废旧轮胎脱硫橡胶新材料的运用

王金帅 孙成林 王刚

【摘要】当前，随着人类社会的快速发展，人类的生产生活活动不断消耗各种资源，不仅对自然环境造成了极大的破坏，同时也使得全球资源日益减少。因此，目前世界范围内都开始研究废旧材料的回收利用，而废旧轮胎随着汽车保有量的不断增长，其数量也在不断增加。针对这种情况研究废旧轮胎脱硫橡胶新材料的运用具有现实意义，不仅可以避免废旧轮胎大量堆积影响环境，同时也能提升橡胶资源的使用效率，减少资源浪费。文章简要分析当前我国废旧轮胎的现状，阐述废旧轮胎脱硫橡胶新材料运用的基本情况，具体介绍几种废旧轮胎脱硫方法，并预测废旧轮胎脱硫橡胶新材料的发展趋势。

【关键词】废旧轮胎;脱硫橡胶;新材料;再生

引言

长期以来，关于废旧轮胎的处理移植是橡胶再生利用以及环境保护所面对的难题，经过不断的研究和发展，目前基本形成四种废旧轮胎再利用的方式，其一是翻新利用;其二是焚烧掩埋、裂解;其三是制作胶粉;其四是再生胶。这几种方式目前是世界范围内广泛使用的几种废旧轮胎处理方式，由于我国长期以来对于橡胶资源的消耗量较大，而我国这方面的资源相对匮乏，因此，废旧轮胎再生胶在我国应用比较广泛，一定程度上弥补了我国橡胶资源的不足。

1当前我国废旧轮胎的现状

当前，随着我国经济的发展，人们的物质生活水平不断提升，这导致我国的汽车保有量逐年上升，轮胎作为汽车最为重要的配套产品其需求量也不断增加，这就导致废旧轮胎的数量不断上升。目前我国每年大致废弃轮胎约3.5亿条，质量接近1500t，并且这个数量还在以每年约6%的速度增长。废旧轮胎的大量堆积不仅会对周围环境造成严重污染，同时也是极大的安全隐患，极易发生火灾，威胁公共安全。此外，我国是一个橡胶消费大国，但是我国的橡胶资源严重匮乏，超过80%的橡胶资源需要进口，这在一定程度上限制了我国橡胶工业的发展。鉴于这种情况，我国在《废橡胶综合利用行业“十三五”发展规划指导纲要》以及《轮胎产业政策》明确指出要将再生橡胶作为橡胶产业的原材料之一，以弥补我国橡胶资源不足，促进橡胶产业的发展。因此，研究高效处理利用废旧轮胎技术，运用废旧轮胎脱硫橡胶材料具有极大的现实意义。

2废旧轮胎脱硫橡胶新材料运用的基本情况

废旧轮胎脱硫橡胶新材料主要是以橡胶逆向化学脱硫工艺为基础对废旧轮胎进行处理，从而达到再利用的目的。具体的流程为，先将废旧轮胎碾碎成颗粒状，然后加水以及其他物质，在加温以及加压的条件下促使其开始反硬化，最后在利用机械进行挤压，将其恢复至初始状态。再生胶最初是一种会产生二次污染并且能耗较高的产品，但是鉴于我国橡胶资源匮乏的情况，长期以来一直是处理利用废旧轮胎的主要途径。但是经过长期的发展以及国家对于环境保护的要求不断提高，废旧轮胎脱硫橡胶产业也在逐步的进行技术改造和升级，脱硫的方法也在不断的优化，其生产过程中造成的二次污染问题得到了一定的环节。并且目前已经研究出了多种橡胶脱硫再生工艺，这对于推动废旧轮胎脱硫橡胶材料的发展和实际运用有极大的积极意义。

3当前几种废旧轮胎橡胶脱硫再生方法

3.1传统废旧轮胎橡胶脱硫再生方法

利用废旧轮胎生产再生胶的历史相对较长，传统的脱硫再生方法主要是水油法、油法以及高温高压动态脱硫法，目前国内主要采用的是高温高压动态脱硫法。这种方法兼具了油法和水油法的优势，自上世纪开始应用以来，一直是我国废旧轮胎橡胶脱硫的主要方法。但是这种方法存在一定的缺陷，其一是这种方法造成的污染比较严重，同时能耗较大，这主要是由于在脱硫过程中需要高温环境;其二是这种脱硫方法在橡胶脱硫的过程中会对橡胶的其他性能造成一定的影响，因此，再生胶与天然橡胶存在较大的差异。目前这种方法已经逐步开始淘汰，这与我国当前注重环保、节能降耗的理念不符。

3.2废旧轮胎橡胶化学脱硫方法

化学脱硫的方法最初诞生于上世纪七十年代，日本以及瑞典最先开始使用这种方法，但是这种方法最初毒性较大，并且脱硫不均匀。后来经过我国进一步的研究，采用环烷酸金属盐、无机强酸金属盐作为助剂，有效解决了这种方法的缺陷。这种方法在40℃～110℃的条件下就可以使橡胶的分子断裂，从而达到再生的目的。目前，关于化学脱硫的方法主要有De-Link橡胶再生法、RPM再生法，前者在实际生产过程中已经开始广泛应用，其所产生的脱硫橡胶拉伸强度可以达到原胶的75%以上;而后者目前尚未开始广泛的应用，但是其具备极大的应用价值，只是尚需要进一步的研究，这种方法在脱硫过程中温度基本接近室温，且其利用的再生剂是植物再生剂，没有毒性，也不会产生严重的污染，使用价值较高。

3.3废旧轮胎橡胶超声波脱硫再生方法

這种方法主要利用超声波将能量集中在分子键的局部位置，这种能量可以破坏硫化胶当中键能较低的C-S键以及S-S键，有选择性的破坏硫化胶三维网的结构，但是不会使C-C大分子键发生断裂，从而达到再生利用的目的。这种橡胶脱硫方法不仅生产过程中环保、高效，并且耗能较低，其生产的再生胶性能更加接近原胶，利用价值极高。目前这种方法已经基本成熟，在不久的将来即可应用到工业生产当中。

4废旧轮胎脱硫橡胶新材料的发展趋势

4.1高值化

目前，我国再生胶的年产量大致在250t～300t，产量相对较小，并且废旧轮胎脱硫橡胶的各项性能较低，一般主要作为SR、NR的填料使用，尚未实现对废旧轮胎的最大化利用。如果废旧轮胎的脱硫工艺可以进一步发展，生产的再生胶可以达到原胶性能的80%以上，满足强力再生胶标准，就可以实现废旧轮胎脱硫橡胶的高值化利用，完全可以代替天然橡胶。

4.2低温环保

环保是当前社会发展的主旋律，而目前废旧轮胎脱硫橡胶在生产过程中主要采用的是高温高压动态脱硫法，不仅需要化学物质辅助，同时还需要在高温的条件下进行，一些挥发性的物质会对环境造成严重的影响，并且能耗过大。未来脱硫工艺必然是需要向高效、环保、低温以及高性能的方向发展，这样才能实现废旧轮胎的综合回收利用。

5结束语

综上所述，加强对于废旧轮胎橡胶脱硫工艺的研究以及对废旧轮胎脱硫橡胶新材料的运用可以有效缓解我国橡胶资源不足，以来进口的问题，同时也能实现对废旧轮胎的综合回收利用，提升资源使用效率，降低环境污染。

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