王金帥 孫成林 王剛

【摘要】當(dāng)前，隨著人類社會的快速發(fā)展，人類的生產(chǎn)生活活動不斷消耗各種資源，不僅對自然環(huán)境造成了極大的破壞，同時也使得全球資源日益減少。因此，目前世界范圍內(nèi)都開始研究廢舊材料的回收利用，而廢舊輪胎隨著汽車保有量的不斷增長，其數(shù)量也在不斷增加。針對這種情況研究廢舊輪胎脫硫橡膠新材料的運(yùn)用具有現(xiàn)實(shí)意義，不僅可以避免廢舊輪胎大量堆積影響環(huán)境，同時也能提升橡膠資源的使用效率，減少資源浪費(fèi)。文章簡要分析當(dāng)前我國廢舊輪胎的現(xiàn)狀，闡述廢舊輪胎脫硫橡膠新材料運(yùn)用的基本情況，具體介紹幾種廢舊輪胎脫硫方法，并預(yù)測廢舊輪胎脫硫橡膠新材料的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】廢舊輪胎;脫硫橡膠;新材料;再生

引言

長期以來，關(guān)于廢舊輪胎的處理移植是橡膠再生利用以及環(huán)境保護(hù)所面對的難題，經(jīng)過不斷的研究和發(fā)展，目前基本形成四種廢舊輪胎再利用的方式，其一是翻新利用;其二是焚燒掩埋、裂解;其三是制作膠粉;其四是再生膠。這幾種方式目前是世界范圍內(nèi)廣泛使用的幾種廢舊輪胎處理方式，由于我國長期以來對于橡膠資源的消耗量較大，而我國這方面的資源相對匱乏，因此，廢舊輪胎再生膠在我國應(yīng)用比較廣泛，一定程度上彌補(bǔ)了我國橡膠資源的不足。

1當(dāng)前我國廢舊輪胎的現(xiàn)狀

當(dāng)前，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平不斷提升，這導(dǎo)致我國的汽車保有量逐年上升，輪胎作為汽車最為重要的配套產(chǎn)品其需求量也不斷增加，這就導(dǎo)致廢舊輪胎的數(shù)量不斷上升。目前我國每年大致廢棄輪胎約3.5億條，質(zhì)量接近1500t，并且這個數(shù)量還在以每年約6%的速度增長。廢舊輪胎的大量堆積不僅會對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時也是極大的安全隱患，極易發(fā)生火災(zāi)，威脅公共安全。此外，我國是一個橡膠消費(fèi)大國，但是我國的橡膠資源嚴(yán)重匱乏，超過80%的橡膠資源需要進(jìn)口，這在一定程度上限制了我國橡膠工業(yè)的發(fā)展。鑒于這種情況，我國在《廢橡膠綜合利用行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃指導(dǎo)綱要》以及《輪胎產(chǎn)業(yè)政策》明確指出要將再生橡膠作為橡膠產(chǎn)業(yè)的原材料之一，以彌補(bǔ)我國橡膠資源不足，促進(jìn)橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，研究高效處理利用廢舊輪胎技術(shù)，運(yùn)用廢舊輪胎脫硫橡膠材料具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

2廢舊輪胎脫硫橡膠新材料運(yùn)用的基本情況

廢舊輪胎脫硫橡膠新材料主要是以橡膠逆向化學(xué)脫硫工藝為基礎(chǔ)對廢舊輪胎進(jìn)行處理，從而達(dá)到再利用的目的。具體的流程為，先將廢舊輪胎碾碎成顆粒狀，然后加水以及其他物質(zhì)，在加溫以及加壓的條件下促使其開始反硬化，最后在利用機(jī)械進(jìn)行擠壓，將其恢復(fù)至初始狀態(tài)。再生膠最初是一種會產(chǎn)生二次污染并且能耗較高的產(chǎn)品，但是鑒于我國橡膠資源匱乏的情況，長期以來一直是處理利用廢舊輪胎的主要途徑。但是經(jīng)過長期的發(fā)展以及國家對于環(huán)境保護(hù)的要求不斷提高，廢舊輪胎脫硫橡膠產(chǎn)業(yè)也在逐步的進(jìn)行技術(shù)改造和升級，脫硫的方法也在不斷的優(yōu)化，其生產(chǎn)過程中造成的二次污染問題得到了一定的環(huán)節(jié)。并且目前已經(jīng)研究出了多種橡膠脫硫再生工藝，這對于推動廢舊輪胎脫硫橡膠材料的發(fā)展和實(shí)際運(yùn)用有極大的積極意義。

