廢舊橡膠再生利用——膠粉的生產技術
廢(fei)舊橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的回(hui)收利用主要有兩(liang)種(zhong)方法(fa):通過(guo)機械方法(fa)將廢(fei)舊輪胎粉碎或研(yan)磨成微粒,即所謂的膠(jiao)(jiao)粒和膠(jiao)(jiao)粉;通過(guo)脫(tuo)硫(liu)技(ji)術破(po)壞硫(liu)化膠(jiao)(jiao)化學網(wang)狀(zhuang)結(jie)構制成所謂的再生(sheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。本文(wen)簡單介紹一下膠(jiao)(jiao)粉的生(sheng)產(chan)技(ji)術。
1. 膠(jiao)粉的制造方法
廢橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的預(yu)加工(gong)。廢舊橡(xiang)膠(jiao)(jiao)制品(pin)中(zhong)一般都(dou)會有纖維和金屬等非橡(xiang)膠(jiao)(jiao)骨架材料,加之(zhi)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)制品(pin)種類繁(fan)多.所以(yi)在(zai)廢舊橡(xiang)膠(jiao)(jiao)粉碎前都(dou)要(yao)進行預(yu)先加工(gong)處理(li),其(qi)中(zhong)包括分揀、去除(chu)(chu)、切割、清(qing)洗等加工(gong)。對(dui)廢舊橡(xiang)膠(jiao)(jiao)還要(yao)進行檢驗、分類,對(dui)不同類別(bie)、不同來(lai)(lai)源(yuan)的廢橡(xiang)膠(jiao)(jiao)及其(qi)制品(pin)按要(yao)求分類,最理(li)想是采用回(hui)收(shou)管理(li)循環方法,根據廢膠(jiao)(jiao)來(lai)(lai)源(yuan)有目的地進行處理(li)。對(dui)于廢輪(lun)胎(tai)這類體積較大的制品(pin),則要(yao)除(chu)(chu)去胎(tai)圈(quan),亦(yi)有采用胎(tai)面分離機將(jiang)胎(tai)面與胎(tai)體分開。膠(jiao)(jiao)鞋主要(yao)回(hui)收(shou)鞋底,內胎(tai)則要(yao)除(chu)(chu)去氣門咀等。
經過分揀和除去非橡膠成分的廢橡膠,由于長短不一,厚薄(bo)不均,不能直(zhi)接進行粉碎,必須對(dui)廢橡膠切割(ge)。國外對(dui)輪(lun)胎(tai)(tai)普遍(bian)采用整胎(tai)(tai)切塊(kuai)機切成 25mmx25mm 不等膠塊(kuai)。大(da)的膠塊(kuai)則重(zhong)新返回(hui)切割(ge)機上再次(ci)切割(ge),
廢橡膠(jiao)特(te)別是(shi)輪(lun)胎、膠(jiao)鞋(xie)類制品,由于長期與地面接觸,夾雜著很(hen)多(duo)泥沙等雜質,則應先采(cai)用轉桶洗滌機進行清(qing)洗,以保證膠(jiao)粉(fen)的質量。
冷凍粉(fen)(fen)碎法。 低(di)溫(wen)冷凍粉(fen)(fen)碎法的(de)基本原(yuan)理(li)是:橡膠等高分子(zi)產材料處在玻璃(li)化溫(wen)度 (Tg) 以下時(shi),它(ta)本身(shen)脆化,此時(shi)受機械作用(yong)很容易被粉(fen)(fen)碎成粉(fen)(fen)末狀物質,硫化膠粉(fen)(fen)即按(an)此原(yuan)理(li)制成的(de)。
冷凍粉(fen)(fen)(fen)碎(sui)(sui)工(gong)(gong)藝(yi)有兩(liang)種:一(yi)種是(shi)低(di)溫冷凍粉(fen)(fen)(fen)碎(sui)(sui)工(gong)(gong)藝(yi)。另一(yi)種是(shi)低(di)溫和常(chang)溫并用(yong)粉(fen)(fen)(fen)碎(sui)(sui)工(gong)(gong)藝(yi)。前者是(shi)利用(yong)液氮為制冷介質.使廢橡膠(jiao)深冷后(hou)用(yong)錘式粉(fen)(fen)(fen)碎(sui)(sui)機或輥(gun)筒(tong)粉(fen)(fen)(fen)碎(sui)(sui)機進行(xing)低(di)溫粉(fen)(fen)(fen)碎(sui)(sui)。