废硅橡胶的回收再利用

废硅橡胶的回收再利用
随着硅橡胶（包括混炼胶及液体硅橡胶）生产消费量的增长，硫化成型加工中产生的硅橡胶废品及边角料以及应用中形成的废硅橡胶，正迅速增加，到处堆放，不仅占用大量厂房，恶化了环境，并使生产成本上扬。

因此合理回收利用废旧硅橡胶，对降低生产成本，充分利用资源以及确保硅橡胶生产、应用的快速发展都有着重要意义。

在废旧硅橡胶中，硅氧烷生胶业已交联，但交联密度不大，因而通过适度的解聚（俗称裂解）反应可将其转化成能再次配合加工硫化应用的胶料；也可将其裂解成环状硅氧烷中间体（Me2SiO)n(n=3至10）；乃至硅烷单体，将它们重新用于制备生胶；此外还可将其直接破碎成硅橡胶微粉，用作橡胶及塑料的改性填料，达到降低产品成本、动力消耗及改进某些性能的目的。

由于聚硅氧烷主链带有极性，Si——O键的键能较高，因此硫化硅橡胶的热稳定性相当好，特别是无催化剂存在时，需在较高温度（>300℃）下，才能将其解聚。

而且硅橡胶摩尔质量愈高，热稳定性愈好。

但在酸、碱等催化剂及某些溶剂作用下，硫化硅橡胶却可在较低温度下解聚成低聚硅氧烷，此法并已成为当前废硅橡胶回收利用的主要途径之一。

（一）碱催化裂解
碱（如MOH、M为Li、Na、K、Rb、Cs、Me4N/Bu4P等）是环硅氧烷开环聚合制高聚合度硅氧烷的常用催化剂。

当碱浓度大大超过作为催化剂使用的用量时，它将转而成为解聚催化剂，可将高聚合度的硅氧烷乃至低交联度硅氧烷裂解成环硅氧烷。

类似的应用在环二有机基硅氧烷生产中早已获得推广。

列如，在Me2SiCl2水解反应生产的产物（水解物）中环状硅氧烷及线型硅氧烷约各占一半。

为使线型硅氧烷，并除去环状硅氧烷中的有害杂质，可加入按硅氧烷质量之2%-4%的KOH，在150℃左右裂解重排，线型硅氧烷即可转化成环状硅氧烷，获得收率高于98%的（Me2SiO)n （n=3至10）。

依同理（MeViSiO）n，（MePhSiO）n，[Me(CF3CH2CH2)SiO]3，亦可通过此法制得。

（二）酸催化裂解
某些无水酸包括HCl、H2SO4、PhCOOH、AcCl等以及水解后能分解出HCl的共价卤化物（如TiCl4、SiCl4等），甚至在室温下即可使高聚合度的聚二甲基硅氧烷解聚成浆状物。

使用硫酸催化解聚法处理废旧硅橡胶，反应条件较碱法温和，发生燃烧、爆炸的可能性较小，生产比较安全。

但废酸处理，设备腐蚀以及裂解产物收率与精制，是此法能否广泛应用的关键。

此外，前期反应过剧及溢料问题也有待解决。

（三）碱金属氟化物催化热裂解
在少量催化剂作用下，可有效降低硅橡胶的热裂解温度，列如，当用碱金属氟化物或碱金属，碱土金属氢氧化物或硅醇盐做解聚催化剂时，不仅可降低硅橡胶热裂解成（Me2SiO）n的反应温度，而且还可提高（Me2SiO）n的纯度。

（四）使用水蒸气裂解
硫化硅橡胶可以经受低压水蒸气（<130℃)的考验。

但在高压水蒸气下，Si—O—S键可被打断，解聚成低聚物，特别是在少量碱金属氢氧化物或氟化物作用下，解聚更容易进行。

列如，在150℃至200℃及通入惰性气体条件下，加入0.2%至2.0%（质量分数）的碱金属氢氧化物或氟化物，即可使聚有机硅()氧烷顺利进行解聚。