廢橡膠熱裂解的研究進展

1、徐州工米磨等板箱等陶畢業(yè)設計（論文）廢橡膠熱裂解的研究進展Thermalcrackingwasterrubberresearchprogress班級高分子082學生姓名劉同迎學號830203071指導教師張兆紅職稱高級工程師導師單位徐州工業(yè)職業(yè)技術學院論文提交日期2010-10-12徐州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）任務書課題名稱廢橡膠熱裂解的研究進展課題性質綜述類班級高分子大專082學生姓名劉同迎學號830203071指導教師張兆紅導師職稱高級工程師一、選題意義及背景：廢橡膠的回收利用受到越來越廣泛的關注，既解決了環(huán)境污染問題，又能使資源重復利用，目前廢舊輪胎綜合利用途徑主要包括翻新、再生

2、膠、膠粉、熱能利用和熱解等。本次研究就是通過查閱相關資料，對廢舊橡膠熱裂解的方法和應用作總體概述，加深學生對資源重復利用的理解，充分認識橡膠工業(yè)的發(fā)展狀況，使學生樹立創(chuàng)新意識，為學生將來從事有關橡膠工業(yè)技術工作打下更好的更高層次的基礎。二、畢業(yè)論文（設計）主要內容：1、廢橡膠熱裂解的意義2、廢橡膠熱裂解的工藝概況3、熱裂解產品的應用4、熱裂解炭黑在橡膠中的應用5、熱裂解的研究前景三、計劃進度：1、布置畢業(yè)設計任務1周2、查閱論文相關資料3周3、對資料分析、歸納1周4、撰寫論文、準備答辯1周四、畢業(yè)論文（設計）結束應提交的材料:1、畢業(yè)論文2、原始數據記錄本指導教師教研室主任年月日年月日論文真實

3、性承諾及指導教師聲明學生論文真實性承諾本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，內容真實可靠，不存在抄襲、造假等學術不端行為。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。如被發(fā)現(xiàn)論文中存在抄襲、造假等學術不端行為，本人愿承擔本聲明的法律責任和切后果。畢業(yè)生簽名：日期：指導教師關于學生論文真實性審核的聲明本人鄭重聲明：已經對學生論文所涉及的內容進行嚴格審核，確定其內容均由學生在本人指導下取得，對他人論文及成果的引用已經明確注明，不存在抄襲等學術不端行為。指導

4、教師簽名：日期：徐州工業(yè)職業(yè)技術學院學生論文廢橡膠熱裂解的研究進展劉同迎摘要：廢橡膠是繼白色污染之后又一大污染一一黑色污染，是世界性的又一大難題，其中比重最大的就是廢輪胎，世界各國尤其是發(fā)達國家紛紛致力于輪胎的回收利用研究。特別是其回收產品的再利用：一方面解決資源的短缺；另一方面獲取較高的經濟價值。經長期的探究，人們發(fā)現(xiàn)與翻新、制造膠粉和再生膠、作瀝青填料、直接作為燃料焚燒等處理方法相比，熱裂解法是目前處理廢輪胎的最佳途徑之一，它具有處理量大，無二次污染，實現(xiàn)資源回收利用等特點，讓廢輪胎成為只是放錯了地方的寶貝，被稱為“黑色黃金”。本文將簡單介紹廢橡膠的回收利用，廢橡膠的來源，危害，熱裂解的范

5、圍，探討熱裂解法回收廢橡膠的工藝方法，熱裂解產品（熱解油、熱解氣、熱解炭、纖維和鋼）的應用，以及熱裂解技術今后的發(fā)展前景。關鍵詞：廢橡膠廢輪胎熱裂解回收利用產品i徐州工業(yè)職業(yè)技術學院學生論文ThermalcrackingwasterrubberresearchprogressTongyingLiuAbstract:Thewhitepollutionwasterrubberisagainafterapollution-blackpollution,isaworldwideandabigproblem,whichisthelargestproportionofthewastetires,espec

6、iallydevelopedcountriesallovertheworldtotireofrecyclingresearch.Especiallytheproductreuse:ontheonehand,theshortageofresourcestosolve,Anotherincreaseobtainhigheconomicvalue.Afterthelong,peoplefoundandrenovation,manufacturingandreclaimedrubber,rubberasphaltpacking,directlyasfueldisposingmethodsandther