微(wei)(wei)細(xi)橡膠(jiao)粉(fen)(fen)(fen)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線即(ji)(ji)是(shi)采用(yong)后(hou)一(yi)種方(fang)法(fa)進行(xing)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的(de)。利用(yong)液氮深冷技術把廢舊(jiu)輪(lun)胎加工(gong)(gong)成 80 目(mu)以上的(de)微(wei)(wei)細(xi)橡膠(jiao)粉(fen)(fen)(fen),其生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程(cheng)中的(de)溫度、速度、過(guo)載均為閉環(huan)(huan)連鎖微(wei)(wei)機控制,對環(huan)(huan)境(jing)無污染(ran)。該生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)全過(guo)程(cheng)均采用(yong)以壓縮空氣(qi)為動力的(de)送料器和封閉式管道輸送,除廢舊(jiu)輪(lun)胎投(tou)入和產(chan)(chan)品(pin)包裝時與空氣(qi)接觸外,全線均為封閉狀態。另外,由于采用(yong)冷凍法(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan),無高溫氣(qi)味,所(suo)以不產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)二(er)次(ci)污染(ran)。并通過(guo)微(wei)(wei)細(xi)膠(jiao)粉(fen)(fen)(fen)和粗粉(fen)(fen)(fen)的(de)熱(re)交換過(guo)程(cheng)達到了充(chong)分利用(yong)能源、降低(di)能耗(hao)即(ji)(ji)降低(di)產(chan)(chan)品(pin)成本的(de)目(mu)的(de)。
常溫粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)(sui)法。 廢橡膠經過預加工(gong)后進(jin)行常溫粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)(sui),一(yi)般分粗(cu)碎(sui)(sui)(sui)和(he)(he)細碎(sui)(sui)(sui)。目前中國的再(zai)生膠工(gong)廠(chang)中常采用(yong)兩(liang)種(zhong)粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)(sui)方式,一(yi)種(zhong)是粗(cu)碎(sui)(sui)(sui)和(he)(he)細碎(sui)(sui)(sui)在(zai)同一(yi)臺(tai)設備上完(wan)成;另(ling)一(yi)種(zhong)是粗(cu)碎(sui)(sui)(sui)和(he)(he)細碎(sui)(sui)(sui)在(zai)兩(liang)臺(tai)不同的設備上完(wan)成。前者適合于小型工(gong)廠(chang)的生產廠(chang)生產。
粗(cu)碎(sui)(sui)和細碎(sui)(sui)同時(shi)進行(xing)的(de)方式:進行(xing)該操作的(de)兩個(ge)輥(gun)筒其中一個(ge)表面(mian)帶有溝(gou)槽(cao),另一個(ge)表面(mian)無溝(gou)槽(cao),即為溝(gou)光(guang)(guang)輥(gun)機。首先通(tong)過(guo)輸送帶將(jiang)洗滌(di)后的(de)膠(jiao)塊(kuai)送入兩輥(gun)筒間進行(xing)破(po)膠(jiao),然后將(jiang)破(po)碎(sui)(sui)后的(de)膠(jiao)塊(kuai)和膠(jiao)粉落入設備(bei)底部的(de)往復篩中過(guo)篩,達到(dao)粒(li)度(du)要求(qiu)的(de)從篩網(wang)落下,通(tong)過(guo)輸送器入倉;未達到(dao)要求(qiu)的(de)膠(jiao)塊(kuai),通(tong)過(guo)翻料(liao)再進入溝(gou)光(guang)(guang)輥(gun)機中繼續進行(xing)破(po)碎(sui)(sui)。
