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1、废旧轮胎的回收利用废旧轮胎的回收利用何兴帮材料学院高分子化学与物理1 前言前言随着中国汽车工业的高速发展，对轮胎等橡胶制品的需求量也日益增多。中国国家统计局发布的数据表明，2007 年中国轮胎产量为5.564 9 亿条，同比增长23%；同期中国合成橡胶产量为 222 万 t。废旧轮胎具有很强的抗热、抗机械性，很难降解，几十年都不会自然消失。长期露天堆放，不仅占用大量土地,而且极易滋生蚊虫传播疾病，引发火灾，被人们称为“黑色污染”。如何利用废旧橡胶制品和废旧轮胎，是搞好资源综合利用的重要课题。2 废旧轮胎的回收利用废旧轮胎的回收利用l目前处理废旧轮胎的一般方法（1）轮胎翻修与重复使用（2）制成胶
2、粉和再生胶（3）热解提取燃料气、油和炭黑等产品（4）直接作为燃料提供能源（5）掩埋和生物降解2.1 轮胎翻修与重复使用轮胎翻修与重复使用l轮胎翻修主要包括轮胎翻新和轮胎修补。l轮胎翻新主要有：顶 翻、肩 翻、全翻。l轮胎修补主要有：补疤、补钉眼、补洞和内补垫。l发达国家的公路路面质量很高，轮胎翻修以轮胎翻新为主，胎源多为子午线轮胎。l翻新方法分为：l1、热翻法，又称模型硫化。l2、冷翻法，又称预硫化翻胎法。热翻法热翻法l将未硫化的胎面胶按照工艺尺寸粘合在经过打磨处理的胎体上，送入硫化罐，在高温高压下硫化，每次生产出一个成品。l热翻法的最大缺点是容易导致过硫现象，降低了翻新轮胎的质量。冷翻法冷翻
3、法l把已经硫化成型的带有花纹的胎面胶粘合到经过打磨处理的胎体上，装上充气内胎和包封套，送入大型硫化罐，在较低温度和压力下硫化，一次生产出多条翻新轮胎。2.2 制成胶粉制成胶粉l橡胶是具有高弹性和高储能性的高分子材料，常温下稍带塑性，受较小外力可产生很大形变，除去外力可恢复；在-70时丧失弹性变成脆性物质，扯断伸长率很小，故一般认为橡胶在深冷条件下易于粉碎。l橡胶的粉碎大致分为化学法、低温粉碎法和常温粉碎法。l由于化学法生产成本高，很难形成大规模生产，所以人们主要探索发展了低温粉碎法和常温粉碎法。冷冻粉碎法冷冻粉碎法l冷冻粉碎法以块状、粒状生胶、废旧橡胶制品、废旧轮胎等固态胶为原料，通过冷却介质
4、将其冷却到玻璃化温度以下，进行机械粉碎。国外通常利用液氮作为冷却介质冷冻橡胶，之后用齿盘式或锤磨式粉碎机进行粉碎。为了防止粉碎后的胶粉恢复常温后粘连团聚，还需要加入硅油、炭黑、白炭黑等作为隔离剂，或者将粉末橡胶浸渍在隔离剂的水分散液中，之后干燥脱水，以保证粉末橡胶的流动性。冷冻胶粉流程示意图冷冻胶粉流程示意图冷冻法的优缺点冷冻法的优缺点l冷冻粉碎法可以制得粒径较小的胶粒，因此应用广泛。l但是冷冻法也存在以下缺点：制冷成本高，能耗大。利用液氮冷却，每生产110 kg 胶粉需耗用 110115 kg 液氮。如果采用空气膨胀制冷法，需要大量制冷设备，一次性投入大。胶粉粒径越小，价格越高。常温粉碎法常
5、温粉碎法l常温粉碎方法一般采用剪切撕裂、摩擦、高速加载等方式的粉碎机,并辅以循环冷却,胶粒不需冷冻,直接送入粉碎机粉碎。常温粉碎法可分为干法和湿法。干法粉碎根据其粉碎方式和设备的不同可分为辊筒式、旋盘式、挤出式、高压柱塞式等；湿法粉碎是物料在溶剂或溶液中进行粉碎的方法。湿法粉碎和干法粉碎相比，前者制得的胶粉粒径小，一般在200目以上，受热降解少，胶粉性能优于干法粉碎。常温粉碎法制粉末橡胶流程示意常温粉碎法制粉末橡胶流程示意图图常温粉碎法的优缺点常温粉碎法的优缺点l常温粉碎法制得的胶粉料度较粗，0.25mm以下的细粉较少，粗胶粉不利于废胶粉的应用，但其技术经济指标优于低温粉碎法。胶粉的应用胶粉的
6、应用l1、用于橡胶、塑料制品l2、用作铺路材料l3、改性混凝土及水泥l4、其它应用2.3 制成再生胶制成再生胶l废旧橡胶的再生，就是借助化学助剂或其他能量打断橡胶结构中的CS键和 SS键而不破坏CC键，从而有选择地破坏橡胶的三维网络结构而不引起大分子链断裂，生成在热塑状态下具有流动性的再生胶。l目前广泛采用再生胶的生产方法有油法、水油法及高温高压动态脱硫法，但这些方法都存在生产流程长、能源消耗大、环境污染严重等缺点。2.4 热解废旧轮胎热解废旧轮胎l废旧轮胎经粉碎分离出废旧钢丝后得到废橡胶颗粒，废橡胶颗粒在一定的温度、压力和催化剂作用下，发生催化裂解反应，使分子量为80150万的高分子橡胶烃断
7、键，裂变成小分子的CH结构化合物，重新形成C1C4的气态烃混合物及C5以上石油类液态烃混合物，橡胶硫化时添加 的炭黑又重新游离析出得到炭黑产品。热解工艺热解工艺热解法的优缺点热解法的优缺点l废轮胎热解技术有着独特的优势(如可制得便于运输的油品、碳黑)，但由于轮胎在制造过程中含有大量的添加剂(如抗氧剂、硫化剂等)，这不仅使热解过程中对环境有一定的污染(如硫化氢产生)，而且使热解油品硫含量偏高，热解碳黑灰份含量偏高，以致于妨碍了它们的广泛应用。2.5 其他其他l与煤比较，废旧轮胎具有更高的热值，因而被认为是一种有吸引力的潜在燃料，作为燃料处理利用无疑是有前途的洁净工艺方法。l原形改制是通过捆绑、裁剪、冲切等方式，将废旧轮胎改造成有利用价值的物品。最常见的是用作码头和船舶的护舷、沉入海底充当人工渔礁、用作航标灯的漂浮灯塔等。3 结语结语l由于能源和资源的有限性，各国都很重视对废旧轮胎的处理工作。我国已经将废旧轮胎的循环利用列为重点发展领域，并从制定法律法规、给予税收优惠、提供贴息贷款等多方面全力支持废旧轮胎的循环利用。Thank you for your attention!