Информационный блог по экологии и защите окружающей среды

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СТАНДАРТИЗАЦИЯЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗАЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПАСПОРТИЗАЦИЯСОЦИАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ
YOUAHБлог»Технологии переработки и утилизации отходов» Физико-химические методы переработки резиновых отходов
ПечатьPDF

Физико-химические методы переработки резиновых отходов

Несмотря на то что, химические методы утилизации отходов дают продукты, имеющие определенную ценность, их главный недостаток состоит в том, что не сохраняются исходные полимерные материалы- каучуки и волокна, т.е. ценность получаемых продуктов значительно ниже ценности исходных материалов. В связи с этим большой интерес представляют методы переработки, позволяющие наиболее полно сохранить структуру и свойства полимерных составляющих с тем, чтобы вернуть их в сферу производства. Часто это удается при регенерации и девулканизации резины.

 

Регенерация

Наиболее распространенным методом, позволяющим частично перерабатывать и использовать старую резину, является регенерация. Общим принципом большинства существующих методов регенерации является термоокислительная или термомеханическая деструкция набухших вулканизатов.

Процесс регенерации включает следующие технологические операции: сортировку и измельчение резины, освобождение ее от текстильного волокна и металла, девулканизацию и механическую обработку девулканизата. Разные способы регенерации отличаются главным образом техническим оформлением процесса девулканизации. К устаревшим методам регенерации относятся щелочной, кислотный, термический, паровой, а также метод растворения. В России в настоящее время применяются три метода регенерации: водонейтральный, термомеханический и метод диспергирования. К недостаткам водонейтрального метода относятся периодичность процесса и низкое качество регенерата вследствие больших дозировок мягчителя. Наиболее широкое распространение получил непрерывный термомеханический метод. Процесс девулканизации в данном случае осуществляется в непрерывном шнековом девулканизаторе в присутствии мягчителя и активатора деструкции. Методом диспергирования получается регенерат наиболее высокого качества, однако данный процесс не получил пока широкого распространения вследствие сложностей, связанных с распылительной сушкой водной дисперсиии резины.

Каучуковое вещество регенерата состоит из гель-фракции, сохраняющей разреженную сетчатую структуру вулканизата, и золь-фракции, содержащей достаточно короткие отрезки разветвленных цепей с молекулярной массой около 10000. Поскольку в регенерате сохраняется сетчатая структура вулканизата, при введении регенерата в резиновую смесь возникает микронеоднородность, которая отрицательно сказывается на прочностных свойствах резин. Наличие низкомолекулярных фракций в регенерате вызывает снижение износостойкости резин. В этой связи регенерат практически не применяется в протекторных резинах. В настоящее время применение регенерата в резиновой промышленности ограничивается главным образом использованием его как технологической добавки, улучшающей обрабатываемость резиновых смесей, и как сырья для неответственных изделий.

 

Водонейтральный метод регенерации

Метод включает следующие основные операции: подготовку резины; подготовку мягчителей и активаторов; девулканизацию; влагоотделение и сушку; механическую обработку.

Рис.1 Схема участка измельчения резины.

1- загрузочный желоб; 2 – дробильные вальцы; 3 – ленточный транспортер; 4 – элеватор; 5 – сито вибрационное; 6 – отборочный транспортер.

 

 

Измельчение отходов. Изношенные покрышки, ездовые, авиационные и варочные камеры сортируют на группы по типу содержащихся в них каучуков. Рецептуру и режим девулканизации выбирают в зависимости от типа и содержания каучука в резине. После этого покрышки поступают на моечную машину и борторезательные станки. Вырезанные бортовые кольца, содержащие толстый металлокорд и металлическую проволоку удаляют, а покрышку разделяют на две части по короне и затем рубят на куски на механических ножницах. Полученные сектора подают на шинорез, где они измельчаются на куски размером 30-70 мм.

Дальнейшее измельчение резины и отделение кордного волокна осуществляется на дробильных вальцах с рифленой поверхностью валков и на размольных вальцах, агрегированных с вибрационными сеялками. Технологическая цепочка может включать одни или несколько последовательно расположенных вальцев. Схема работы дробильных вальцев в агрегате с вибрационным ситом представлена на рис. 1. Вибрационное сито устанавливают на специальной монтажной площадке над вальцами или на втором этаже. Исходные куски подаются по направляющему желобу 1. Прошедшая через дробильные вальцы 2 резина ленточным транспортером 3 подается на элеватор 4 и далее на вибрационное сито 5, где производится рассев на мелкую фракцию, отбираемую по транспортеру 6, крупную фракцию, направляемую на доизмельчение и текстильные отходы, снимаемые с верхней сетки и направляемые потребителю или на дальнейшую переработку.