7、malcrackingmethodiscomparedwiththebestwayoftyre,ithaslargequantity,nosecondarypollution,andtorealizetheresourcerecyclingwastetyrecharacteristics,bejustmisplacedthebaby,called"blackgold".Thisarticlebrieflyintroducestherecyclingofwasterubber,sourceofwasterubber,harmandthermalcrackingofscope,

8、andthermalcrackingrecyclingwasterubbermethodintheprocess,hotcrackingproducts(pyrolysisoil,bypyrolysiscarbonfiber,andtheapplicationandsteel),andthethermalpyrolysistechnologyinthefuture.Keywords:ScraprubberWastetireHotdecompositionRecyclinguseProduct徐州工業(yè)職業(yè)技術學院學生論文目錄摘要ABSTRACT.ii.第一章前言1.第二章廢橡膠熱裂解的概述1.2

9、.1 廢橡膠的種類1.2.2 廢橡膠的危害2.2.3 熱裂解的定義2.2.4 廢橡膠熱裂解的意義2.第三章廢橡膠熱裂解的工藝3.3.1 熱解工藝3.3.1.1 常壓惰性氣體熱解技術43.1.2 真空熱解技術4.3.1.3 熔融鹽熱解技術4.3.2 催化降解工藝4.第四章熱裂解產品的應用4.4.1 熱解氣體的應用5.4.2 熱解油的應用5.4.2.1 熱解油的簡介5.4.2.2 應用6.4.3 纖維的應用7.4.4 廢鋼絲的應用7.4.5 熱裂解炭黑（PCB的應用7.4.5.1 PCB的性質8.4.5.2 應用8.第五章熱裂解的研究前景105.1 熱裂解現(xiàn)狀1.05.2 發(fā)展趨勢1.0第六章結束

10、語10參考文獻11致謝1.3iii徐州工業(yè)職業(yè)技術學院學生論文第一章前言橡膠是一種（具備一定組成和配比、成型加工性、形狀保持性、經濟性、回收和再生性1”）材料，它是在1839年美國人CharlesGoodyear發(fā)現(xiàn)硫化，隨后英國人Hancock把這一方法用于生產的基礎上，得到突飛猛進的發(fā)展。它的出現(xiàn)給人類的生活帶來了翻天覆地的變化，帶來了巨大的物質文明，然而因為它易老化且難自然降解，待它的使用周期過后，這些廢橡膠制品的處理將是一個世界性難題一一黑色污染。傳統(tǒng)的處理方法：堆積、填埋、燃燒焚化、回收利用（制成膠粉）等，這些方法或多或少的都會帶來二次污染，資源的浪費，且危害居民健康，不是最終的解決

11、辦法。據了解，目前我國已超過美國成為世界橡膠消耗第一大國，其中最主要的就是輪胎。隨著廢輪胎污染程度越來越嚴重，其回收處理和作為二次資源的再利用這一課題已受到越來越多的關注。經多年的研究，熱裂解技術被認為是當今處理廢輪胎的最佳途徑之一，廢輪胎的熱裂解處理沒有污染物排放。并且可以回收熱解氣、熱解油、固體碳、鋼絲和一些化工產品（如抗降解劑、硫化劑）。熱解氣經凈化后可作為高熱值的燃氣，熱解油可以作為燃料油或經深加工處理作為化工品重新利用，固體碳可作為炭黑填料，鋼絲可回收作鋼制材料。熱裂解技術能夠得到發(fā)展的原因是：一方面，熱裂解技術處理廢棄物比堆積、填埋、燃燒焚化對環(huán)境更加安全；另一方面，熱裂解過程產生

