氧、機(jī)械作用和再生劑的化學(xué)與物理作用等的綜合作用下,使硫化膠網(wǎng)絡(luò)破壞降解,斷裂位置既有交聯(lián)鍵,也有交聯(lián)鍵之間的大分子鍵。橡膠再生方法大體上可以分為兩類:物理再生和化學(xué)再生。

據(jù)了解,我國已經(jīng)是世界廢橡膠、廢舊輪胎生產(chǎn)大國,廢橡膠、廢舊輪胎生產(chǎn)量年均保持5%-8%的增長,其中廢舊輪胎生產(chǎn)量達(dá)到1080萬噸,其他廢橡膠在300萬噸左右。當(dāng)前,我國廢橡膠綜合企業(yè)普遍規(guī)模小,增長方式以粗放為主,且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一,這些問題將直接影響到我國廢塑料橡膠利用率。

再生膠行業(yè)面臨的最大問題是勞動生產(chǎn)率低和二次污染尚未完全解決。要想提高勞動生產(chǎn)率必須靠自主研發(fā),研發(fā)推廣新的再生工藝,工裝是提高勞動生產(chǎn)力,實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型重要舉措之一。建立再生膠及橡橡膠粉全封閉、自動化、綠色化生產(chǎn)線,改變傳統(tǒng)單一的生產(chǎn)模式,全面提高產(chǎn)品的質(zhì)量。解決二次污染,要不斷提高廢橡膠利用價(jià)值,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),減少廢舊輪胎污染的排放量,向環(huán)保、節(jié)能、安全的生產(chǎn)方式發(fā)展。

為了減少再生膠脫硫產(chǎn)生的廢水、廢棄物及帶來的安全問題,可以完善加快廢舊物資交易平臺的體系,與廢舊物資交易商建立回收合作關(guān)系,采用“互聯(lián)網(wǎng)+”的體系,進(jìn)一步解決廢舊橡膠回收問題,實(shí)現(xiàn)資源合理利用。

廢舊橡膠的回收利用主要有兩種方法:通過機(jī)械方法將廢橡膠舊輪胎粉碎或研磨成微粒,即所謂的膠粒和橡橡膠粉;通過脫硫技術(shù)破壞硫化膠化學(xué)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)制成所謂的再生橡膠。橡橡膠粉的生產(chǎn)技術(shù)主要有以下幾種方法:

1.橡膠粉的制造方法

廢橡膠的預(yù)加工。廢舊橡膠制品中一般都會有纖維和金屬等非橡膠骨架材料,加之橡膠制品種類繁多.所以在廢舊橡橡膠粉碎前都要進(jìn)行預(yù)先加工處理,其中包括分揀、去除、切割、清洗等加工。對廢舊橡膠還要進(jìn)行檢驗(yàn)、分類,對不同類別、不同來源的廢橡膠及其制品按要求分類,最理想是采用回收管理循環(huán)方法,根據(jù)廢膠來源有目的地進(jìn)行處理。對于廢輪胎這類體積較大的制品,則要除去胎圈,亦有采用胎面分離機(jī)將胎面與胎體分開。膠鞋主要回收鞋底,內(nèi)胎則要除去氣門咀等。

經(jīng)過分揀和除去非橡膠成分的廢橡膠,由于長短不一,厚薄不均,不能直接進(jìn)行粉碎,必須對廢橡膠切割。國外對輪胎普遍采用整胎切塊機(jī)切成25mmx25mm不等膠塊。大的膠塊則重新返回切割機(jī)上再次切割,廢橡膠特別是輪胎、膠鞋類制品,由于長期與地面接觸,夾雜著很多泥沙等雜質(zhì),則應(yīng)先采用轉(zhuǎn)桶洗滌機(jī)進(jìn)行清洗,以保證橡膠粉的質(zhì)量。

冷凍粉碎法。低溫冷凍粉碎法的基本原理是:橡膠等高分子產(chǎn)材料處在玻璃化溫度(Tg)以下時(shí),它本身脆化,此時(shí)受機(jī)械作用很容易被粉碎成粉末狀物質(zhì),硫化橡膠粉即按此原理制成的。

冷凍粉碎工藝有兩種:一種是低溫冷凍粉碎工藝。另一種是低溫和常溫并用粉碎工藝。前者是利用液氮為制冷介質(zhì).使廢橡膠深冷后用錘式粉碎機(jī)或輥筒粉碎機(jī)進(jìn)行低溫粉碎。微細(xì)橡橡膠粉生產(chǎn)線即是采用后一種方法進(jìn)行生產(chǎn)的。利用液氮深冷技術(shù)把廢舊輪胎加工成80目以上的微細(xì)橡橡膠粉,其生產(chǎn)過程中的溫度、速度、過載均為閉環(huán)連鎖微機(jī)控制,對環(huán)境無污染。該生產(chǎn)線的生產(chǎn)全過程均采用以壓縮空氣為動力的送料器和封閉式管道輸送,除廢舊輪胎投入和產(chǎn)品包裝時(shí)與空氣接觸外,全線均為封閉狀態(tài)。另外,由于采用冷凍法生產(chǎn),無高溫氣味,所以不產(chǎn)生二次污染。并通過微細(xì)橡膠粉和粗粉的熱交換過程達(dá)到了充分利用能源、降低能耗即降低產(chǎn)品成本的目的。 

常溫粉碎法。廢橡膠經(jīng)過預(yù)加工后進(jìn)行常溫粉碎,一般分粗碎和細(xì)碎。目前中國的再生膠工廠中常采用兩種粉碎方式,一種是粗碎和細(xì)碎在同一臺設(shè)備上完成;另一種是粗碎和細(xì)碎在兩臺不同的設(shè)備上完成。前者適合于小型工廠的生產(chǎn)廠生產(chǎn)。

