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再生橡膠(reclaimed rubber)以橡膠制品生產(chǎn)中已硫化的邊角廢料為原料加工成的、有一定可塑度、能重新使用的橡膠,簡稱再生膠。
軟化劑起膨脹和增塑作用,常用的有煤焦油、松焦油、石油系軟化劑、裂化渣油。活化劑能縮短再生時間,減少軟化劑用量。常用的活化劑為芳香族硫醇及其鋅鹽和芳香族二硫化物。
再生膠生產(chǎn)過程包括粉碎、再生(脫硫)和精煉3個工序。
除這種傳統(tǒng)的再生方法,正在開發(fā)將廢膠冷凍粉碎,制成不同顆粒大小的橡膠粉,直接用作橡膠填料的利用廢膠新方法。
再生橡膠五大生產(chǎn)工藝
1.油法
將膠粉與再生劑混合均勻,放入鐵盤中,送進(jìn)臥式脫硫罐內(nèi),用直接蒸汽加熱。蒸汽壓力為7MPa(5~7kgf/cm2),脫硫時間為10小時左右。此法工藝設(shè)備簡單。
2.過熱蒸汽法
將膠粉與再生劑混合均勻,放入帶有電熱器的脫硫罐中,通直接蒸汽,用電熱器將溫度提高到220~250℃,使膠粉中的纖維得到破壞,蒸汽壓力為0.4MPa(4kgf/2)。
3.高壓法
將膠粉與再生劑混合均勻,放進(jìn)密閉的高壓容器內(nèi),通入 4.9~69MPa(50-70kgf/cm2直接蒸汽進(jìn)行脫硫再生。此法設(shè)備要求高,投資較大。
4.酸法
首先用稀硫酸浸泡膠粉,破壞其中的纖維物質(zhì),然后用堿將酸中和進(jìn)行清洗,再通入直 接蒸汽進(jìn)行脫硫再生。此法需要耐腐蝕設(shè)備,耗用酸堿量大,工藝及設(shè)備復(fù)雜,成本高,產(chǎn)品易老化。
1.水油法
此法脫硫設(shè)備為一立式帶攪拌的脫硫罐,在夾套中通入0.9~0.98MPa(9~l0kgf/cm2)的蒸汽。罐中注入溫水(80℃)作為傳熱介質(zhì)。脫硫時將已用機(jī)械除去纖維的膠粉和再生劑加入罐中,攪拌時間約3小時。此法雖然設(shè)備較多,但機(jī)械化程度高,產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良且穩(wěn)定。
2.中性法
中性法與水油法基本相似,區(qū)別在于中性法不提前除去纖維,而在脫硫過程中加入氯化鋅溶液以除去纖維。效果不如水油法好。
3.堿法
用氫氧化鈉(5~10%濃度)來破壞膠粉中的纖維,然后用酸中和并清洗,再以直接蒸汽加熱進(jìn)行脫硫再生。此法設(shè)備易腐蝕,產(chǎn)品質(zhì)量低劣,方法落后。
1.密煉機(jī)法
所采用的密煉機(jī)為*度結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子表面鍍硬鉻或堆焊耐磨合金。轉(zhuǎn)速為60~80r/min,上頂栓壓力為1.24MPa(12.6kgf/cm2),操作溫度控制在230~280℃,時間7~15分鐘。此法生產(chǎn)周期短,效率高。
2.螺桿壓出法
主機(jī)為螺桿壓出機(jī)(與橡膠壓出機(jī)相似),螺桿直徑有6、8、12in三種。機(jī)殼內(nèi)有夾套,用蒸汽或油控制溫度(200℃左右)。操作時將膠粉與再生劑提前混合均勻送入該機(jī),膠料在螺桿的剪切擠壓作用下,經(jīng)過3~6分鐘即可從出料口排出。此法為連續(xù)性生產(chǎn),周期短,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良,但由于螺桿與內(nèi)套磨損較大,對設(shè)備的材質(zhì)要求較高。
3.快速脫硫法
主機(jī)為一特殊結(jié)構(gòu)的攪拌機(jī)(與塑化機(jī)相似),罐內(nèi)有一擋料裝置。攪拌速度可調(diào)節(jié),由直流電機(jī)帶動。轉(zhuǎn)速分為兩擋,低速控制在720 r/min,高速為1440 r/min,攪拌10分鐘后,隔絕空氣逐漸冷卻,冷卻是在冷卻器中進(jìn)行的。此法生產(chǎn)周期短,攪拌速度快,工藝不易控制,產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定,比較適宜廢合成橡膠再生。
4.旋轉(zhuǎn)動態(tài)法
將膠粉與再生劑混合均勻后,放入帶有一對空心螺桿的設(shè)備中,利用油浴加熱,溫度控制在240~260℃,進(jìn)行連續(xù)性脫硫,膠料經(jīng)過15分鐘即可達(dá)到脫硫再生目的。
1. 溶解法
將膠粉和軟化劑放入一個電加熱的攪拌罐中,加入40~50%的軟化劑(以膠粉為100%),一般采用重油或殘?jiān)偷取囟瓤刂圃?00~220℃,攪拌2~3小時。反應(yīng)后的產(chǎn)物為半液體狀的粘稠物。產(chǎn)品可直接用于橡膠制品,代替部分軟化劑,也可應(yīng)用于建筑行業(yè)作防水、防腐材料。
2. 接枝法
在膠硫過程中,加入一些特殊性性能的單體(如苯乙烯、丙烯酸酯等),在200~230℃的高溫作用下,使單體與膠料反應(yīng),再經(jīng)機(jī)械處理后,得到具有該單體聚合物性能的再生膠(如耐磨、耐油等)。此法反應(yīng)過程較難控制。
3.分散法
在開煉機(jī)上加入膠粉和乳化劑、軟化劑、活化劑等,進(jìn)行拌合壓煉,然后緩緩加入稀堿溶液,使膠粉成為糊狀,再加水稀釋,從煉膠機(jī)上刮下,加入1%濃度的乙酸,使其凝固,后經(jīng)干燥壓片,即為成品。此法設(shè)備簡單,工藝操作不易控制,為間歇式生產(chǎn)。
4.低溫塑化法
將膠粉與有機(jī)胺類或低分子聚酰胺,環(huán)烷酸金屬鹽類,脂肪族酸類和軟化劑、活化劑等混合均勻,放置在80~100℃溫度下塑化一定時間,即可通過氧化-還原反應(yīng)達(dá)到再生目的。此法節(jié)省能量,設(shè)備簡單,但產(chǎn)品可塑性低。
高溫連續(xù)脫硫法將膠粉與再生劑按要求混合均勻,然后送入一個臥式多層的螺桿輸送器中,該輸送器有夾套和遠(yuǎn)紅外線加熱裝置,膠料在輸送過程中受到遠(yuǎn)紅外線的均勻加熱,達(dá)到再生目的。此法為連續(xù)性生產(chǎn),周期較短,質(zhì)量較好,設(shè)備不復(fù)雜,是正在探索的一種新方法。
微波法
將極性廢硫化膠粉碎至9.5mm大小的膠粒,加入一定量的分散劑,輸送到用玻璃或陶瓷制做的管道中,使膠粒按一定速度前進(jìn),接受微波發(fā)生器發(fā)出的能量。調(diào)節(jié)微波發(fā)生器的能量,致使膠粉分子中的C—S、S--S鍵斷鏈,達(dá)到再生目的。
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