12、的有機物（如燃料油）有可觀的利用價值，經濟性好，迎合了時代的發(fā)展趨勢，節(jié)約了能源，對環(huán)境幾乎無污染，是創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展型社會的最佳途徑之一。廢輪胎的熱裂解技術能回收再生70%的資源，遠遠超過其他處理方法回收再生的能源（如燃燒只能回收42%的能源）。我國受經濟發(fā)展水平的限制，熱裂解技術才剛剛起步，熱裂解得到的產物回收利用也不是很全面，需要今后長期不泄的努力！第二章廢橡膠熱裂解的概述2.1 廢橡膠的種類廢橡膠的來源種類及分其膠種如下：內胎類（包括汽車輪胎、力車胎）：天然橡膠、丁基橡膠和丁苯橡膠等。外胎類（包括汽車輪胎、力車胎）：天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠和異戊橡膠等。膠鞋類：天然橡膠、丁苯橡膠、氯

13、丁橡膠、丁月青橡膠、聚氨酯橡膠。膠管膠帶類：氯丁橡膠、丁月青橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、乙丙橡膠、天然橡膠、丁基橡膠。工業(yè)雜品類：天然橡膠、氯丁橡膠、丁月青橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠、氟橡膠。新型合成樹脂：聚氯乙烯、聚乙烯、高苯乙烯、乙烯酷酸乙烯共聚物、氯化聚乙烯、聚氨酯等。橡塑并用類：丁月青橡膠與聚氯乙烯并用改善NBR勺強度；順丁橡膠與高密度聚乙烯（HDPE求用改善BR生膠的冷流性、提高硫化膠的強度、模量和硬度等性能；乙烯一一醋酸乙烯酯共聚物（EVA與甲基乙烯基硅橡膠（PMVS并用增強PMVS勺物理機械性能等。橡膠廠生產過程中產生的邊角余料及廢品。2.2 廢橡膠的危害廢橡膠使用后棄于環(huán)境中主要有兩

14、類危害：一類為對景觀環(huán)境的污染；另一類為對生態(tài)系統(tǒng)的危害。廢橡膠的主要產品為廢輪胎，大量堆積于城市、居民區(qū)等會給人們的視覺帶來刺激，到處一大片一大片的黑色，影響景觀的整體美感。廢橡膠對生態(tài)系統(tǒng)的危害主要是對動物、水體和土地系統(tǒng)的危害：長期堆積橡廢橡膠由于難自然降解，一方面會滋生細菌產生有害氣體（刺鼻），給人體（動物）帶來傷害，危害居民健康；另一方面會占用土地，并使其喪失原有的酸堿平衡，失去生長植物的能力，而且還會污染水質19102.3 熱裂解的定義廢橡膠熱裂解主要指廢輪胎的熱分解，其主要包括熱解和催化降解。熱解主要有常壓惰性氣體熱解、真空熱解和融鹽熱解3種。催化降解則采用鋅和鉆鹽等作為催化降解

15、劑"”。裂解（Pyrolysis）一詞來自希臘語的pyr（火）和lysis（分解），指的是通過熱能將樣品轉變成為一種或幾種物質的化學過程。裂解的結果常常是分子量降低，但也可能通過各種分子間的反應使分子量增加（如交聯(lián)反應）。裂解有時也稱作熱裂解或熱解"”。2.4 廢橡膠熱裂解的意義隨著全球橡膠工業(yè)的發(fā)展，橡膠的消耗量正在逐年增加，20062008年橡膠消耗量（見表1）。表1橡膠消耗量國別2006年/萬噸2007年/萬噸2008/萬噸中國大陸528.0598.5614.2中國臺灣40.340.240.9美國300.4294.7294.5世界2161.22287.02305.2由

16、表1可知，2006年世界橡膠消耗量為2161.2萬噸，其中中國就消耗568.3萬噸，至IJ2008年就達到2305.2萬噸（中國655.1萬噸）。才兩年增長了6.67%（中國15.27%）如此巨大規(guī)模的橡膠制成制品，待其使用周期過后，必然會產生數量巨大的廢棄物。廢橡膠作為工業(yè)垃圾，己被世界所公認。目前廢舊輪胎的回收利用包括：原型及改制使用，這主要用于輪胎翻新或制成再生膠粉，但是隨著科技的發(fā)展，質優(yōu)價廉的合成橡膠使輪胎翻新和再生膠的市場越來越小，用輪胎膠粉做配料生產道路瀝青也因成本太高而無法大量使用；將廢舊輪胎和其他廢棄物一起焚燒以蒸汽或電力的形式回收能量，雖可以大量處理廢舊輪胎，但資源利用率不

