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再生橡胶百科

作者:管理员 发布日期: 2020-09-14 浏览次数:249
信息摘要:
再生橡胶是由已硫化的橡胶制品或橡胶制品的边角料为原料加入软化剂、活化剂等通过脱硫工艺经精炼机反复碾压加工成的、恢复其可塑度且能重新使用的橡胶,简称再生胶。再生胶原料的来源十分广泛主要为各类轮胎、轮胎内胎、硫化胶囊、医用瓶塞、乳胶制品、汽车密封条、橡胶手套、胶鞋胶管等。根据原料的不同再生胶也分为轮胎再生橡胶、丁基再生橡胶、乳胶再生橡胶、三元乙丙再生橡胶、丁腈再生橡胶、杂品再生橡胶。

一、什么是再生橡胶

再生橡胶是由已硫化的橡胶制品或橡胶制品的边角料为原料加入软化剂、活化剂等通过脱硫工艺经精炼机反复碾压加工成的、恢复其可塑度且能重新使用的橡胶,简称再生胶。再生胶原料的来源十分广泛主要为各类轮胎、轮胎内胎、硫化胶囊、医用瓶塞、乳胶制品、汽车密封条、橡胶手套、胶鞋胶管等。根据原料的不同再生胶也分为轮胎再生橡胶、丁基再生橡胶、乳胶再生橡胶、三元乙丙再生橡胶、丁腈再生橡胶、杂品再生橡胶。

二、为什么要使用再生橡胶

我国是天然橡胶的的消耗大国,全世界每年的天然橡胶产量约为1380万吨。我国的天然橡胶产量仅占世界的6%,使用量却占了世界的40%,每年我国需要使用大量外汇购买东南亚各国生产的天然橡胶。所以再生橡胶行业是我国资源循环利用的重点行业,再生橡胶的使用不仅缓解了我国橡胶资源匮乏的国情,而且解决了废橡胶制品随意堆放难以消化的环境污染问题。对于橡胶制品企业而言,使用再生胶替代部分原胶生产橡胶制品,可在保证产品质量的同时降低原料成本,可谓一举三得。市场上常见的再生胶包含轮胎再生橡胶、丁基再生橡胶、乳胶再生橡胶、三元乙丙再生橡胶、丁腈再生橡胶、杂品再生橡胶等。

三、再生橡胶的用途

再生胶根据其原料的不同大致分为轮胎再生橡胶、丁基再生橡胶、乳胶再生橡胶、三元乙丙再生橡胶、丁腈再生橡胶等。

轮胎再生胶顾名思义是以废轮胎为原料加工而成的,轮胎再生胶具有弹性好、强力高、绝缘性好的特点。适合生产轮胎、垫带、电线电缆外皮、高档鞋材、排水管密封圈、胶板胶垫等。

丁基再生橡胶具有气密性好、弹性差的特点特别适合生产轮胎内胎、球胆、瓶塞、体育器材配件等橡胶制品。

乳胶再生橡胶在性能上与天然胶近似,乳胶再生胶可生产轮胎、电线电缆外皮、胶管、胶板胶垫、鞋材、输送带、密封条等橡胶制品。

三元乙丙再生橡胶具有耐高低温、耐臭氧、耐腐蚀性能良好的特点,常用于生产胶条、胶管、电线电缆外皮、输送带、密封圈等长期暴露在室外使用的耐高低温、抗老化的橡胶制品。

丁腈再生橡胶作为丁腈橡胶、丁腈橡胶制品回收再加工的产物,保留了丁腈橡胶耐油、耐磨、耐热老化优点的同时,也存在和丁腈橡胶一样的缺点,就是耐寒性、耐臭氧性、绝缘性较差。丁腈再生橡胶可以用于生产油封、耐油胶管、耐油胶鞋、耐油胶板等高耐油橡胶制品,也可以用于生产一些耐磨耐热的橡胶制品。

四、再生方法

物理再生

物理再生是利用外加能量,如力、热-力、冷-力、微波、超声等,使交联橡胶的三维网络被破碎为低分子的碎片。除微波和超声能造成真正的橡胶再生外,其余的物理方法只能是一种粉碎技术,即制作胶粉。当这些胶粉被用回橡胶行业时,只能作为非补强性填料来应用。利用微波、超声等物理能量能够达到满意的橡胶再生效果,但设备要求高,能量消耗大。

