Способ девулканизации резиновой крошки на валковом оборудовании | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Николюкин М. М., Кондрашков А. С., Соколов М. В., Клинков А. С., Болдырев Д. В. Способ девулканизации резиновой крошки на валковом оборудовании // Молодой ученый. — 2011. — №12. Т.1. — С. 34-36. — URL https://moluch.ru/archive/35/4021/ (дата обращения: 12.12.2018).

В настоящее время в нашей стране количество полимерных отходов составляет более одного миллиона тонн в год, а процент их использования до сих пор мал. Учитывая специфические свойства полимерных мате­риалов - они не подвергаются гниению, коррозии, проблема их утилизации носит, прежде всего, эколо­гический характер. Общий объем захоронения твёрдых бытовых отходов только в Москве составляет около 4 млн. т в год. От общего уровня отходов перерабатывается только 5.7 % от их массы [1].

По оценке специалистов компании «Профессиональные Комплексные Решения» (ПКР), объем российского рынка шин за 2010 год составил 35,2668 млн. штук, что на 27% больше, чем в 2009 г.

В развитых странах процент утилизации использованных покрышек приближается к 100%, а в Финляндии - 101%. Это значит, что в стране утилизируют не только все пришедшие в негодность покрышки, но уже приступили к переработке накопившихся запасов. В Европе осознали потребность в использованных покрышках: та же Финляндия планирует импортировать 30 тыс. тонн использованных покрышек из Германии для дальнейшей переработки, так как потребность в данном материале страны превышает образуемое количество на 40-45 тыс. тонн [2].

Известно, что изношенные шины могут быть источником дешёвого полимерного сырья при получении из них регенерата. Регенератом называют продукт переработки резиновых отходов, характеризующийся способностью смешиваться с каучуком и ингредиентами и подвергаться повторной вулканизации. По структуре, составу и свойствам регенерат подобен резиновым смесям, используемым для изготовления новых изделий. При регенерации происходит термическая деструкция связей серы, в результате чего их содержание в регенерате уменьшается. Многие вновь образовавшиеся связи в регенерате являются углерод-углеродными. Ускорители регенерации резин обеспечивают снижение длительности или температуры процесса, уменьшение расхода мягчителя, улучшение технических качеств регенерата и резин с его добавками. Технологические свойства резиновых смесей, содержащих регенерат, улучшаются. Поэтому при делении регенерата на технические марки учитываются оба этих фактора [3].

Основной процесс производства регенерата – девулканизация. Девулканизация – это процесс, в котором отходы вулканизованной резины преобразуются благодаря механической, тепловой и (или) химической энергии до состояния, в котором они могут смешиваться, перерабатываться и вулканизоваться снова [4].

В настоящее время широко распространён непрерывный термомеханический метод регенерации резины. Он включает в себя несколько основных стадий, таких как подготовка резиновой крошки(дробление шин например), смешивание крошки с химическими компонентами, непосредственная переработка на оборудовании.

Известно, что чем меньше размеры частиц крошки, тем более быстро и равномерно происходит набухание резины в мягчителях и нагрев её до заданной температуры. Это приводит к получению более рав­номерно деструктированного материала, уменьшению содержания в девулканизате недостаточно девулканизованных частиц резины ("крупы") и, как следствие этого, - получению более однород­ного по качеству регенерата, снижению количества отходов рафинирования и повышению произ­водительности рафинировочного оборудования. Однако по мере уменьшения размеров частиц ре­зиновой крошки возрастают затраты на её производство. В связи с этим при существующих в настоящее время способах получения резиновой крошки применение для получения регенерата шинной резиновой крошки с размерами частиц 0,5 мм и ме­нее, как правило, экономически нецелесообразно [1]. В нашем способе использовалась резиновая крошка размером до 2 мм.

При получении регенерата на валковом оборудовании резиновую крошку предварительно смешивают с химическими активаторами, мягчителями, такими например, как стеариновая кислота.

Температура валков в наших экспериментах варьировалась от 30 до 55 oC. Технологические режимы получения регенерата и химические реагенты выбираются таким образом, чтобы обеспечить девулканизацию резины, то есть максимально разрушить поперечные, чаще всего c-s и s-s связи, при этом максимально сохраняя от термодеструкции молекулу каучука. Это позволяет получить высокомолекулярную резиновую смесь, обладающую пластичностью, а после повторной вулканизации - резину с высоким уровнем механических свойств [5].

На рисунке 1 представлена схема лабораторной установки, на которой проводились экспериментальные исследования.