17、高。從姓類利用的角度來講熱裂解不僅可以回收能源而且可以回收高附加值的產物，如油品、化學品、炭黑及高熱值的燃料氣，而被認為是較有前途的處理方法。所以近年來國內外紛紛開展了橡膠的裂解研究。橡膠的裂解研究是現(xiàn)在比較熱門的課題，因為廢橡膠的回收利用已經成為一個需要解決的迫切問題。尤其是裂解后產品的利用。由此可見橡膠的熱裂解研究主要有三方面的意義：（一）通過熱裂解的研究來了解各種橡膠的熱穩(wěn)定性，從而確定其成形加工及使用溫度范圍，同時采取一定措施改善其熱性能；（二）利用熱裂解的碎片分析橡膠的化學結構。如橡膠的立體結構等，從而為橡膠的改性提供依據；（三）通過裂解回收產品加以利用，實現(xiàn)資源的可循環(huán)利用，緩解資

18、源壓力；（四）為人類提供一個更好的生存環(huán)境等I12,o第三章廢橡膠熱裂解的工藝3.1熱解工藝廢舊輪胎經過清洗、切片或粉碎后在原料庫中進行磁選。分離出廢鋼絲和少量的廢纖維。其余物質干燥預熱后送入熱反應器中。在水蒸汽或氮氣等惰性氣體保護下，進行熱分解反應（圖1）。根據鎖定目標物質的不同，工藝也有所不同，有制備燃料油的工藝、制備炭黑的工藝和制備燃料氣的工藝。（1）制備燃料油的工藝。若鎖定目標物質為燃料油，則工藝可將生成的氣態(tài)姓和炭殘渣作為熱解爐燃料。使廢膠塊熱解。并采用減壓法將油、氣迅速分離。（2）制備炭黑的工藝?？梢詫⒂图疤亢谧鳛楫a品考慮。此時應解決從炭殘渣到炭黑的轉變。即從固體回收系統(tǒng)的物質經磁

19、選除去廢鋼渣后，再經細磨、酸洗、過濾、烘干后得炭黑產品。（3）制備燃料氣的工藝。單純制備燃料氣的工藝比較少見。因為氣體產生量只占總產量的4%11%。而炭殘渣占37%40%。油品占55%。熱解生成的氣體經過冷凝。進一步加工可獲得合成氣。如日本有人將廢輪胎與5%200%的含炭固體燃料共同作用生產氣體，美國的研究人員將熱解工藝與Texaco's工藝相連接，直接產生純凈的氫氣皿。具體的熱裂解方法為：3.1.1 常壓惰性氣體熱解技術通常，在惰性氣體中將廢橡膠加熱到500C,可獲得35%（與廢橡膠的質量分數，下同）的固體殘余物、55%的油和3%的氣體。其中液體產物含有質量分數為0.51的芳燒油和質

20、量分數為0.33的粗石腦油，固體則主要為粗炭黑，炭黑中含有質量分數為0.2的硫和質量分數為0.100.15的灰分。3.1.2 真空熱解技術真空熱解是在減壓和低溫條件下分解橡膠，較其他熱解方法有一些優(yōu)勢。在總壓220kPa、溫度510c條件下把廢橡月$裂解，可得50%的油品、25%的炭黑、9%的鋼、5%的纖維和11%的氣體；在總壓0.3kPa、溫度420c條件下，可得55%的油品、35%的固體和10%的氣體。3.1.3 熔融鹽熱解技術真空熱解是在減壓和低溫條件下分解橡膠，較其他熱解方法有一些優(yōu)勢。在總壓220kPa溫度510c條件下把廢橡膠裂解，可得50%的油品、25%的炭黑、9%的鋼、5%的纖