粗碎和細碎在(zai)兩臺設備(bei)(bei)上進(jin)(jin)行的(de)(de)方(fang)式:粗碎在(zai)兩只輥(gun)(gun)筒表面(mian)都(dou)帶(dai)有(you)溝(gou)槽(cao)的(de)(de)溝(gou)輥(gun)(gun)機(ji)上進(jin)(jin)行,粗碎過(guo)的(de)(de)膠塊大小一(yi)(yi)般在(zai) 6-8mm 。然(ran)后進(jin)(jin)入光輥(gun)(gun)細碎機(ji)上進(jin)(jin)行細碎,其(qi)粒度一(yi)(yi)般為(wei) 0.8-1.0mm(26-32 目 ) 。膠粉工(gong)廠(chang)粉碎設備(bei)(bei)與傳統的(de)(de)再(zai)生膠粉碎設備(bei)(bei)不同(tong),都(dou)是專用的(de)(de)廢橡膠破碎機(ji)、中碎機(ji)、細碎機(ji)。
2. 膠(jiao)粉的(de)活化與改(gai)性
所(suo)謂活化(hua)(hua)膠(jiao)(jiao)(jiao)粉(fen)(fen)(fen)(fen)是為了提高(gao)膠(jiao)(jiao)(jiao)粉(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)合(he)(he)物(wu)的(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)而對(dui)(dui)其表面進(jin)行化(hua)(hua)學處(chu)理(li)(li)的(de)膠(jiao)(jiao)(jiao)粉(fen)(fen)(fen)(fen)。膠(jiao)(jiao)(jiao)粉(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)活化(hua)(hua)改性(xing)(xing)(xing)方法很多,大致分為:接(jie)枝(zhi)方法;互穿聚合(he)(he)物(wu)網絡(luo) (IPN) 法;表面降解再生法;低聚物(wu)改性(xing)(xing)(xing)法;調整硫(liu)(liu)化(hua)(hua)體系;其他活化(hua)(hua)方法。例如,飽和量(liang)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)促進(jin)劑(ji)處(chu)理(li)(li)法。這種方法是采用 2-3 份的(de)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)促進(jin)劑(ji)對(dui)(dui) 420μm(40 目 ) 的(de)膠(jiao)(jiao)(jiao)粉(fen)(fen)(fen)(fen)進(jin)行機械處(chu)理(li)(li)制(zhi)得,通過處(chu)理(li)(li)的(de)膠(jiao)(jiao)(jiao)粉(fen)(fen)(fen)(fen)其表面均勻地附著(zhu)一層硫(liu)(liu)化(hua)(hua)促進(jin)劑(ji),從而使膠(jiao)(jiao)(jiao)粉(fen)(fen)(fen)(fen)與基質膠(jiao)(jiao)(jiao)料(liao)界面處(chu)的(de)交(jiao)聯(lian)鍵增加(jia),使整個(ge)膠(jiao)(jiao)(jiao)料(liao)配(pei)合(he)(he)物(wu)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)后成為一個(ge)均勻的(de)交(jiao)聯(lian)物(wu),這種膠(jiao)(jiao)(jiao)粉(fen)(fen)(fen)(fen)應用于輪胎,雖然其靜態性(xing)(xing)(xing)能(neng)略有下降,但是其動態性(xing)(xing)(xing)能(neng)提高(gao)。
液(ye)(ye)體(ti)(ti)高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)材料加硫(liu)化劑(ji)處理(li)(li)法(fa)。這種方法(fa)是(shi)采(cai)用 12 份(fen)左右的(de)液(ye)(ye)體(ti)(ti)不飽和可硫(liu)化的(de)高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)材料與硫(liu)化劑(ji)共混(hun),然后對膠(jiao)粉(fen)(fen)進(jin)行(xing)機械處理(li)(li)制得。