Рис.1. Экспериментальная установка для исследования процесса девулканизации резиновой крошки. 1 – плиты; 2 – станина; 3 – стяжки; 4 и 5 – подшипники валков; нажимный винт; 7 – резьбовая втулка винта; 8 – траверса; 9 и 10 – валки; 11 – противень; 12 – ограничительная стрелка.

Эксперимент проводился следующим образом. Подготовленная шинная крошка смешивалась первоначально со стеариновой кислотой, затем эта смесь подавалась на уже нагретые вальцы. В течение некоторого времени обработки на вальцах в смеси под действием давления и температуры происходила девулканизация. В результате обработки смесь превращалась в лист, который возможно в дальнейшем использовать для последующей переработки, например для загрузки в экструдер с целью получения длинномерных профильных изделий. Предварительные эксперименты включали в себя несколько этапов обработки резиновой смеси со стеариновой кислотой: обработка на z-образном смесителе при температуре более 150 °С, далее на вальцах, а после в червячной машине. Эксперименты показали, что наибольшая степень девулканизации при этом достигается на валковом оборудовании, и из вышеописанных этапов возможно исключить наиболее энергоёмкий – обработку на z-образном смесителе.

Степень девулканизации переработанной смеси определялась методом ацетоно-хлороформенной экстракции. Результаты её измерения представлены в таблице 1.

Таблица 1

Зависимость степени девулканизации от потребляемой мощности оборудования

Оборудование

Потр. мощность, Вт

Степень девулканизации, %

Z-обр. смеситель

3750

2,31

Z-обр. смеситель+вальцы

9250

20,368

Z-обр. смеситель +вальцы+экструдер

11799,5

25,14

В дальнейших исследованиях планируется получить более высокую степень девулканизации с целью получения из регенерата резинотехнических изделий.

Процесс регенерации, описанный выше, отличается от подобных тем, что при его использовании применяется минимум химических компонентов, при этом затрачивается достаточно мало энергии и аппаратурное оформление не занимает больших площадей. Все вышеописанные качества положительно влияют как на экологическую составляющую процесса, так и экономическую.

Интенсификация технологических процессов, заключающаяся в повышении скорости и со­кращении их продолжительности, уменьшении удельных энергетических и трудовых затрат, необходимых для их осуществления, в увеличении калибров и улучшении конфекционных свойств резиновых заготовок и технологических свойств резиновых смесей на участке вулканизации, а также улучшение некоторых качественных показателей готовых изделий - тот технический эффект, ко­торый в той или иной степени может сопровождать применение регенерата в резиновой промыш­ленности и служить дополнительным источником экономической эффективности [1].


Литература:

  1. Клинков А.С. Утилизация и вторичная переработка полимерных материалов / Клинков А.С., Беляев П.С., Соколов М.В. - Тамбов: изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. - 80 с.

  2. РБК. Исследования рынков [Электронный ресурс] / Мировой объем шинного рынка – Режим доступа: http://marketing.rbc.ru/news_research/23/09/2011/562949981557212.shtml, свободный. – Загл. с экрана.

  3. Шеин В. С., Основные процессы резинового производства: Учеб. пособие для вузов/ В. С. Шеин, Ю. Ф. Шутилин, А. П. Гриб. – Л.: Химия, 1988. – 160 с., ил.

  4. Садан К.Д. Справочник технолога по изготовлению РТИ/ Садан К. Д., Джим Р. Уайт. – Рапра Текнолоджи Лимитед: Шобери, Шрусбери, Шропшир, Великобритания, 2001. - 576 с.

  5. Пат. 2130952 РФ, МКИ C08J11/10, C08L17/00. Способ получения шинного регенерата / Гавриленко Г.Я.; Зубков В.М.; Штейнберг Ю.М. - № 2130952; заявлено 19.02.1997; опубл. 27.05.1999.

Основные термины (генерируются автоматически): резиновая крошка, стеариновая кислота, регенерат, z-образном смеситель, валковое оборудование, повторная вулканизация, получение регенерата, Финляндия, цель получения, свойство.


Похожие статьи

Влияние условий обработки резиновой крошки на степень её...

При получении регенерата из резин на основе одного типа каучука может применяться резиновая крошка более грубого помола, например, 5 мм — при получении регенерата из ездовых камер на основе бутилкаучука.

Методы девулканизации РТИ | Статья в журнале «Молодой ученый»

Переработка изношенных покрышек производится на линии по измельчению шин в целях получения резиновой крошки и для ее дальнейшей переработки на машине регенерации с последующим получением регенерата.Регенерат представляет собой пластичный материал...