21、維和11%的氣體；在總壓0.3kPa、溫度420c條件下，可得55%的油品、35%的固體和10%的氣體【同。3.2催化降解工藝熱解方法處理橡膠，溫度高，加熱時間長，一般大于3h;原料多需事先處理為小塊；熱解產品中通常含有不希望有的雜元素，降低了產品質量.縮小了使用范圍。為除去雜質.通常要增加附加反應裝置。LarsenJw發(fā)明了采用路易斯酸熔融鹽催化劑進行廢輪胎降解的方法，反應迅速。催化劑以氯化鋅、氯化錫和碘化睇效果最佳。WingfieldRC等采用質量分數為1%勺鋅和鉆鹽作為催化劑，混入廢原料中，可以使液體油、氣體產品中的總硫量至少降低40%,液體產品中的總氮量降低50%為提高相對分子質量較小

22、的烯姓的收率，可在廢橡膠中加入堿金屬或堿土金屬碳酸鹽，該催化劑在轉化相對分子質量較小的G。烯姓方面.對增大異丁烯質量分數效果尤其明顯。ChenNY等所采用的催化裂解工藝中，催化劑為硅鋁酸鹽沸石，主要的金屬陽離子為稀土金屬。金屬離子可調整催化劑活性，有利于裂解產物辛烷值的提高.并有比較高的空速和較優(yōu)的產品選擇性及穩(wěn)定性1141o第四章熱裂解產品的應用輪胎工業(yè)占據了橡膠工業(yè)的70%Z上，因此廢橡膠的熱裂解以廢輪胎的熱裂解來解說，廢輪胎熱裂解過程通常有4個部分（圖1）,包括原料預制系統(tǒng)、熱裂解反應器系統(tǒng)、氣一一油回收分離系統(tǒng)、固體回收系統(tǒng)。圖1熱裂解工廠生產流程,15,由圖1可知廢舊橡膠熱裂解主要產

23、品為：熱解氣體、熱解油、纖維、鋼絲和炭黑。4.1 熱解氣體的應用裂化氣體采用氣相色譜進行組成分析測定，熱氣體的主要成分分別是甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、乙快、丁烷、丁烯、1,3丁二烯、戊烷、苯、甲苯、二甲苯、氫氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳和硫化氫等，氣體分布以乙烯為主，其次是丙烯、丁烯、異丁烯等。除氫氣、甲烷外均是G、G、G等組分，其質量穩(wěn)定，硫含量低，不需設置復雜的預處理裝置就可直接作為工業(yè)或民用燃料。另外熱解氣熱值與天然氣熱值相當，可作為燃料使用，給熱裂解裝置供熱或為附近其他工廠供能，具有很好的市場前景I16,o4.2 熱解油的應用4.2.1 熱解油的簡介熱解油（鏈烷燒、烯姓、芳香姓的混

24、合物）具有密度較大，粘度較低，H/C原子較低，熱值較高（大約43MJ/kg）,蠟含量較一般原油含量低，凝點小于-40c（比一般原油的凝點低很多），水分、灰分、殘?zhí)?、固體雜質含量均很少的性質特點。產品主要成分有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、二聚戊烯、三甲基蔡、四甲基蔡、蔡和含氮、硫、氧及氯的混合物，他們可作為化學制品的一種來源，這些物質都是有用的化工原料?？蓮浹a日益增長的世界工業(yè)原料小小的空缺，在一定程度上緩解全球固定資源的需求，實現(xiàn)廢棄物資源化利用。廢輪胎熱裂解技術只是處理廢棄物的一種手段，實現(xiàn)其裂解產品的應用才是我們的終極目標，可將熱裂解油與石油原油比較研究，找出廢輪胎熱裂解油的合理應用途徑。4

25、.2.2 應用1 .熱解油作為燃料油輪胎熱解油熱值高（40MJ/kg）,而且Zabaniotou等通過單個油滴的燃燒實驗與柴油燃燒活排放物比較，發(fā)現(xiàn)熱解油具有與柴油類似的燃燒性質，完全可以將其整體作為燃料燃燒。Roy將真空熱解油與CIMAK.B10重柴油進行比較，指出熱解油可以作為常規(guī)液體燃料，也可與重柴油混合使用以提高其霧化效果。CunliffeJ、Rodriguez等在對廢輪胎熱解油熱值進行分析后也都指出熱解油可作為燃料使用。所以將熱解油代替部分石油原油作為燃料燃燒，可以在一定程度上緩解石油資源的匱乏。但是她的燃燒并沒有使熱解油充分的利用，介于它有較寬的沸點，可將其進行儲分使用1702 .

