輪胎橡膠物理循環(huán)應(yīng)用探索

自然資源重復(fù)不息的循環(huán)被稱為“再循環(huán)”（recycling），例如水資源的“地表水-水蒸氣-云-水珠-地表水”就是一個典型再循環(huán)。并非所有的資源都能順利地實(shí)現(xiàn)在循環(huán)，如金屬的在循環(huán)需要通過熔煉，橡膠的在循環(huán)則難度更大，因?yàn)閺U膠在初次加工中已經(jīng)歷過交聯(lián)，要回復(fù)到原狀，非解除其交聯(lián)結(jié)構(gòu)不可。

目前已有的橡膠在循環(huán)分為兩類：物理循環(huán)和化學(xué)循環(huán)。不同國家根據(jù)各自的國情，對橡膠再循環(huán)的選擇各有側(cè)重。例如，美、歐、日等工業(yè)化發(fā)達(dá)國家，都以TDF和熱解為主。而我國仍以再生膠及膠粉等傳統(tǒng)內(nèi)容為主體。原因是我國橡膠資源相對匱乏，所用生膠45%依靠進(jìn)口，如果能擴(kuò)大再生膠和膠粉的應(yīng)用，可取代部分生膠，則每年由此節(jié)省的外匯將相當(dāng)可觀。

輪胎橡膠回收工藝

最常見的物理循環(huán)工藝，是指將廢舊輪胎粉碎到一定尺寸（~100*100mm），接著通過研磨達(dá)到~1-4mm，得到橡膠顆粒后，再以低溫研磨的方式最終得到尺寸不等的橡膠粉末（膠粉）。

低溫研磨的工藝相比于常溫研磨，所得的粒子更光滑規(guī)則，纖維含率和鐵含率更低，且細(xì)度更高。不同細(xì)度的膠粉適用范圍也有區(qū)別。10目以下的膠粉被應(yīng)用于運(yùn)動場地；10-30目的膠粉則用于瀝青橡膠、室內(nèi)地板、軌墊等場合；而40目以上的膠粉常見于輪胎膠、熱塑性彈性體的改性中。

輪胎橡膠在ABS中的利用

前文所述的輪胎橡膠一般是合成橡膠，其主要成分為丁基橡膠。其分子結(jié)構(gòu)與最常見的通用工程塑料——ABS的橡膠頗為相似。有研究者[1]對ABS和脫硫橡膠進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)脫硫的廢舊輪胎橡膠的熱起始分解溫度與 ABS 相似，都發(fā)生在 422℃左右。

進(jìn)一步的，將15份脫硫的廢舊輪胎橡膠加入ABS中，無論是何種加工工藝，復(fù)合材料的沖擊性能均出現(xiàn)顯著下降。但在ABS-輪胎橡膠復(fù)合材料中添加適量的后，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的沖擊性能顯著上升。因此，研究者認(rèn)為SEBS是一種有效的增容劑；廢舊輪胎橡膠的加入似乎是提高再生輪胎橡膠價值的最佳方法，因?yàn)榕c化學(xué)脫硫橡膠相比，它需要的準(zhǔn)備工作更少。

輪胎橡膠的化學(xué)循環(huán)

普利司通公司具有一項獨(dú)有的廢輪胎化學(xué)回收技術(shù)。該技術(shù)路徑如下：首先經(jīng)過低溫研磨得到輪胎橡膠粒，然后通過專用催化劑技術(shù)將輪胎橡膠分解為異戊二烯（異戊二烯是合成橡膠的關(guān)鍵原料），最后以化學(xué)合成和加工技術(shù)得到嶄新的輪胎，實(shí)現(xiàn)報廢輪胎的真正循環(huán)。