常温粉碎法

常温粉碎法一般是指加工温度在50士5℃或略高温度下通过机械作用粉碎橡胶制成胶粉的一种粉碎法。

低温粉碎法

低温粉碎法是通过制冷介质,主要采用液氮使橡胶冷冻到玻璃化温度以下,在低温下进行粉碎的一种有效方法。

溶液粉碎法

湿法或溶液粉碎法是一种在溶剂或溶液等介质中进行粉碎生产胶粉的方法。

微波再生法

微波再生法是一种非化学、非机械的一步脱硫再生法。

超声波再生法

阿克隆大学于l993年发明超声波再生法,此法是利用高密度能量场来破坏交联键而保留分子主链,从而达到再生的目的,超声波场可在多种介质中产生高频伸缩应力,高振幅振荡波能引起固体碎裂和液体空穴化。理论上的解释是:可能是声波空穴化作用机理引起超声波的能量集中于分子键的局部位置,使较低能量密度的超声波场在破坏空穴处转变为高能量密度。

电子束再生法

电子束法再生法主要是利用IIR独有的射线敏感性,借助电子加速器的高能电子束,对其产生化学解聚效应。

化学再生

化学再生是利用化学助剂,如有机二硫化物硫醇、碱金属等,在升温条件下,借助于机械力作用,使橡胶交联键被破坏,达到再生目的。化学再生过程中,要使用大量的化学品,在高温和高压下这些化学品几乎都是难闻和有害的。

De-link

近几年在市场上出现的De-link再生剂可以说是给橡胶的再生开拓了全新的概念和方法。这是马来西亚科学家Sekhar博士和俄罗斯科学家Kormer博士共同研究发明的一种再生胶新技术,其基本原理是采用一种再生剂De-link使其与S-S键反应而不破坏C-C键,从而保持橡胶主链大分子,只使硫化网络断裂。

R.V再生剂法

R.V再生剂法就是通过机械剪切作用,使R.V橡胶再生剂均匀包裹在废胶粉颗粒表面,经过浸润作用渗入胶粉颗粒中,以降低S-S交联键的键能,可有效地在短时间内解开S-S交联键而不破坏S-C键和C-C键,从而使废胶粉恢复活性,转变为类似塑料的回收状态,并且保持原橡胶极高的物性。

TCR再生法

此法是在低温粉碎胶粉中混入少量的增塑剂和再生剂,然后送入粉末混合机中于室温或稍高的温度下进行短时间处理即可。这种方法的优点是环境污染少、省力且节能,故是一种比较有发展前途的再生方法。

微生物脱硫法

微生物脱硫法,日本和德国已有专利报道,这种方法是将废橡胶粉碎到一定粒度后,将其放入含有噬硫细菌的溶液中,使其在空气中进行生化反应。在噬硫细菌的作用下,橡胶粒子表面的硫键断裂,呈现再生胶的性能。

力化学再生法

这种被称为"剪断流动场反应控制技术"的废胶再生方法,其特点是不使用化学药剂,只耗用电能和水即可以进行废胶的再生处理,通过给予废胶热能、压力、剪断力,使硫化胶的硫键(交联点)发生断裂而成为性能稳定的有弹性的新型再生胶。

五、生产工艺

蒸汽法

1.油法

将胶粉与再生剂混合均匀,放入铁盘中,送进卧式脱硫罐内,用直接蒸汽加热。蒸汽压力为7MPa(5~7kgf/cm2),脱硫时间为10小时左右。此法工艺设备简单。

2.过热蒸汽法

将胶粉与再生剂混合均匀,放入带有电热器的脱硫罐中,通直接蒸汽,用电热器将温度提高到220~250℃,使胶粉中的纤维得到破坏,蒸汽压力为0.4MPa(4kgf/2)。

3.高压法

将胶粉与再生剂混合均匀,放进密闭的高压容器内,通入 4.9~69MPa(50-70kgf/cm2直接蒸汽进行脱硫再生。此法设备要求高,投资较大。

4.酸法

首先用稀硫酸浸泡胶粉,破坏其中的纤维物质,然后用碱将酸中和进行清洗,再通入直接蒸汽进行脱硫再生。此法需要耐腐蚀设备,耗用酸碱量大,工艺及设备复杂,成本高,产品易老化。