26、熱解油輕質儲分提取化學品熱解油的輕質儲分以烯姓、單環(huán)芳姓BTX/、甲苯、二甲苯）及檸檬烯為主，是利用價值很高的化工原料，與車用汽油技術要求相比較，芳姓含量偏高，硫含量偏大，酸度偏高，因此不能直接作為車用汽油，必須進行加氫精制。因此可提出芳姓及檸檬烯，再進行加氫精制，這樣可獲得高附加值的化工原料，也是剩下的輕質儲分成分更符合車用汽油的標準。（1）提取BTX:BTX具有很高的工業(yè)應用價值，它可由較高熱解溫度下的二次芳香化反應生成；（2）提取檸檬烯：一種對環(huán)境友好的溶劑和芳香劑，工業(yè)應用廣泛。3 .熱解油中質儲分熱解油中質儲分酸度很高，苯胺點較低，凝點很低，硫、氮含量較高，需脫硫、脫氮和脫酸并加氫進

27、行精制，可作為柴油使用118104 .熱解油中質以上儲分Roy等將熱解油中質以上儲分（204C）與橡膠生產中使用的操作油Sundex790比較，發(fā)現(xiàn)添加熱解油后橡膠硫化過程加快，可見熱解油中質以上儲分是一種好的可塑劑。當將240450C儲分油與芳香油DutrexR790對照，發(fā)現(xiàn)雖然得到兩者在化學成分上存在一定差別，但熱解油具有與工業(yè)芳香油相似的很好的力學性能和潤滑性能，因此可以將熱解油中質以上儲分中的相應組分用作橡膠操作油和工業(yè)芳香油。5 .熱解油重質儲分Roy研究小組提出：（1）作鋪路瀝青的黏合劑和改性劑，或與低針入度的石油瀝青混合使用等（重質儲分熱解油具有低芳香性，而呈現(xiàn)出適中滲透性、高

28、軟化點和低黏度特性，且流變特性與石油瀝青相仿。若將熱解油瀝青加入到石油瀝青中，可明顯提高瀝青在中高溫下的熱穩(wěn)定性，從而不易老化）；（2）熱解油重質儲分凝點較低，酸值不高，硫、氮含量較高可直接作為燃料油使用，另外其芳姓含量高，烷始含量低，而膠質、瀝青質含量高，是生產焦炭的良好原料I19,o4.3 纖維的應用回收的纖維雖然在一定程度上遭到了破壞，但仍具有一定的強度，彈性，耐磨性，耐介質性等，由不同方法處理的廢纖維具有不同的用途，隨著處理層次的提高，其用途也將會更加廣泛。針對國內外廢纖維的科研和應用現(xiàn)狀，可應用于：直接用于橡膠制品；經表面活化預處理后用于橡膠制品；用于塑料制品；制作工程塑料；制作纖維

29、粉；回收單體和制備粘合劑；填充混凝土；制作建筑材料；制作纖維板120104.4 廢鋼絲的應用在原料庫和熱裂解后的固體產物中分別用磁選的方法得到廢鋼絲，廢鋼絲是此項工藝的一種副產物，收集后供煉鋼廠回爐熔化后生產質量稍低的金屬材料利用。變廢為寶121104.5 熱裂解炭黑（PCB的應用從熱反應器回收得到的炭黑粒徑較大，由材料特性初步確定有：難分解的硫化物及硫酸鹽；橡膠加工過程加入的無機鹽及金屬氧化物；廢舊橡膠帶入的機械雜質1221o且用X寸線熒光光譜儀對其進行定量分析其成分（化工品）主要有氧化鋅、三氧化硫、氧化鈣、二氧化硅、氧化鋼、氧化鎂和氧化銅等。氧化鋅、氧化鎂等無機化合物（見表2）可以作為橡膠

