橡胶材料的回收利用

废旧橡胶的回收利用主要有两种方法：通过机械方法将废旧轮胎粉碎或研磨成微粒，即所谓的胶粒和胶粉;通过脱硫技术破坏硫化胶化学网状结构制成所谓的再生橡胶。本文简单介绍一下胶粉的生产技术。

1.胶粉的制造方法

废橡胶的预加工。废旧橡胶制品中一般都会有纤维和金属等非橡胶骨架材料，加之橡胶制品种类繁多.所以在废旧橡胶粉碎前都要进行预先加工处理，其中包括分拣、去除、切割、清洗等加工。对废旧橡胶还要进行检验、分类，对不同类别、不同来源的废橡胶及其制品按要求分类，最理想是采用回收管理循环方法，根据废胶来源有目的地进行处理。对于废轮胎这类体积较大的制品，则要除去胎圈，亦有采用胎面分离机将胎面与胎体分开。胶鞋主要回收鞋底，内胎则要除去气门咀等。

经过分拣和除去非橡胶成分的废橡胶，由于长短不一，厚薄不均，不能直接进行粉碎，必须对废橡胶切割。国外对轮胎普遍采用整胎切块机切成25MMX25MM 不等胶块。

废橡胶特别是轮胎、胶鞋类制品，由于长期与地面接触，夹杂着很多泥沙等杂质，则应先采用转桶洗涤机进行清洗，以保证胶粉的质量。

冷冻粉碎法。低温冷冻粉碎法的基本原理是：橡胶等高分子产材料处在玻璃化温度(TG)以下时，它本身脆化，此时受机械作用很容易被粉碎成粉末状物质，硫化胶粉即按此原理制成的。

冷冻粉碎工艺有两种：一种是低温冷冻粉碎工艺。另一种是低温和常温并用粉碎工艺。前者是利用液氮为制冷介质.使废橡胶深冷后用锤式粉碎机或辊筒粉碎机进行低温粉碎。微细橡胶粉生产线即是采用后一种方法进行生产的。利用液氮深冷技术把废旧轮胎加工成80目以上的微细橡胶粉，其生产过程中的温度、速度、过载均为闭环连锁微机控制，对环境无污染。该生产线的生产全过程均采用以压缩空气为动力的送料器和封闭式管道输送，除废旧轮胎投入和产品包装时与空气接触外，全线均为封闭状态。另外，由于采用冷冻法生产，无高温气味，所以不产生二次污染。并通过微细胶粉和粗粉的热交换过程达到了充分利用能源、降低能耗即降低产品成本的目的。

常温粉碎法。废橡胶经过预加工后进行常温粉碎，一般分粗碎和细碎。目前中国的再生胶工厂中常采用两种粉碎方式，一种是粗碎和细碎在同一台设备上完成;另一种是粗碎和细碎在两台不同的设备上完成。前者适合于小型工厂的生产厂生产。

粗碎和细碎同时进行的方式：进行该操作的两个辊筒其中一个表面带有沟槽，另一个表面无沟槽，即为沟光辊机。首先通过输送带将洗涤后的胶块送入两辊筒间进行破胶，然后将破碎后的胶块和胶粉落入设备底部的往复筛中过筛，达到粒度要求的从筛网落下，通过输送器入仓;未达到要求的胶块，通过翻料再进入沟光辊机中继续进行破碎。

粗碎和细碎在两台设备上进行的方式：粗碎在两只辊筒表面都带有沟槽的沟辊机上进行，粗碎过的胶块大小一般在6-8MM。然后进入光辊细碎机上进行细碎，其

粒度一般为0.8-1.0MM(26-32目)。胶粉工厂粉碎设备与传统的再生胶粉碎设备不同，都是专用的废橡胶破碎机、中碎机、细碎机。

2.胶粉的活化与改性

所谓活化胶粉是为了提高胶粉配合物的性能而对其表面进行化学处理的胶粉。胶粉的活化改性方法很多，大致分为：接枝方法;互穿聚合物网络(IPN)法;表面降解再生法;低聚物改性法;调整硫化体系;其他活化方法。例如，饱和量硫化促进剂处理法。这种方法是采用2-3份的硫化促进剂对420ΜM(40目)的胶粉进行机械处理制得，通过处理的胶粉其表面均匀地附着一层硫化促进剂，从而使胶粉与基质胶料界面处的交联键增加，使整个胶料配合物硫化后成为一个均匀的交联物，这种胶粉应用于轮胎，虽然其静态性能略有下降，但是其动态性能提高。

液体高分子材料加硫化剂处理法。这种方法是采用12份左右的液体不饱和可硫化的高分子材料与硫化剂共混，然后对胶粉进行机械处理制得。可采用的液体高分子材料有液体丁腈橡胶、液体丁苯橡胶、液体乙丙橡胶等，至于采用哪种液体高分子材料可根据胶粉种类和用途而定。通过处理的胶粉，能使其与基质胶料很好地交联，并根据所用的液体高分子种类而赋予其耐油、耐臭氧等特性。根据应用试验，在物理性能不超过允许的范围内，可高比例掺用(40%-80%)。