蒸煮法

1.水油法

此法脱硫设备为一立式带搅拌的脱硫罐,在夹套中通入0.9~0.98MPa(9~l0kgf/cm2)的蒸汽。罐中注入温水(80℃)作为传热介质。脱硫时将已用机械除去纤维的胶粉和再生剂加入罐中,搅拌时间约3小时。此法虽然设备较多,但机械化程度高,产品质量优良且稳定。

2.中性法

中性法与水油法基本相似,区别在于中性法不提前除去纤维,而在脱硫过程中加入氯化锌溶液以除去纤维。效果不如水油法好。

3.碱法

用氢氧化钠(5~10%浓度)来破坏胶粉中的纤维,然后用酸中和并清洗,再以直接蒸汽加热进行脱硫再生。此法设备易腐蚀,产品质量低劣,方法落后。

机械法

1.密炼机法

所采用的密炼机为超强度结构,转子表面镀硬铬或堆焊耐磨合金。转速为60~80r/min,上顶栓压力为1.24MPa(12.6kgf/cm2),操作温度控制在230~280℃,时间7~15分钟。此法生产周期短,效率高。

2.螺杆压出法

主机为螺杆压出机(与橡胶压出机相似),螺杆直径有6、8、12in三种。机壳内有夹套,用蒸汽或油控制温度(200℃左右)。操作时将胶粉与再生剂提前混合均匀送入该机,胶料在螺杆的剪切挤压作用下,经过3~6分钟即可从出料口排出。此法为连续性生产,周期短,效率高,产品质量优良,但由于螺杆与内套磨损较大,对设备的材质要求较高。


3.快速脱硫法

主机为一特殊结构的搅拌机(与塑化机相似),罐内有一挡料装置。搅拌速度可调节,由直流电机带动。转速分为两挡,低速控制在720 r/min,高速为1440 r/min,搅拌10分钟后,隔绝空气逐渐冷却,冷却是在冷却器中进行的。此法生产周期短,搅拌速度快,工艺不易控制,产品质量不够稳定,比较适宜废合成橡胶再生。

4.旋转动态法

将胶粉与再生剂混合均匀后,放入带有一对空心螺杆的设备中,利用油浴加热,温度控制在240~260℃,进行连续性脱硫,胶料经过15分钟即可达到脱硫再生目的。

化学法

1. 溶解法

将胶粉和软化剂放入一个电加热的搅拌罐中,加入40~50%的软化剂(以胶粉为100%),一般采用重油或残渣油等。温度控制在200~220℃,搅拌2~3小时。反应后的产物为半液体状的粘稠物。产品可直接用于橡胶制品,代替部分软化剂,也可应用于建筑行业作防水、防腐材料。

2. 接枝法

在胶硫过程中,加入一些特殊性性能的单体(如苯乙烯、丙烯酸酯等),在200~230℃的高温作用下,使单体与胶料反应,再经机械处理后,得到具有该单体聚合物性能的再生胶(如耐磨、耐油等)。此法反应过程较难控制。

3.分散法

在开炼机上加入胶粉和乳化剂、软化剂、活化剂等,进行拌合压炼,然后缓缓加入稀碱溶液,使胶粉成为糊状,再加水稀释,从炼胶机上刮下,加入1%浓度的乙酸,使其凝固,最后经干燥压片,即为成品。此法设备简单,工艺操作不易控制,为间歇式生产。

4.低温塑化法

将胶粉与有机胺类或低分子聚酰胺,环烷酸金属盐类,脂肪族酸类和软化剂、活化剂等混合均匀,放置在80~100℃温度下塑化一定时间,即可通过氧化-还原反应达到再生目的。此法节省能量,设备简单,但产品可塑性低。

物理法

高温连续脱硫法将胶粉与再生剂按要求混合均匀,然后送入一个卧式多层的螺杆输送器中,该输送器有夹套和远红外线加热装置,胶料在输送过程中受到远红外线的均匀加热,达到再生目的。此法为连续性生产,周期较短,质量较好,设备不复杂,是正在探索的一种新方法。

微波法

将极性废硫化胶粉碎至9.5mm大小的胶粒,加入一定量的分散剂,输送到用玻璃或陶瓷制做的管道中,使胶粒按一定速度前进,接受微波发生器发出的能量。调节微波发生器的能量,致使胶粉分子中的C-S、S--S键断链,达到再生目的。


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