30、制品的硫化促進劑來提高元素硫磺或其它硫化劑對膠料的交聯(lián)速度及交聯(lián)程度。另外氧化鋅及其鋅鹽，能與硫化膠多硫交聯(lián)鍵反應，降低硫化膠的應力松馳速度，提高熱穩(wěn)定性能。表2PCB雜質的化學組分含量雜質名稱含量ZnO31.8717K2O0.7471SO24.0311MgO0.6925CaO16.3957RuO0.1683SiO215.4174Cc2O0.1651A12O35.1736CuO0.0956Fe2Q2.1088Cl0.0773P2O51.0222Cr2。0.0735BaO0.8974SrO0.0351TiO20.74844.5.1 PCB的性質1 .粒徑聚集體是炭黑單獨存在的最小單元，它的形態(tài)特

31、性直接影響炭黑的應用性能。炭黑聚集體的粒徑是炭黑具有增強作用的首要因素。PCB1各種型號工業(yè)炭黑（如N11。N33。N66將）的混合物，其粒徑是各種型號工業(yè)炭黑粒徑分布的疊加。其原有各種工業(yè)炭黑在裂解過程中結構并沒有被破壞。2 .結構性和表面化學組成炭黑結構和表面化學組成是決定PC的用性能的另一關鍵因素，經研究知：PC法面具有類似于工業(yè)炭黑的結構，但與工業(yè)炭黑相比，PCBfe面沉積了更多的有機物。區(qū)別在于工業(yè)炭黑表面的有機物中碳元素主要以竣基碳和羥基碳存在，而PCBfe面的有機物中碳元素主要以酯基為結合態(tài)1241o4.5.2 應用1 .在橡膠中的應用（1）直接使用不經處理的PCB含無機合物，可

32、直接應用于橡膠成型的生產；用于低等橡膠制品的填料（可以與N33ON55ON660等按配方混合應用于輪胎中）2，用于制備橡膠/瀝青混合物，較一般瀝青鋪路效果佳，或作為瀝青、密封產品的填充劑和添加劑。（2）深加工應用由于PCBf工業(yè)炭黑在化學組成有一定的差別，而我們又想讓PCBi到甚至優(yōu)于工業(yè)炭黑的補強性，那就必需對其進行深加工處理。其流程如下圖（圖2）。圖2深加工處理流程由于PCBfe面的有機物中碳元素主要以酯基為結合態(tài)，這與橡膠的相容性不好，故采用磨碎混合物，進行酸洗脫去熱解炭黑表面的灰分，再與硬脂酸反應，即硬脂酸的竣基與炭黑表面的羥基發(fā)生酯化反應，從而使產品炭黑分子一端有了長鏈烷基，增強了其

33、與橡膠的粘合26。結構有了很大的提高，可替代工業(yè)炭黑應用于橡膠制品中。另外美國CB炭材料工業(yè)公司利用納米技術把PCB勺質量提升為炭黑補強填料的水平，有3種牌號分別為CBpEXCBpEX口CBpEUj產品，可代替N50ON60ON70價口N90陳列的普通工業(yè)炭黑，或與其他工業(yè)炭黑并用。(3).PCB在NRH勺應用肖國良等做實驗(基本配方：NR100炭黑50,S2.5,DM0.6,SA3,ZnO5)得：不處理的PCB硬脂酸改性的PCB超細打散的PCB表面改性超細PCB半補弓®爐黑對N就化膠的影響如下(圖3):表3不同PCB勺N嗡化膠的性能性能拉伸強度/MPa12.813.519.923.

34、221.5扯斷伸長率/%530530660640561扯斷永久變形/%1616202014邵爾A型硬度/度5958545352由表可知PCBtNR勺補強作用大小順序為：，,，其中表面改性超細裂解炭黑的補強性達到半補強爐黑(N765的水平。這樣在實際應用中只要將配方加以改變完全可以替代部分補強爐黑而不降低其力學性能，達到降低成本的目的儂】。(4)PCB在SBR的應用杜愛華等做實驗得：當SB種加入PC閑，混煉膠的門尼黏度明顯增大，與炭黑N330填充SBR(化膠接近；tS和t90也明顯縮短，其值均介于N330B碳酸鈣填充SBR1煉膠之間。隨著PCBS量的增加，SB而化膠的拉伸強度、撕裂強度、100%