3.胶粉的应用

胶粉的应用概括起来可分为两大领域：一是直接成型或与新橡胶并用做成产品，这属于橡胶工业范畴;二是在非橡胶工业的广阔领域中应用。现在全球范围内越来越多的厂商采用胶粉替代原生材料，不仅有益于环境保护，而且更重要的是因为使用胶粉能够有效的降低成本、提高性能，得到其它材料得不到的效果。它可以作为橡胶、填料及复合材料被广泛的用于轮胎、胶管、胶带、胶鞋、橡胶工业制品、电线、电缆及建筑物材料等。胶粉还可以和塑料并用，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨脂等，以提高性能，降低成本。

用胶粉对沥青进行改性铺设公路应用也很广。用胶粉改性沥青铺设的公路在很多发达国家入加拿大、美国、比利时、法国、荷兰等国均有应用。中国也有些省市入江西、湖北、广州、北京等地，相继铺设了实验路段。实践证明，用胶粉改性的沥青铺设的公路可以减少路面龟裂和软化，路面不易结冰和打滑，提高了行驶安全性，还可以提高路面寿命，比一般的沥青路面的使用寿命至少提高了一倍。

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1国内外废旧轮胎利用现状

目前，世界上每年大约有15亿只轮胎报废[2]。欧洲2002年大约有2.5亿只轮胎被淘汰[3]，填埋的比例高达30%左右，不过用于能源开发及材料再利用的比例也有显著提高［4］。但是，一些国家仍有许多未加处理的轮胎。根据中国橡胶工业协会的统计，我国是世界上废橡胶产生量最大的国家[5]；我国2003年废旧轮胎的利用率达到了65%［6］。

有关资料显示，我国废旧轮胎加工企业虽然有所增加，但废旧轮胎回收利用量仍远不能跟上废旧轮胎的快速增长量[7]，必须实行轮胎回收再生制度[8]。

我国目前仅能翻新载重轮胎及公交车用轮胎，轿车轮胎几乎没有翻新利用[9]。其中由于冷翻对胎体合格率低，导致热翻比冷翻数量多[10]。

对于废旧轮胎的处理处置技术，目前有以下几种情况：

①任意堆放

②填埋

③简单处理后的填埋

④综合利用。如生产胶粉、再生处理、出口、土建工程及筑路等［4］

废旧橡胶的回收利用

——胶粉的物理化学法制备

摘要

胶粉是废旧橡胶经过机械粉碎制得的颗粒状粉体,具有致密的交联网络结构,但被人们长期使用的废旧橡胶表面已失去活性,因此,胶粉在应用到其他材料时,与基质材料的相容性很差,导致复合材料的性能不理想。然而,对胶粉进行表面改性,是解决这一瓶颈的关键所在。本文针对胶粉的再利用难题,开展了一系列的胶粉表面改性的研究工作:采用微波脱硫改性方法和机械力化学改性方法对胶粉改性,进而将改性胶粉应用到橡胶材料中制备了胶粉/天然橡胶硫化胶,并探讨了两种方法的改性效果。最后,为进一步扩大胶粉的应用领域,结合机械力化学改性方法制备了改性胶粉/丁腈橡胶发泡材料,并研究了其相关性能。本文主要采用纯度为90%以上的胶粉为原料,研究了该胶粉与橡胶基质中的应用情况。

随着废旧轮胎累积堆存，而新废弃轮胎不断增加的现状，科学的废旧轮胎回收利用已成为当前急待解决的一个化学技术难题。轮胎是由高质量橡胶制成的，所以对橡胶工业而言，废轮胎是一个潜在的、巨大的原材料资源。轮胎是由多种不同的胶料制成的，而将各种胶料配方不同的部件分开是难以实现的，在经济效益方面也是不允许的。所以轮胎通过剔除纤维和金属成分，然后经研磨、筛分而得到胶粉的处理方法可能是比较适用的，这种胶粉一般将作为壤料再回用于新胶和其他有粘性的材料当中。但如果这种轮胎胶粉经过脱硫处理，就可以不必再与有粘性的材料并用了，它可以代替新胶单独配制胶料，可以代替其他材料(譬如塑料、木材)应用于对性能要求不高的地方。

1.2 我国废旧轮胎回收利用现状

21世纪，人类进入知识经济、循环经济时代。世界各国正把“发展循环经济”和“建立循环型社会”作为实现可持续发展的重要途径。所谓循环经济，是一种建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式，它要求把经济活动按照自然生态系统的模式组织成一个“资源——产品——再生资源”的物质反复循环流动的过