再生胶的研究现状及其发展趋势

李雅迪，宋婉君，丁 月，刘 运，星 晶，李新宽，赵 浩，徐 灿，朱 灿，李明峰，张振康，陈德宝，杨 童，彭祥林，徐彦红

(徐州工业职业技术学院 材料工程学院，江苏省橡胶循环利用研发中心，江苏 徐州 221140)



再生胶的研究现状及其发展趋势

李雅迪，宋婉君，丁 月，刘 运，星 晶，李新宽，赵 浩，徐 灿，朱 灿，李明峰，张振康，陈德宝，杨 童，彭祥林，徐彦红

(徐州工业职业技术学院 材料工程学院，江苏省橡胶循环利用研发中心，江苏 徐州 221140)

分析了废旧橡胶的回收利用现状和废旧橡胶的再生工艺，以再生胶的发展趋势为主线，探讨了再生胶行业和工艺技术的发展趋势，对再生胶的研究现状和再生胶的发展趋势进行了综合研究。

再生胶；废橡胶；再生工艺

1 引言

我国是世界上消耗橡胶的第一大国，每年橡胶消耗量的45%左右需要进口[1]。橡胶是世界上仅次于塑料的应用最广泛的高分子材料。随着橡胶材料应用的增加，每年大概会产生1000万t的废旧橡胶[2]。由于废胶很难降解，造成“黑色污染”，因此很多国家禁止堆放[3]。对废旧橡胶的回收利用，不仅可以改善人类生存环境，还能缓解资源短缺困境、改善橡胶产品加工性能、降低橡胶制品产成本。目前废旧橡胶的利用方法主要有：轮胎翻新、热解炼油、生产胶粉和再生胶等[4～6]。本文主要介绍再生胶的现状和发展趋势。

2 再生胶的研究现状

2.1 再生胶的再生方法及其现状

再生胶即废旧橡胶经处理，使其具有塑性和粘性，能够再进行硫化的橡胶[7]。其实质使硫化胶网络破坏降解[8]。再生胶概念最早出现于1846年，1858年出现了最早的油法，后来相继出现了酸法、碱法、中性法、过热蒸汽法、快速脱硫法、水油法、密炼机法、低温相位脱硫法、常温塑化法和压出法等等。但很多传统的脱硫方法由于其生产效率低和污染环境严重等原因而被淘汰[9]。近年来涌现出一些新的再生脱硫方法，但由于技术、工艺、设备等原因，大部分技术仅在试验室进行，尚未进行中试和工业化生产[10]。

橡胶再生方法可归纳为物理再生、化学再生、微生物再生3种方法[11]。

2.1.1 化学再生方法

化学再生法是在一定温度下，通过化学助剂与S-S键、C-S键反应，破坏硫化胶三维网络结构达到再生目的。常用的方法有油法、水油法和高温高压动态脱硫法等。化学脱硫助剂得选择是化学再生方法的关键，同时借助水蒸汽、油等介质，通过边反应边渗透的原理，实现了交联键的解离。这种方法脱硫效果好，成本低，但污染较大[12]。

2.1.2 物理再生法

(1)微波脱硫法[13]是一种非化学、非机械的一步再生法。它是利用微波能量使硫化胶的C-S和S-S键断裂，达到再生的目的。Goodyear公司于1987年首次建立了微波脱硫生产再生胶的工业化装置。后来我国一些学者也相继研究了微波脱硫的应用领域和脱硫机理[14～16]。此法的优点：无添加剂、环保无污染、加热快、胶料受热均匀、易控、可快速检测门尼粘度、即时调整脱硫工艺，生产设备费用少、自动化程度高、节能、效率高、物理性能高等优点。

(2)超声波脱硫法最早是由Pelofsky提出来，利用超声波作用可将超声波的能量集中于分子键的局部位置，能破坏废胶中能量较低的S-C和S-S键，从而破坏橡胶三维网络结构，保留大分子链，从而达到再生目的。此法具有高效、环保、产品质量高等优点[17]。

(3)电子束辐射脱硫再生[18]。利用橡胶对射线敏感特征，借助电子加速器产生的高能电子束产生断键/解聚效应，使之获得再生的工艺过程。其再生过程中无废料产生，不会对环境带来污染。但此法只适用于丁基橡胶等少数胶种。

(4)固相剪切法脱硫[19,20]。利用压力场和剪切力场的共同作用，使聚合物材料在其熔点或玻璃化转变温度以下发生弹性变形而粉碎，其机理目前尚不明确。

2.1.3 微生物脱硫

微生物脱硫是在噬硫细菌的作用下，橡胶表面的硫键断裂再生过程。早在1991年，有研究者发明了此法，Fliermans等[22]利用微生物对废胶粉进行脱硫，得到表面再生胶粒。国内王雅琴等[23,24]用此法得到性能良好的再生胶[21]。

