Переработка отходов производств материалов и изделий на
Наиболее ценными компонентами отходов промышленности резиновых технических изделий являются каучуки и ткани. Содержание каучука в отдельных видах отходов достигает 50% и более. Основную массу отходов производства резиновых технических изделий (наименее ценную их часть) вывозят на свалки или сжигают. Примерно 20-30% текущего выхода отходов используют в основном на самих предприятиях — для изготовления изделий широкого потребления (резиновых ковров и трубок различного назначения, шифера, рукавиц, фартуков и др.) и резиновой крошки.
Полностью изношенные автопокрышки, потерявшие в процессе их эксплуатации 15-20% своей начальной массы, заключают в себе около 75% израсходованных на их производство каучука и других ценных ингредиентов, которые могут быть с выгодой возвращены народному хозяйству.
Утратившие свою потребительскую ценность изделия из резины обрабатывают с получением пластичного продукта — регенерата, пригодного для использования в сырьевых резиновых смесях производств резиновых технических изделий. При регенерации автомобильной покрышки среднего размера может быть возвращено около 10 кг каучукового вещества. В настоящее время объем переработки изношенных покрышек составляет около 50% от возможного их сбора в народном хозяйстве.
|
|
Перед регенерацией резиновые отходы должны пройти определенную подготовку, заключающуюся в измельчении резины в крошку, отделении от нее текстильной ткани и смешении крошки с добавками — мягчителями и активаторами процесса девулканизации, способствующими переходу резины в пластичное состояние.
В качестве мягчителей при девулканизации используют органические продукты (сосновые, газогенераторные и сланцевые смолы, канифоль, технические масла и др.) с температурой кипения выше 300 °С, значительно превышающей температуру процесса девулканизации. Роль мягчителей заключается в том, что их молекулы проникают между молекулами каучука в резине, вызывая ее набухание в результате увеличения межмолекулярных расстояний и ослабления межмолекулярных сил притяжения, что сокращает вероятность процессов структурирования каучука. Мягчители, кроме того, образуют один из компонентов регенерата, увеличивая его пластичность. Их доза составляет 10-30% (в отдельных случаях до 50%) от массы резины.
Как активаторы (агенты окислительной деструкции) процесса девулканизации используют дисульфид пентахлортиофенола, дисульфид трихлортиофенола, их цинковые соли и другие химические пластификаторы. Применение этих соединений позволяет значительно (на 40-50%) сократить время девулканизации и понизить ее температуру. Добавляют их 0,15—3,0% в зависимости от состава резины.
|
|
Основным процессом регенератного производства является процесс девулканизации, который сводится к нагреванию измельченной резины с добавками в течение определенного времени при повышенной температуре (160-190 °С). При этом происходит деструкция вулканизированного каучука: его пространственная структура частично разрушается, причем разрывы ее происходят как по местам присоединения атомов серы, так и в самих молекулярных цепях. В результате девулканизации сокращается число поперечных и основных связей каучука, следствием чего является возникновение растворимой фракции, средняя молекулярная масса которой составляет 6000-12000. Установлено, что каучуковое вещество в регенерате существует в виде массы набухшего в мягчителе геля — нерастворимой части и распределенных в ней частиц золя — растворимой части. Таким образом, набухание резины в мягчителе способствует ее девулканизации.
Продукт, получаемый в результате девулканизации — девул-канизат имеет в своей структуре большое число ненасыщенных двойных связей, что объясняет способность к вулканизации приготовленного на его основе регенерата.
Известно большое число методов получения регенерата. В настоящее время в промышленной практике регенерат получают паровым (15%), водонейтральным и термомеханическим (45%) методами.
Резиновые изделия сначала проходят подготовительные операции: сортировке, освобождают от металла, измельчают на шипорезах на полукольца шириной 10-40 мм, которые дробят в резиновую крошку последовательной переработкой на дробильных и размольных вальцах, агрегированных с виброситами. Получаемая резиновая крошка (частицы размером 1-2 мм) с содержанием текстильных волокон от 2 до 10% является полупродуктом для производства регенерата.
Себестоимость производимого регенерата в 4-6 раз ниже себестоимости синтетических каучуков общего назначения. Его использование для частичной или полной замены каучука при производстве многих резиновых технических изделий экономически выгодно.