廢橡膠再生應(yīng)用

1、廢橡膠再生應(yīng)用過去十多年，許多人士和公司開發(fā)了再生廢碎橡膠應(yīng)用技術(shù)并取得專利。廢碎再生膠來源于輪胎或非輪胎生產(chǎn)中出現(xiàn)的回收橡膠料。人們?cè)?jīng)嘗試系統(tǒng)評(píng)估單獨(dú)使用廢膠料（碎橡膠和再生碎橡膠）以及與新鮮膠料混合時(shí)的各項(xiàng)性能參數(shù)。輪胎和非輪胎制造后的產(chǎn)品產(chǎn)生的碎橡膠已被用作一些橡膠產(chǎn)品中成本低、效益高的添加組份且已單獨(dú)應(yīng)用多年。當(dāng)用作成本低、效益高的添加組份時(shí)，通常使用含量為20%-50%。當(dāng)產(chǎn)品在動(dòng)態(tài)條件下不承受應(yīng)力以及不要求高強(qiáng)度時(shí)（例如墊子、襯墊、橡膠護(hù)弦和一些汽車部件），可以使用碎橡膠和更高含量的再生碎橡膠。如果再循環(huán)橡膠含量超過30%的橡膠化合物具有更高物理強(qiáng)度，即15 MPa或以上拉伸強(qiáng)度

2、，以及對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響最低或至少更小，而且成本低，則這種材料的應(yīng)用更多。 在使用再生材料時(shí)，人們可以改變配方以達(dá)到需要的物理特性或者至少接近相關(guān)參數(shù)值。 橡膠再生常規(guī)加工方法再生加工方法可以采用機(jī)械、加熱和化學(xué)加工方法，或者是組合這些加工方法。在本文中，材料的再生采用所有三種加工方法進(jìn)行，維持最可能小的剪切力和最可能低的溫度。 除非使用膠屑，否則應(yīng)首先將廢橡膠研磨為30-40的粒度尺寸，然后使用輥速比為1.15:1.0的20X50厘米實(shí)驗(yàn)室雙輥研磨機(jī)進(jìn)行再生。 步驟是在盡可能短的時(shí)間讓材料通過具有化學(xué)再生劑的研磨機(jī)，以進(jìn)行再生（微粒將疏松交織）。在冷卻4-16小時(shí)之后，材料進(jìn)行自然成模，或者混

3、合固化劑并進(jìn)行固化，或者在添加固化劑和硫化之前與新鮮膠母料混合。 實(shí)驗(yàn)步驟在一臺(tái)20X50厘米實(shí)驗(yàn)室雙輥研磨機(jī)中或者一臺(tái)BR型實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部混合機(jī)中混合化合成份或混合再生和新鮮膠料。在內(nèi)部混合機(jī)中混合母粒；然后在研磨機(jī)中將其與再生碎橡膠混合及硫化劑混合。如果需要完全化合的材料，則在內(nèi)部混合機(jī)中完全混合。采用振動(dòng)盤流變計(jì)確定固化特征。使用ASTM測(cè)試方法在拉伸測(cè)試機(jī)上測(cè)量物理特性。 結(jié)果和討論 再生膠與無填料天然橡膠的混合物 在表1-3中，術(shù)語RWTCR指再生全輪胎碎橡膠；RTTB指再生貨車輪胎膠屑；RNRB指工業(yè)再生天然橡膠膠屑。將討論再生材料本身、橡膠與再生碎橡膠的混合物以及新鮮膠料與再生碎橡膠

4、組成的混合物。 天然橡膠與再生全輪胎碎橡膠的混合物（RWTCR） 表 1中研究了天然橡膠和各種含量再生全輪胎碎橡膠的混合物。觀察了流變數(shù)據(jù)和正常物理特性。每種混合物使用相同固化包，這樣可以看出再生碎橡膠含量的效應(yīng)。評(píng)估了含量為10%、40%和80%的再生材料，并與新鮮膠料及再生材料本身進(jìn)行對(duì)比。 可以從表1-3看出，隨著再生材料含量的增加，焦化安全性變得更短。 固化時(shí)間（90%固化的時(shí)間）隨著再生材料的含量增加而傾向于增加。隨著再生材料的含量增加，硬度和模數(shù)增加，延伸率和拉伸強(qiáng)度降低。撕裂強(qiáng)度降低，但是程度沒有拉伸強(qiáng)度大。即使再生材料含量為40%時(shí)，拉伸強(qiáng)度也超過10 MPa。 天然橡膠與貨車

5、輪胎膠屑的混合物（RTTB） 除了全輪胎碎橡膠，使用了再生貨車輪胎膠屑（RTTB），結(jié)果見表2。焦化時(shí)間（T2）和固化時(shí)間（T90）降低，但是在再生材料含量為80%時(shí)，固化速度更慢。這里，膠屑可能是天然橡膠或SBR。隨著再生材料的含量增加，硬度和模數(shù)增加，拉伸強(qiáng)度、延伸率和撕裂強(qiáng)度下降。表1和表2之間的物理特性參數(shù)值差別小，表明貨車輪胎膠屑與SBR相似。 天然橡膠與無炭黑膠屑的混合物（RNRB） 從炭黑再生膠轉(zhuǎn)換到無炭黑再生天然橡膠膠屑時(shí)（表3），觀察到當(dāng)再生材料含量增加時(shí)趨勢(shì)相似。焦化安全性（T2）下降，但是固化時(shí)間（T90）出現(xiàn)下降，然后又上升。與添加炭黑再生材料一樣，參數(shù)值下降，但是下降