3當(dāng)前幾種廢舊輪胎橡膠脫硫再生方法

3.1傳統(tǒng)廢舊輪胎橡膠脫硫再生方法

利用廢舊輪胎生產(chǎn)再生膠的歷史相對較長，傳統(tǒng)的脫硫再生方法主要是水油法、油法以及高溫高壓動態(tài)脫硫法，目前國內(nèi)主要采用的是高溫高壓動態(tài)脫硫法。這種方法兼具了油法和水油法的優(yōu)勢，自上世紀(jì)開始應(yīng)用以來，一直是我國廢舊輪胎橡膠脫硫的主要方法。但是這種方法存在一定的缺陷，其一是這種方法造成的污染比較嚴(yán)重，同時能耗較大，這主要是由于在脫硫過程中需要高溫環(huán)境;其二是這種脫硫方法在橡膠脫硫的過程中會對橡膠的其他性能造成一定的影響，因此，再生膠與天然橡膠存在較大的差異。目前這種方法已經(jīng)逐步開始淘汰，這與我國當(dāng)前注重環(huán)保、節(jié)能降耗的理念不符。

3.2廢舊輪胎橡膠化學(xué)脫硫方法

化學(xué)脫硫的方法最初誕生于上世紀(jì)七十年代，日本以及瑞典最先開始使用這種方法，但是這種方法最初毒性較大，并且脫硫不均勻。后來經(jīng)過我國進(jìn)一步的研究，采用環(huán)烷酸金屬鹽、無機(jī)強(qiáng)酸金屬鹽作為助劑，有效解決了這種方法的缺陷。這種方法在40℃～110℃的條件下就可以使橡膠的分子斷裂，從而達(dá)到再生的目的。目前，關(guān)于化學(xué)脫硫的方法主要有De-Link橡膠再生法、RPM再生法，前者在實(shí)際生產(chǎn)過程中已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用，其所產(chǎn)生的脫硫橡膠拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到原膠的75%以上;而后者目前尚未開始廣泛的應(yīng)用，但是其具備極大的應(yīng)用價值，只是尚需要進(jìn)一步的研究，這種方法在脫硫過程中溫度基本接近室溫，且其利用的再生劑是植物再生劑，沒有毒性，也不會產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，使用價值較高。

3.3廢舊輪胎橡膠超聲波脫硫再生方法

這種方法主要利用超聲波將能量集中在分子鍵的局部位置，這種能量可以破壞硫化膠當(dāng)中鍵能較低的C-S鍵以及S-S鍵，有選擇性的破壞硫化膠三維網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，但是不會使C-C大分子鍵發(fā)生斷裂，從而達(dá)到再生利用的目的。這種橡膠脫硫方法不僅生產(chǎn)過程中環(huán)保、高效，并且耗能較低，其生產(chǎn)的再生膠性能更加接近原膠，利用價值極高。目前這種方法已經(jīng)基本成熟，在不久的將來即可應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。

4廢舊輪胎脫硫橡膠新材料的發(fā)展趨勢

4.1高值化

目前，我國再生膠的年產(chǎn)量大致在250t～300t，產(chǎn)量相對較小，并且廢舊輪胎脫硫橡膠的各項(xiàng)性能較低，一般主要作為SR、NR的填料使用，尚未實(shí)現(xiàn)對廢舊輪胎的最大化利用。如果廢舊輪胎的脫硫工藝可以進(jìn)一步發(fā)展，生產(chǎn)的再生膠可以達(dá)到原膠性能的80%以上，滿足強(qiáng)力再生膠標(biāo)準(zhǔn)，就可以實(shí)現(xiàn)廢舊輪胎脫硫橡膠的高值化利用，完全可以代替天然橡膠。

4.2低溫環(huán)保

環(huán)保是當(dāng)前社會發(fā)展的主旋律，而目前廢舊輪胎脫硫橡膠在生產(chǎn)過程中主要采用的是高溫高壓動態(tài)脫硫法，不僅需要化學(xué)物質(zhì)輔助，同時還需要在高溫的條件下進(jìn)行，一些揮發(fā)性的物質(zhì)會對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，并且能耗過大。未來脫硫工藝必然是需要向高效、環(huán)保、低溫以及高性能的方向發(fā)展，這樣才能實(shí)現(xiàn)廢舊輪胎的綜合回收利用。

5結(jié)束語

綜上所述，加強(qiáng)對于廢舊輪胎橡膠脫硫工藝的研究以及對廢舊輪胎脫硫橡膠新材料的運(yùn)用可以有效緩解我國橡膠資源不足，以來進(jìn)口的問題，同時也能實(shí)現(xiàn)對廢舊輪胎的綜合回收利用，提升資源使用效率，降低環(huán)境污染。

參考文獻(xiàn)

[1]程賢甦， 陳友明. 廢舊輪胎脫硫橡膠新材料的應(yīng)用[J]. 輪胎工業(yè)， 2017， 37（9）：521-523.

[2]葛九敢， 卞小軍， 黎廣，等. 廢舊輪胎智能、模塊、連續(xù)、清潔生產(chǎn)粒狀再生橡膠工藝研究[J]. 中國橡膠， 2015， 31（23）：44-45.

[3]曹慶鑫. 一項(xiàng)無污染廢輪胎脫硫技術(shù)可助煉膠節(jié)能18%[J]. 中國橡膠， 2018， 34（11）：34-36.