Направления использования девулканизата | Статья в журнале...

Установлено, что каучуковое вещество в регенерате существует в виде массы набухшего в

2. Шашков И. В. Валковое оборудование и технология процесса непрерывной переработки

— Казань, 2004. — С. 111. 4. Технология получения полимерпесчаной черепицы из отходов...

Исследование влияния технологических добавок на...

ПЖК этих типов применяют при полимеризации каучуков, вулканизации резиновых смесей

Резины без стеариновой кислоты и твердых мягчителей, содержащие Диспактол М

Эфиры алифатических карбоновых кислот широко применяются для получения резин с повышенной...

Влияние условий обработки шинных резиновых смесей на...

Регенерация резины — физико-химический процесс. Существуют различные способы получения регенерата

Изменение молекулярной массы модельных шинных резиновых смесей при различных режимах предварительной обработки на смесителе Брабендер.

Использование резиновой крошки для улучшения качественных...

Утилизация шин осуществляется путем их переработки в резиновую крошку с целью использования ее для получения регенерата и в качестве модификатора для улучшения эксплуатационных характеристик дорожного полотна [4–13].

Химико-технологические аспекты процесса регенерации...

Серная кислота используется в значительно меньшем количестве, чем при известных способах сернокислого обессоливания, но

Вначале производится отгон топливных фракций и наиболее легких масляных фракций с получением на выходе печного или газотурбинного топлива.

Разработка способа восстановления активированного угля из...

Термическая регенерация приближена к технологии получения активных углей [3]

Степень восстановления сорбционных свойств активированных углей зависит от температурного режима регенерации: чем выше температура, тем выше степень регенерации сорбционных свойств.

Очистка и восстановление отработанных масел | Статья в журнале...

Отработанные масла собирают и подвергают регенерации с целью сохранения ценного сырья, что

Селективная очистка может проводиться в аппаратах типа «смеситель-отстойник» в

Это связано как с широкими возможностями получения высококачественных масел...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Влияние условий обработки резиновой крошки на степень её...

При получении регенерата из резин на основе одного типа каучука может применяться резиновая крошка более грубого помола, например, 5 мм — при получении регенерата из ездовых камер на основе бутилкаучука.

Методы девулканизации РТИ | Статья в журнале «Молодой ученый»

Переработка изношенных покрышек производится на линии по измельчению шин в целях получения резиновой крошки и для ее дальнейшей переработки на машине регенерации с последующим получением регенерата.Регенерат представляет собой пластичный материал...

Направления использования девулканизата | Статья в журнале...

Установлено, что каучуковое вещество в регенерате существует в виде массы набухшего в

2. Шашков И. В. Валковое оборудование и технология процесса непрерывной переработки

— Казань, 2004. — С. 111. 4. Технология получения полимерпесчаной черепицы из отходов...

Исследование влияния технологических добавок на...

ПЖК этих типов применяют при полимеризации каучуков, вулканизации резиновых смесей

Резины без стеариновой кислоты и твердых мягчителей, содержащие Диспактол М

Эфиры алифатических карбоновых кислот широко применяются для получения резин с повышенной...

Влияние условий обработки шинных резиновых смесей на...

Регенерация резины — физико-химический процесс. Существуют различные способы получения регенерата

Изменение молекулярной массы модельных шинных резиновых смесей при различных режимах предварительной обработки на смесителе Брабендер.

Использование резиновой крошки для улучшения качественных...

Утилизация шин осуществляется путем их переработки в резиновую крошку с целью использования ее для получения регенерата и в качестве модификатора для улучшения эксплуатационных характеристик дорожного полотна [4–13].

Химико-технологические аспекты процесса регенерации...

Серная кислота используется в значительно меньшем количестве, чем при известных способах сернокислого обессоливания, но

Вначале производится отгон топливных фракций и наиболее легких масляных фракций с получением на выходе печного или газотурбинного топлива.

Разработка способа восстановления активированного угля из...

Термическая регенерация приближена к технологии получения активных углей [3]

Степень восстановления сорбционных свойств активированных углей зависит от температурного режима регенерации: чем выше температура, тем выше степень регенерации сорбционных свойств.

Очистка и восстановление отработанных масел | Статья в журнале...

Отработанные масла собирают и подвергают регенерации с целью сохранения ценного сырья, что

Селективная очистка может проводиться в аппаратах типа «смеситель-отстойник» в

Это связано как с широкими возможностями получения высококачественных масел...

Задать вопрос