废旧橡胶绿色再生技术现状及发展前景

废橡胶绿色再生技术现状及发展前景

徐君义，娄宣福

（玉环县科技局，玉环县大宇化工研究所，玉环317600）

摘要：综述了废橡胶绿色再生利用的基本概念和技术方法，介绍了具有产业化应用前景的废橡胶绿色再生技术研究现状，并对其绿色再生效果及发展趋势进行了评述和展望。

进入新世纪席卷全球的绿色革命，对废橡胶再生利用行业的环保再生、绿色制[1]造提出了更高要求。由于传统的废橡胶再生（油法、水油法、和高温动态脱硫法）大多在高温、高压条件下，利用化学助剂，如有机二硫化物硫醇、碱金属等，借助于机械力作用，使橡胶交联键被破坏，达到再生目的。不仅能耗高，资源消耗大，而且存在废气、废水和废物等排放所形成的二次污染[2] [3]，产品达不到欧盟环保标准要求，与现行的节能减排、清洁生产政策和可持续发展战略相违背。因此，引入绿色制造和清洁生产理念，开发绿色制造技术，这是实现废橡胶再生利用行业可持续发展的必然选择。

1现状

废橡胶绿色再生技术就是在常温、常压上，通过物理再生、化学再生和生物再生等方法，使废旧橡胶得以重新具有可加工性和对环境的友好，同时，实现资源循环利用和废物的零排放。目前，废旧橡胶绿色再生技术大体上可以分为物理绿色再生、化学绿色再生和生物绿色再生等三大类。

1 .1物理绿色再生技术

物理绿色再生就是利用外加能量，如力、热—力、冷—力、微波、超声波、射线能等，使交联橡胶的三维网络破碎，形成具有流动性的再生胶[4]。微波再生、超声波再生和电子束再生是研究开发的热点,。其特点:一是高能耗;二是脱硫过程中无需添加任何助剂，无三废排放;三是脱硫过程具有可控性，但对工艺装备要求较高;四是对废橡胶再生对象类别有特殊要求。如电子束辐射再生是利用了丁基橡胶所特有的辐射化学性质，形成了丁基橡胶电子束辐射再生的工艺[4]。扬州大学化学化工学院开发废弃橡胶绿色复合化制备磁性及吸波弹性体材料的关键技术[5]，巧妙地利用了作为功能体的磁性铁氧体颗粒或改性的铁氧体颗粒自身吸收微波的特性，在微波辅助条件下同时实现胶粉脱硫活化与磁性铁氧体颗粒表面原位修饰，解决了胶粉二次成型硫化与有机-无机复合的界面相容性问题，在无或极少助剂补充条件下，实现胶粉绿色复合化，成功地制备了功能型弹性体复合材料.受技术和经济性限制，废橡胶物理绿色再生技术尚未进入产业化应用序列，其中微波脱硫再生法和超声波脱硫再生法,具有进一步创新开发的潜力，其技术关键是开发出智能化、实用化的微波脱硫装置及相关工艺。

1 .

2 化学绿色再生技术

化学绿色再生就是在常温常压和溶剂条件下，化学助剂与废橡胶中的硫—硫键(S—S)作用,使硫键断裂,生成具有流动性的再生胶，无三废排放。

1 .2.1 RV绿色脱硫再生法

RV绿色脱硫再生法[6]就是在常温常压下，通过机械剪切应力作用，使RV橡胶再生剂(也称断硫剂)均匀包裹在废胶粉颗粒表面，经过浸润作用发生取代反应，使橡胶分子间交联键断裂而无损于橡胶大分子，恢复橡胶的塑性。其特点:

一是再生过程在常温常压下进行，不仅节能环保，而且大大降低了氧对橡胶的破坏作用，大幅度提高了再生胶性能，可以达到原胶料性能的60%~85%。

二是再生过程没有”脱硫“，其组成中仍然保持着硫化体系，可以直接进行硫化模制操作，不必加入硫化剂和促进剂，每吨可以节约500~700元的硫化剂和促进剂成本，资源节约明显。