6、不大。在添加10%再生膠屑時(shí)，拉伸強(qiáng)度損失34%；但是，即使再生材料含量達(dá)到80%，拉伸強(qiáng)度僅進(jìn)一步降低6.5%。另外，在添加10%再生材料時(shí)，撕裂強(qiáng)度也有下降，但是在進(jìn)一步增加再生材料含量時(shí)，撕裂強(qiáng)度保持相對(duì)穩(wěn)定。這樣似乎表示可以使用更高含量的再生材料，而不會(huì)引起參數(shù)值進(jìn)一步重大損失。 天然橡膠化合物與再生橡膠料的混合處理 以上3個(gè)表格說明用作填料的橡膠碎混合物特性。但表4-表6則說明用相同材料但不同的處理方式的測(cè)量結(jié)果。這是與新鮮膠料相比，采用4種不同含量進(jìn)行處理的實(shí)測(cè)值。全輪胎碎橡膠（原樣）見表4；研磨全輪胎碎橡膠見表5；采用化學(xué)品再生的全輪胎碎橡膠見表6。研究了各種情況下含量為10%、

7、20%、40%和80%的測(cè)定結(jié)果。表4顯示全輪胎碎橡膠原樣（沒有進(jìn)行處理）的結(jié)果。在添加碎橡膠時(shí)，化合物稍微更易焦化。固化時(shí)間傾向于比新鮮膠料本身更長(zhǎng)（固化速度更慢）。硬度和模數(shù)隨著碎橡膠添加含量的增加而變化。拉伸強(qiáng)度也發(fā)生變化，但是總體下降，而延伸率和撕裂強(qiáng)度下降。在添加10%碎橡膠時(shí)，觀察到拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度損失重大，進(jìn)一步增加碎橡膠含量則進(jìn)一步下降。在碎橡膠含量為40%時(shí)，損失為40%-60%。在碎橡膠含量為80%時(shí)，性能損失大于50%。但是，必須注意，沒有嘗試調(diào)整硫含量（80%含量除外），這當(dāng)然是特性參數(shù)值大大下降的原因之一。如果不使用化學(xué)物品，而僅僅是在研磨機(jī)中處理碎橡膠，則出現(xiàn)相似

8、趨勢(shì)，參見表5。 研磨碎橡膠趨勢(shì)與在碎橡膠本身中觀察到的相似，在具有碎橡膠時(shí)，焦化安全性下降（新鮮膠料從11.4降到7.0）。在碎橡膠含量為80%時(shí)，最低扭矩從6.1上升到43.4。在存在碎橡膠時(shí)，固化時(shí)間（T90）更長(zhǎng)。這表明需要改變硫/加速劑的比率。 在碎橡膠含量高達(dá)40%時(shí)，化合物硬度保持穩(wěn)定，在含量為80%（5#）時(shí)，硬度更低。模數(shù)值保持相對(duì)穩(wěn)定，直到含量達(dá)40%，然后下降。拉伸強(qiáng)度下降。但是，在含量為10%和20%時(shí)，兩者相同，然后明顯下降（含量為40%和80%時(shí)低得多）。觀察到撕裂強(qiáng)度下降很大，特別是在含量為40%和80%時(shí)。延伸率下降并保持相對(duì)穩(wěn)定，直到含量達(dá)40%，之后下降極其

9、明顯。研磨碎橡膠含量為10%和20%時(shí)的特性參數(shù)值略微優(yōu)于只使用碎橡膠本身，但在含量更高時(shí)，特性參數(shù)值則不佳。 碎橡膠通過研磨機(jī)相同次數(shù)且有化學(xué)物品時(shí)的結(jié)果參見表6。與表4和表5一樣，焦化時(shí)間隨著再生材料含量的增加而降低，但是焦化時(shí)間隨著再生碎橡膠含量增加的降低更平緩。但是，固化時(shí)間（T90）保持接近新鮮膠料或更長(zhǎng)。 化合物2#（含有10%再生碎橡膠）的硬度略高，但其余化合物幾乎與新鮮膠料相同。在添加再生碎橡膠時(shí)，含量為10%的化合物2#的模數(shù)高于其余化合物（化合物3#、4#和5#），包括新鮮膠料。拉伸強(qiáng)度降低，但在含量為10%和20%時(shí)仍然相對(duì)良好，分別為20.1和17.5 MPa。在添加再生材料時(shí)，觀察到延伸率和撕裂強(qiáng)度下降。此外，在含量為10%和20%時(shí)的撕裂強(qiáng)度極好（972和819對(duì)比1,120 牛頓/厘米）。 總結(jié) 顯而易見，化合物中可以原樣使用廢橡膠，或者將廢橡膠再生后使用以提供更好性能。可以看出，