 

Термомеханический метод регенерации

Регенерацию термомеханическим методом проводят в червячных машинах при действии высоких температур (200 °С) и мощных механических воздействиях, при этом продолжительность “девулканизации” резины составляет всего несколько минут. Такой регенерат более однороден и пластичен по сравнению с регенератом, полученным водонейтральным методом. Термомеханический метод регенерации резины является технически наиболее совершенным из всех существующих методов благодаря возможности создать непрерывный процесс и обеспечить полную механизацию и значительную автоматизацию.

Перспективным является метод производства регенерата “диспергированием”, заключающийся в механическом измельчении резины до тонкодисперсного состояния в присутствии активаторов процесса регенерации - поверхностно-активных веществ в водной среде. Процесс диспергирования осуществляется при 40—60 °С, что предотвращает развитие окислительных процессов и способствует меньшему изменению каучукового вещества резины в процессе регенерации. В основном регенерат получают из резин на основе каучуков общего назначения (натурального, изопренового, бутадиен-стирольного) и их комбинаций. В небольших количествах выпускают также регенерат из резин на основе бутилкаучука, полихлоропрена и нитрильного каучука. Резины на основе бутилкаучука могут быть подвергнуты регенерации воздействием излучений, причем в этом случае для регенерации необязательно проводить предварительное тщательное измельчение резины.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РЕГЕНЕРАТА

Для оценки качества регенерат подвергают химическому анализу. Кроме того, проводят испытания вулканизатов на его основе по технологическим и механическим свойствам. При проведении химического анализа определяют в составе регенерата содержание в нем летучих веществ (при 110°С), золы, текстиля и мягчителей, а также степень его девулканизации, кислотность и щелочность. Качество регенерата по внешнему виду и технологическим свойствам оценивают визуально путем сравнения полотна регенерата, снимаемого с рафинировочных вальцов, со стандартным эталоном. При этом учитывают плотность, степень шероховатости и глянцевитость поверхности полотна, а также число включений жестких частиц девулканизованной резины (крупы). Однородность регенерата определяют по микрофотографиям срезов. По пластоэластическим свойствам характеризуют технологические свойства регенерата. Пластичность, мягкость и эластическое восстановление в основном определяют на сжимающих пластометрах, а вязкость по Муни—на ротационных вискозиметрах. При определении вязкости по Муни получаются более воспроизводимые результаты. Вязкость по Муни стандартных марок регенерата, полученного водонейтральным методом, при 100 °С составляет 17—60 усл. ед. Для оценки механических свойств вулканнзатов на основе регенерата, содержащего каучуки общего назначения, готовят стандартную смесь следующего состава (масс. ч. на 100 масс. ч. регенерата):

Регенерат ...... 100,0

Оксид цинка . . ..2,5

Дибензтиазолилдисульфид 0,9

Сера ........ 1,5

Вулканизацию стандартной смеси проводят при 143±1 °С в течение 15 мин. Полученные вулканизаты должны иметь прочность при растяжении не менее 5,0—7,0 МПа и относительное удлинение не менее 350% в зависимости от марки регенерата. Однако следует иметь в виду, что для оценки качества регенерата недостаточно знать механические свойства стандартных смесей, так как связь между механическими показателями вулканизатов регенерата и резиновых смесей, содержащих регенерат, не установлена.

ПРИМЕНЕНИЕ РЕГЕНЕРАТА В РЕЗИНОВЫХ СМЕСЯХ

При введении регенерата в резиновые смеси увеличивается скорость их смешения. Продолжительность приготовления смесей на вальцах или в закрытом смесителе сокращается на несколько минут, а в некоторых случаях—вдвое. Кроме того, уменьшается расход энергии при обработке регенерата, так как он содержит диспергированные ингредиенты и обладает достаточной пластичностью. Регенерат в резиновых смесях можно рассматривать как сшитый полимер, что обусловливает постоянство свойств регенератных смесей при их переработке. Регенератные смеси имеют меньшую усадку и обладают хорошей каркасностью. При вулканизации изделий, содержащих регенерат, без применения форм деформация заготовки незначительна. При повторном вальцевании регенератные смеси пластицируются в меньшей степени, чем смеси, приготовленные на основе каучука, т. е. они менее чувствительны к перепластикации. Вследствие небольшого теплообразования смесей, содержащих регенерат, опасность подвулканизации при обработке их на вальцах, каландрах, в смесителях и шприц-машинах снижается. При введении в резиновые смеси регенерата можно применять повышенные скорости шприцевания и каландрования при хорошем сохранении профиля формуемой заготовки.