35、t伸應力和耐磨性明顯提高；當PCBS量增至50份時，SB就化膠的拉伸強度提高至15MPa撕裂強度超過45KN/mf其增強效果與炭黑N774目當，次于炭黑N330【29】o2.其他應用(1)用作印刷油墨黑色印刷油墨，通常用較昂貴的特種炭黑作為著色顏料。但現(xiàn)在，英國的3位發(fā)明家，從廢輪胎中提取炭黑，用作印刷油墨的著色劑。這是一種特種炭黑的代用品，可廉價而大量地供應。其方法是：從裂解的混合物中經過磁選和篩選之后，再經烘焙，制得半純的炭粉。然后，用鹽酸洗滌，除去殘留的金屬和硫化物，再用苛性堿洗滌，除去硅類雜質，即可得到黑色印刷油墨用的炭黑顏料1301o(2)制取活性炭張志霞等經實驗研究得出廢輪胎PCB

36、S于制造活性炭的原料，制得的活性炭孔結構多為大孔和中孔，微孔不發(fā)達，但經處理可用作商業(yè)活性炭；另外制取的活性炭又可以用于制造手機電池，給手機供電使用1311o(4)用作墨水的色素。(5)作為燃料直接使用。第五章熱裂解的研究前景5.1 熱裂解現(xiàn)狀近年來，各國在廢輪胎熱裂解方面的研究取得了一些進展1321,研究方向已從批量、小型試驗逐漸進入連續(xù)式、中試階段，部分還實現(xiàn)了工業(yè)化示范生產和商業(yè)化運行133,0但我國熱裂解技術、相關設備開發(fā)和產品的分析應用研究才剛剛起步。5.2 發(fā)展趨勢目前熱裂解技術以及研究成果大部分都還局限于實驗室研究，還有很多難題沒有解決（裂解設備，工藝條件等），無法大規(guī)模的投入工

37、業(yè)生產，并且裂解產品雜質多，質量低。必須經過深加工處理，研究方向也多為產品產率。隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展，橡膠這一廢棄物的數量越來越多，這是一個必須解決界世界性難題，隨著科技的發(fā)展，實驗技術的進步，無污染，連續(xù)化，自動化，熱裂解產品的回收利用技術必將突破并實現(xiàn)工業(yè)化生產。這也是目前最需解決的問題。它的解決必將帶來又一次世界性的巨變。第六章結束語熱裂解法是目前處理廢橡膠的最佳途徑之一，具有對廢橡膠處理量大，經濟效益高，環(huán)境污染小等特點。因此其發(fā)展前景好，也將被世人所公認。我們對熱裂解技術的研究其最終的目的就是為了實現(xiàn)對化學反應和熱裂解的綜合使用，進一步擴展它的使用空間，尤其是對熱裂解產品的利用研究，實

38、現(xiàn)資源的循環(huán)利用，讓其更合理化。本文的重點就是闡述了熱裂解產品的應用。13參考文獻1周達飛.材料概論M.北京：化學工業(yè)出版社，2001,782聶恒凱.橡膠材料與配方M.北京：化學工業(yè)出版社，2009,563辛明瑞，宋金鶴和張鐵珍.廢橡膠熱裂解技術研究進展J.華工科技市場.2007,30(8):304蔣家羚，劉小龍和劉寶慶.廢輪胎熱裂解設備的開發(fā)J.化工進展.2002,21(9):6815范仁德.廢橡膠綜合利用的現(xiàn)狀及發(fā)展方向J.綜述.1989,(1):36齊曉梅，丁艷芬，柳志強等.BR/HDPE動態(tài)硫化共混體系橡塑并用材料的研究J.彈性體.1991,1(1):247周藝，何慧和賈德民等.EVA對PMVS橡膠的增強改性J.有機硅材料.2009,23(2):778蔣家羚，劉小龍和劉寶慶.廢輪胎熱裂解設備的開發(fā)J.化工進展.2002,21(9):6819曾光明，李彩亭和袁興中等.廢塑料裂解制取液體燃料新技術M.北京：科學出版社，2004,2310劉玉強、馬瑞剛和殷曉玲，廢舊橡膠材料及其再資源化利用M.北京：中國石化出版社，2009,511孫玉海.橡膠的熱裂解機理機動力學研