2.2 再生胶企业存在问题和困难

目前，国内已形成江苏、浙江、福建、山东、四川等十大区域为主的废橡胶综合利用格局，但产业结构和技术水平存在较大的区域差异。如大多企业规模小、制度不健全、设备落后、综合实力弱、科技创新能力不足，转型发展困难；质量标准不完善、技术含量低，附加值低，导致产品质量参差不齐，对市场开拓和行业的有序发展造成不良影响等。再生中化学反应过程造成的环境污染治理成本高、利润低、劳动强度大、能耗大，再生胶性能不够理想等缺点，对我国再生胶产品进入国际市场造成了阻碍[25]。另外，再生胶生产过程中对环境造成的二次污染等问题，与人类对环境质量越来越高的要求形成矛盾；再生胶行业“小、散、弱”，导致大多数企业产品研发、创新能力不足，价格乱战，企业无核心竞争力，严重影响行业发展壮大，无法满足国家经济发展和环境保护的需要[26]。

3 再生胶的发展趋势

再生胶和天然橡胶、合成橡胶作为“三胶”已成为橡胶工业主体材料，并可以部分或全部替代天然橡胶和合成橡胶用于诸多橡胶制品中，再生胶将向绿色、环保、资源化方向发展。近年来，我国再生胶行业发展迅速，在橡胶循环利用占据主导地位，目前成为世界再生胶产量最大的国家。对于治理废旧橡胶造成的“黑色污染”，改善人类生存环境和缓解我国橡胶资源严重短缺的局面起到了积极的作用，具有重要战略意义。但目前仍存在一些问题，因此，必须根据世界经济发展规律，加大我国再生胶行业发展方向和出路的调整力度，努力实现清洁生产和产品的升级换代[27]。我国陆续出台一系列相关政策大力支持和鼓励再生胶的生产，《中华人民共和国循环经济促进法》、《轮胎产业政策》、《废物资源化科技工程“十二五”专项规划》、《关于加快发展节能环保产业的意见》和财政部与国家税务总局实施的《资源综合利用产品及劳务增值税优惠政策目录》，及“十三五”期间在《中国橡胶工业强国发展战略研究》指导下，制定的一系列《E系轮胎再生橡胶》、《E系丁基再生橡胶》、《E系三元乙丙再生橡胶》、《E系丁腈再生橡胶》行业自律标准，要求使用符合欧盟REACH 法规和RoHS 指令规定的环保原材料等等[28]。这些都为废橡胶综合利用产业的可持续发展带来动力和方向。企业以后要重塑健康的企业形象，注重深加工和环保方面的投入，防患于未然，才能使再生胶行业朝着良性循环和可持续发展的方向前进[10]。

我国再生胶工业将来的发展不仅承担环保、资源责任，更是一条确保中国橡胶工业健康、科学发展的必然之路[28]。废橡胶综合利用行业要实施产学研结合，做优做强，稳定增长；加强国际合作交流、人才培育；提高质量、品种多样化和精细化，争创品牌；集团化，规模化；自动化生产；现代化、信息化和网络化管理；完善信息统计、分析、发布及评价等体系建设；完善法规，依法利用；达标排放、无污染；从源头减少废橡胶的产生；鼓励废橡胶再生资源的热能利用等战略措施，深化综合利用，走中国再生胶工业发展之路。

4 结语

本文针对社会关注的“黑色污染”的废旧橡胶循环利用问题进行了概述，尤其是对再生胶的研究现状及其发展趋势进行综述。再生胶已成为我国解决废旧橡胶黑色污染的有效方式和行业的重点发展对象；再生胶的市场广阔，产品多样，一些新型的再生工艺也正在兴起；和许多行业相对发达国家相比，虽然中国再生胶行业起步较晚，较为落后，但是我国不断出台相关支持政策，引进先进科技和设备，同时坚持自主创新、自主研发道路，涌现出大量优秀专家和企业，极大地促进了再生胶行业的发展。随着企业和科技人员的不断创新，中国的再生胶行业正在向绿色、环保、节能方向蓬勃发展。

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Research on the Current Status and Possible Tendency of Reclaimed Rubbers

Li Yadi, Song Wanjun, Ding Yue, Liu Yun,Xing Jing,Li Xinkuan, Zjao Hao, Xu Can,Zhu Can, Li Mingfeng, Zhang Zhenkang, Chen Debao, Yang Tong, Peng Xianglin, Xu Yanhong

(DepartmentofMaterialsEngineering，XuzhouCollegeofIndustryTechnology;JiangsuRubberRecyclingEngineeringR&DCenter,Xuzhou,Jiangsu221140)

Firstly, the recycling status and the regeneration technology of waste rubbers were introduced. And then, the tendency of industry and techniques of reclaimed rubbers were summarized based on the main line of reclaimed rubbers tendency. The current status and developing trend of reclaimed rubbers were given an overview in this paper.

reclaimed rubber;waste rubber;regeneration technique

2016-07-28

徐州市科技局社会发展项目基金(编号：KC15SH003)；徐州工业职业技术学院博士重点项目基金(编号：1115088801040140)

李雅迪(1995—)，女，徐州工业职业技术学院材料工程学院学生。

徐彦红(1971—)，女，博士，主要从事纳米科技，复合功能材料，橡胶循环利用的研究。

O69

A

1674-9944(2016)18-0130-03