三是工艺简单，操作方便，生产效率高。基本配比为胶粉:再生剂:软化剂=100:(2~4):(3~8)。再生剂已通过欧盟和德国检测，软化剂由市售松焦油、沥青、软化重油、硬脂酸等组成。生产方法为先加入胶粉和再生剂，然后添加软化剂，按一定比例在开炼机辊温40~70度条件下混炼10~15min。

四是经硫化模制成的再生胶制品或边角余料，可直接通过开炼机再一次还原成混炼胶，无需再添加再生剂，真正实现了资源的循环利用。

五是不同品种的RV橡胶再生剂分别适用于三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶和IR。RV绿色再生橡胶可以直接与好的胶料按比例进行掺用，适用于轮胎胎面翻新、汽车轮胎、车用胶带、减震校垫、橡胶轴套、胶管、0形圈、瓶塞等。

1 .2.

2 DY绿色脱硫再生法

DY绿色脱硫再生法[7]就是在常温常压下，通过机械搅拌所形成的机械剪切力作用，使DY再生剂均匀包裹在废胶粉颗粒表面，经过浸润作用发生脱硫反应，使橡胶分子间交联键断裂而无损于橡胶大分子，恢复橡胶的塑性。其特点:

一是再生过程在常温常压下进行，不仅节能环保，无三废排放，而且大大降低了氧对橡胶的破坏作用，大幅度提高了再生胶性能，可以达到原胶料性能的80%~95%。

二是工艺简单，操作方便，生产效率高。基本配比为胶粉:再生剂:混合软化油=100:(5~8):(7~9)。DY再生剂无毒，软化油由市售松焦油、妥尔油、硬脂酸等组成。生产方法为先加入胶粉和:混合软化油，然后添加再生剂，在搅拌机上搅拌0.5~1h，将活化胶粉在开炼机上混炼10~15min。

三是再生胶料已超越传统的再生胶定义。密度低，仅为1.18;无异味，偶联性能优良，易与配合物相容结合，显著提高制品拉伸强度和动态疲劳寿命性能。，可以直接与天然橡胶(包括丁苯胶、顺丁胶的并用胶)等好的胶料按比例进行掺用，适用于轮胎、三角带、输送带、减震胶垫、橡胶轴套、胶管、胶鞋底等。

四是在不改变三角带原配方和工艺构成情况下，以12%掺比添加量替代胶料所制成的三角带进行耐疲劳寿命测试，表现出15天不发热、不断裂，达到日本同类产品质量水平，成本却下降5%。而对照组第7天就发热断裂。

1 .2.3 De一linK绿色脱硫再生法

马来西亚Sekhar博士和俄罗斯科学家Kormer博士共同研究发明的一种适用于硫黄硫化橡胶再生的新技术。De一linK绿色脱硫再生法[8]就是在废橡胶胶粉中添加De一linK再生剂，经混合后，在低于50度以下的开炼机上共混7一10min，引发质子交换，与S—S键反应，而不破坏C—C键，使硫化网络断裂，从而达到废像胶再生的效果。其特点:

一是在常温常压下进行，不仅节能环保，而且大大降低了氧对橡胶的破坏作用，大幅度提高了再生胶性能，可以达到原胶料性能的60%以上。

二是再生过程仅是“断硫”，没有真正“脱硫”，其组成中仍然保持着硫化体系，可以直接进行硫化模制操作，不必加入硫化剂和促进剂，整个过程不产生新的三废:污染，资源节约明显。

三是工艺简单，操作方便，生产效率高。目前De一linK再生剂已在美国、欧洲、印度、马来西亚、中国和日本等国均申请了专利，并进行了商业化应用。

1 .2.4 天然产物绿色脱硫再生法

采用天然植物中提炼的天然产物取代传统的化学再生剂是比较符合绿色制造要求所提倡的研究方向。刘华安[9]等从大蒜、桔子皮等植物中提取有效成份所制成的天然产物再生剂，使硫化胶的交联键断裂，同时限制氧化作用对橡胶高分子主链的损害。还有人直接将柠檬:汁作为天然产物再生剂使用，其再生效果优于De一linK再生剂[4]。