橡胶的再生及利用.doc

橡胶的再生及利用众所周知，绝在部分橡胶是难以彻底自然降解的高分子，如不能有效地处理其大量的废弃物，将会危及地球的生态环境，严重影响人们正常的生产和生活。而“高分子废弃物”实质上又是人类宝贵的再生资源，所以许多国家都在致力于回收和综合开发利用废旧高分子材料的工作。自1839年橡胶工业诞生时起，废旧橡胶的处理问题就客观的摆到人们面前1。在人类社会步入能源相对短缺和环境污染严重的时期，提出对橡胶的再生与利用更有现实意义。我国已经把资源的综合利用作为一项重大的技术经济政策来抓，尤其重视对再生资源的回收利用。1 废旧橡胶及回收利用情况废橡胶是固体废弃物的一种，其来源主要是报废的轮胎、胶管、胶鞋、工业杂品等，另外一部分来自橡胶制品厂生产过程中产生的边角料和废品。在众多的废旧橡胶中废旧橡胶中废旧轮胎大约占60%70%。美国废旧轮胎（占其国内每年使用橡胶的70%）占固体废料总量的1%，擗估计，美国和欧洲年产生的废旧轮胎达到48万t2，日本每年约产生96万t废橡胶，其中60%是废轮胎3。我国是世界上橡胶消耗量最大的国家之一，仅次于美国和日本，居世界第三4。我国每年约产生69万t废橡胶，废橡胶的产生量约为橡胶制品生产量的40%，回收量一般为废橡胶产生量的50%以下3。废旧橡胶占固体废弃物的比例越来越大（主要是废弃轮胎的增加）。需有效地解决其回收利用问题。所以，废旧橡胶的再生应用已不是区域性问题，而被视作一个国家的发展水平问题5。国外从本世纪70年代起开始研究废橡胶再生处理问题，现废橡胶回收再利用技术在发达国家已较成熟，而我国尚处在不断改进和提高的过程中。目前，我国废旧橡胶利用的主要方法是制造再生胶，约占95%2。2 橡胶的回收利用方法21 再生胶再生胶是橡胶回收利用的最古老、最常见的方法。从19世纪叶开始，至今再生胶技术已较为成熟。22 硫化胶粉硫化胶粉最大的特点是加工过程简单，其与制造再生胶相比：1）省去了脱硫、精炼等工序，可节省大量专用设备、厂房、动力和人力；2）省去了软化剂、活化剂、增粘剂等加工助剂，节省原材料；3）不存在废水、废气、粉尘等污染。此外，精细胶粉硫化的的性能优于再生胶，可广泛地应用于橡胶制品、建筑、公路、机场、运动场地及各类装饰材料等，是一项集环保和资源再生为一体的新型产业5。粉碎硫化胶有3种方法，常温粉碎、低温（深冷）粉碎及硫化胶经溶剂溶胀后（溶剂楞以回收）粉碎。常温生产胶粉尽管设备磨损严重，耗能多，需要使用带有高耐磨切削元件的设备，但仍是最主要的方法。低温法可以成功地将胶粉中的硫化胶粉末、金属、织物分开，可以得到细分散的胶粉，而且生产起来较为安全。低温法不如常温法之处在于胶粉表面光滑、孔隙少，不易和其他橡胶混炼，所以往往要求加入添加剂，同时液氮耗量达到（0.11.0）kg/kg胶粉2。80年代末以来，世界工业发达国家大多已从通用型再生胶的生产转入胶粉活化改性或精细胶粉的直接利用阶段，而我国发展较晚，比发达国家滞后约20年5。23 热利用8及其它甘肃省石油化工设计院以废橡胶为原料，采用真空蒸馏分解法制成柴油、碳黑等产品。该工艺采用先进的密闭循环生产技术，其二次废弃物和废气量少，投资省，适应性强，能耗低，产品含硫量低3。有关资料指出每条轮胎经过裂解可提取9.013.5L的烃类和碳黑等其它干馏分解物，而燃烧1条废轮胎可产生约32J的热量，其生热值比木材和煤炭高，已用于水泥生产和作为锅炉燃料。作为水泥燃料和原料将切碎的废片或整个轮胎从水泥粉末原料投入口投入，橡胶在300350下气化和急剧燃烧，并在450下燃烧结束；碳黑在600650下完全燃烧成灰。废轮胎或胶片燃烧可以产生一氧化碳和碳氢化合物，且具有降低氧化物含量的效果。轮胎中的硫磺和钢丝可作水泥原料成分。作为锅炉燃料近几年日本以废轮胎为主燃料的锅炉发展很快。住友公司在其白河厂和名古屋厂都安装了废轮胎为燃料的锅炉。白河厂的锅炉可燃烧整条轮胎，向厂内供汽，处理能力不仅为5kt/a；名古屋厂的锅炉年处理能力也在5kt/a，不仅向厂内供汽，还强发电630kWh。普利司通公司在其枥木厂也安装了以废轮胎为燃料的发电装置，每天可燃烧约60t废轮胎（相当于9000条轿车轮胎），最大发电能力为5000kWh9。另外废胶粉还可作为改性剂（CRM）10、沥青添加剂，废旧轮胎还可直接用于翻新轮胎壳、皮鞋鞋底、水泥桶等。3 橡胶回收利用的发展趋势随着现代工业的飞速发展，特别是轮胎工业的发展，全世界范围内每年再生胶的产量已超过600万t，废弃橡胶再生再一次引起人们的极大关注。橡胶再生工业发展的关键是提高再生胶的质量，降低再生胶的成本，减少生产过程中的环境污染1112。因此，再生胶生产的一个基本任务就是寻找有效破坏硫化胶横向硫键而聚合物链不受破坏的方法。而且，在制造和使用再生胶时（其中包括改性再生胶），必须考虑在最大限度满足生态要求的条件下取得良好经济效益2。从发展的观点看，橡胶的回收利用要在原有工艺基础上，大力开发不经过再生或只加少量再生剂的废旧橡胶产品，如硫化胶粉、活化胶粉等。4