粗碎和細(xì)碎同時(shí)進(jìn)行的方式:進(jìn)行該操作的兩個(gè)輥筒其中一個(gè)表面帶有溝槽,另一個(gè)表面無溝槽,即為溝光輥機(jī)。首先通過輸送帶將洗滌后的膠塊送入兩輥筒間進(jìn)行破膠,然后將破碎后的膠塊和橡膠粉落入設(shè)備底部的往復(fù)篩中過篩,達(dá)到粒度要求的從篩網(wǎng)落下,通過輸送器入倉;未達(dá)到要求的膠塊,通過翻料再進(jìn)入溝光輥機(jī)中繼續(xù)進(jìn)行破碎。 

粗碎和細(xì)碎在兩臺設(shè)備上進(jìn)行的方式:粗碎在兩只輥筒表面都帶有溝槽的溝輥機(jī)上進(jìn)行,粗碎過的膠塊大小一般在6-8mm。然后進(jìn)入光輥細(xì)碎機(jī)上進(jìn)行細(xì)碎,其粒度一般為0.8-1.0mm(26-32目)。橡膠粉工廠粉碎設(shè)備與傳統(tǒng)的再生橡膠粉碎設(shè)備不同,都是專用的廢橡膠破碎機(jī)、中碎機(jī)、細(xì)碎機(jī)。

2. 橡膠粉的活化與改性

所謂活化橡膠粉是為了提高橡膠粉配合物的性能而對其表面進(jìn)行化學(xué)處理的橡膠粉。橡膠粉的活化改性方法很多,大致分為:接枝方法;互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)法;表面降解再生法;低聚物改性法;調(diào)整硫化體系;其他活化方法。例如,飽和量硫化促進(jìn)劑處理法。這種方法是采用2-3份的硫化促進(jìn)劑對420μm(40目)的橡膠粉進(jìn)行機(jī)械處理制得,通過處理的橡膠粉其表面均勻地附著一層硫化促進(jìn)劑,從而使橡膠粉與基質(zhì)膠料界面處的交聯(lián)鍵增加,使整個(gè)膠料配合物硫化后成為一個(gè)均勻的交聯(lián)物,這種橡膠粉應(yīng)用于輪胎,雖然其靜態(tài)性能略有下降,但是其動態(tài)性能提高。

液體高分子材料加硫化劑處理法。這種方法是采用12份左右的液體不飽和可硫化的高分子材料與硫化劑共混,然后對橡膠粉進(jìn)行機(jī)械處理制得?刹捎玫囊后w高分子材料有液體丁腈橡膠、液體丁苯橡膠、液體乙丙橡膠等,至于采用哪種液體高分子材料可根據(jù)橡膠粉種類和用途而定。通過處理的橡膠粉,能使其與基質(zhì)膠料很好地交聯(lián),并根據(jù)所用的液體高分子種類而賦予其耐油、耐臭氧等特性。根據(jù)應(yīng)用試驗(yàn),在物理性能不超過允許的范圍內(nèi),可高比例摻用(40%-80%)。

3. 橡膠粉的應(yīng)用

橡膠粉的應(yīng)用概括起來可分為兩大領(lǐng)域:一是直接成型或與新橡膠并用做成產(chǎn)品,這屬于橡膠工業(yè)范疇;二是在非橡膠工業(yè)的廣闊領(lǐng)域中應(yīng)用,F(xiàn)在全球范圍內(nèi)越來越多的廠商采用橡膠粉替代原生材料,不僅有益于環(huán)境保護(hù),而且更重要的是因?yàn)槭褂孟鹉z粉能夠有效的降低成本、提高性能,得到其它材料得不到的效果。它可以作為橡膠、填料及復(fù)合材料被廣泛的用于輪胎、膠管、膠帶、膠鞋、橡膠工業(yè)制品、電線、電纜及建筑物材料等。橡膠粉還可以和塑料并用,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨脂等,以提高性能,降低成本。 

用橡膠粉對瀝青進(jìn)行改性鋪設(shè)公路應(yīng)用也很廣。用橡膠粉改性瀝青鋪設(shè)的公路在很多發(fā)達(dá)國家入加拿大、美國、比利時(shí)、法國、荷蘭等國均有應(yīng)用。中國也有些省市入江西、湖北、廣州、北京等地,相繼鋪設(shè)了實(shí)驗(yàn)路段。實(shí)踐證明,用橡膠粉改性的瀝青鋪設(shè)的公路可以減少路面龜裂和軟化,路面不易結(jié)冰和打滑,提高了行駛安全性,還可以提高路面壽命,比一般的瀝青路面的使用壽命至少提高了一倍。

廢橡膠回收利用技術(shù),還有一項(xiàng)新型研究,就是安全橡膠地磚的研制。綜合國內(nèi)、外廢橡膠利用的狀況,為了提高其利用價(jià)值,采用廢輪胎切絲(或粒)直接使用,利用廢橡膠輪胎直接開發(fā)了安全橡膠地磚,避免橡橡膠粉末脫硫再生過程的污染。經(jīng)多年試驗(yàn),在生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)、制造安裝和原輔材料、工藝條件等探索試驗(yàn)方面取得了工業(yè)化生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)。安全橡膠地磚的開發(fā)不僅是資源的再生利用,而且是解決廢橡膠對環(huán)境污染問題。因此,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和顯著社會效益的項(xiàng)目。

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