Применение регенерата очень эффективно в резиновых смесях, используемых для промазки ткани на каландрах. Регенератные смеси желательно применять в производстве формовых изделий, особенно больших размеров, так как они медленно растекаются и лучше вытесняют воздух из форм, что предотвращает образование пузырей и недопрессовки. При использовании регенерата может быть сокращен расход ускорителей и оксида цинка. Регенерат препятствует также реверсии вулканизации. К числу недостатков регенерата, ограничивающих его применение в резиновых смесях, относится уменьшение эластичности резин, модуля, прочности при разрыве, сопротивления раздиру, истиранию и усталостной прочности. При изготовлении резиновых смесей, содержащих регенерат, сначала раздельно пластицируют каучук и регенерат, а затем их смешивают. Серу и ускоритель вводят в смесь из расчета на общее содержание полимера (каучука и каучукового вещества регенерата). Если получаемая резина должна обладать повышенным сопротивлением старению, содержание серы снижают на 20—30% по сравнению с обычно принятым для смесей на основе каучука. Антиоксиданты и наполнители вводят только из расчета на содержание каучука. Это объясняется тем, что они практически распределяются в каучуке; в частицах регенерата содержатся только те наполнители, которые были в исходной регенерируемой резине.

Свойства резин, содержащих регенерат, могут быть значительно улучшены введением в смеси активных усиливающих наполнителей (тонкодисперсного технического углерода, высокомолекулярных смол). Регенерат применяют в производстве шин, резиновых технических изделий (транспортерных лент, рукавов, прокладок, аккумуляторных баков), в производстве резиновой обуви. При использовании регенерата в губчатых резинах снижается эластическое восстановление смесей и уменьшаются колебания в .размерах пор при вулканизации. С растворителями (обычно в присутствии смол) регенерат дает ценные клеи с высоким содержанием каучукового вещества. Он довольно легко диспергируется в воде и в смеси с натуральным или синтетическим латексом обеспечивает получение высококачественных адгезивов. Из одного регенерата в основном готовят только неответственные изделия: ковры, бытовые дорожки, полутвердые трубки для изоляции, садовые рукава и др.

Комментарии

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Каталог экологических организаций Книги и литература по экологии Обучающие CD и DVD по экологии Видеоматериалы по экологии Экологический форум Доска бесплатных объявлений

Популярные запросы



зона россия мониторинг берег пдс экосистема природные ресурсы симферополь рек биоразнообразие земля аудит море окружающая среда пояс хортица гис загрязнение атмосфера безопасность развитие ресурс ущерб данные экология африка антарктида пдк моря нефть температура климат вод природа океан оон охрана керченский полуостров каспий экоаудит утилизация америка среда вернадский комплекс осадки полигон лес предприятие озеро чс вода опасные население тбо материк керчь чокрак земли охрана природы природоохрана отходы ресурсы растительность евразия австралия флора конвенция ветер ландшафт остров заповедник природопользование агростепи фауна ноосфера промышленность загрязняющие вещества пригородная зона степь переработка воздух крым рельеф отложения геология пдв почва нормирование сша арк выброс казантип опук воды грязь биосфера закон загрязнения


Экологический Блог - www.InformBlog.xyz

Экологические книги

Баннер

Статистика

  • Пользователи : 50
  • Статьи : 463
  • Просмотры материалов : 180829

Зарегистрироваться на www.InformBlog.xyz

Преимущества пользователей

Экологический опрос 1

Как бы Вы оценили экологическую ситуацию в Крыму?

Экологический опрос 2

Что вы предпринимаете, чтобы сохранить окружающую среду?

Учебники по экологии

Экологические основы природопользования. Практикум

Охрана труда и промышленная экология. Учебник

Общая биология с основами экологии

Экологические основы природопользования

Основы социальной экологии

Экологические основы природопользования

Экология и автомобиль. Учебник

География для профессий. Контроль

Экология. Учебник. Базовый курс

Основы инженерной геологии

Редкие животные

Баннер

Редкие растения

Баннер

Экоблок 3

Баннер

Экология и Мир

Баннер

Экотехнологии

Баннер

Экобиблиотека

Баннер