可采(cai)用的(de)液(ye)(ye)體(ti)(ti)高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)材料有液(ye)(ye)體(ti)(ti)丁腈橡膠(jiao)、液(ye)(ye)體(ti)(ti)丁苯橡膠(jiao)、液(ye)(ye)體(ti)(ti)乙丙橡膠(jiao)等,至于采(cai)用哪種液(ye)(ye)體(ti)(ti)高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)材料可根據(ju)膠(jiao)粉(fen)(fen)種類和用途而定。通過(guo)(guo)處理(li)(li)的(de)膠(jiao)粉(fen)(fen),能(neng)使(shi)其(qi)與基質(zhi)膠(jiao)料很好(hao)地交聯,并根據(ju)所用的(de)液(ye)(ye)體(ti)(ti)高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)(zi)種類而賦予(yu)其(qi)耐油、耐臭(chou)氧等特性。根據(ju)應用試驗,在物理(li)(li)性能(neng)不超過(guo)(guo)允(yun)許的(de)范(fan)圍(wei)內,可高(gao)(gao)比例摻用 (40%-80%) 。
3. 膠粉的應用
膠(jiao)粉(fen)的(de)應用(yong)概括起(qi)來可分(fen)為兩大領(ling)域:一是(shi)直(zhi)接(jie)成(cheng)型或與新橡(xiang)膠(jiao)并用(yong)做成(cheng)產品,這屬于橡(xiang)膠(jiao)工業(ye)范疇;二是(shi)在(zai)非(fei)橡(xiang)膠(jiao)工業(ye)的(de)廣(guang)闊領(ling)域中(zhong)應用(yong)。現(xian)在(zai)全(quan)球范圍(wei)內越(yue)來越(yue)多的(de)廠商采用(yong)膠(jiao)粉(fen)替代原生材(cai)料(liao)(liao),不(bu)僅有(you)益(yi)于環(huan)境保護,而且更重要的(de)是(shi)因為使(shi)用(yong)膠(jiao)粉(fen)能夠有(you)效的(de)降低成(cheng)本(ben)、提(ti)高性能,得到其(qi)它(ta)材(cai)料(liao)(liao)得不(bu)到的(de)效果。它(ta)可以(yi)作為橡(xiang)膠(jiao)、填料(liao)(liao)及復合材(cai)料(liao)(liao)被廣(guang)泛的(de)用(yong)于輪(lun)胎、膠(jiao)管、膠(jiao)帶、膠(jiao)鞋、橡(xiang)膠(jiao)工業(ye)制品、電線、電纜及建筑物(wu)材(cai)料(liao)(liao)等。膠(jiao)粉(fen)還可以(yi)和塑料(liao)(liao)并用(yong),如(ru)聚乙(yi)(yi)烯、聚氯乙(yi)(yi)烯、聚丙烯、聚氨脂等,以(yi)提(ti)高性能,降低成(cheng)本(ben)。
用(yong)(yong)膠(jiao)(jiao)粉(fen)對瀝青(qing)進行(xing)改性(xing)(xing)鋪(pu)設(she)公路應用(yong)(yong)也很(hen)廣(guang)。用(yong)(yong)膠(jiao)(jiao)粉(fen)改性(xing)(xing)瀝青(qing)鋪(pu)設(she)的(de)(de)公路在很(hen)多(duo)發達國(guo)家入加拿大、美(mei)國(guo)、比利時、法國(guo)、荷蘭等國(guo)均有應用(yong)(yong)。中(zhong)國(guo)也有些省市入江西、湖北(bei)、廣(guang)州、北(bei)京等地,相繼鋪(pu)設(she)了實驗路段。實踐證明,用(yong)(yong)膠(jiao)(jiao)粉(fen)改性(xing)(xing)的(de)(de)瀝青(qing)鋪(pu)設(she)的(de)(de)公路可以減少(shao)路面(mian)龜裂和(he)軟(ruan)化(hua),路面(mian)不(bu)易結冰和(he)打滑,提(ti)高(gao)了行(xing)駛安(an)全性(xing)(xing),還可以提(ti)高(gao)路面(mian)壽命,比一(yi)般的(de)(de)瀝青(qing)路面(mian)的(de)(de)使用(yong)(yong)壽命至少(shao)提(ti)高(gao)了一(yi)倍。

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