综述废旧橡胶的综合利用

　　摘 要：综述了国内外废旧橡胶综合利用技术及其应用，并对各种应用技术进行了分类，比较了各种技术的优劣，着重介绍了胶粉的制造技术及其应用，指出了今后废橡胶综合利用的发展趋势。
关键词：废旧橡胶、再生胶、胶粉、综合利用

　　1 前言

　　废旧橡胶是指被更换下来的各种橡胶制品以及橡胶制品生产过程中产生的边角料和废料。其处理工艺，20世纪90年代初主要是掩埋或堆放。随着经济的不断发展，废旧橡胶的数量不断增加，公众的环境保护意识亦逐渐增强，废旧橡胶的利用日益受到重视。如何将废旧橡胶资源化、减量化、无害化，不仅关系到环境保护这个重要的社会问题，而且关系到持续发展这一全球性的战略问题。

　　2 废旧橡胶综合利用途径

　　目前，废旧橡胶的综合利用途径主要有翻新、原形改制、热能利用、再生胶、胶粉、热分解等。

　　2.1翻新

　　翻新是利用废旧轮胎的主要方式和最佳选择。轮胎翻新最早起始于1907年的英国，1993年后传入中国。传统的翻新工艺是热硫化法，该法目前仍是我国翻新业的主导工艺，但在美国、法国、日本等发达国家已逐渐遭淘汰。最先进的翻新工艺是环状胎面预硫化法，由意大马朗贡尼（Marangoni）集团于上世纪70年代研发，并于1973年投放市场。近年来崛起的后起之秀米其林轮胎翻新技术公司（MR?鄄TI）拥有两项专利技术，即：预硫化翻新Recamic 技术和热硫化翻新Remix 技术。

　　美国30%以上的废旧载重轮胎得到翻新，欧共体规定2000年废旧轮胎25%必须得到翻新，而我国与先进国粗存在较大的差距，目前得到翻新的废旧轮胎还不到10%。

　　2.2 原形改制

　　原形改制是通过捆绑、裁剪、冲切等方式，将废旧橡胶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、沉入海底充当人工鱼礁、用作航标灯的漂浮灯塔等。

　　美国每年产生的废旧轮胎2.54亿条，通过原形改制的可使其中的500~600万条变废为宝。日本有人发明了用废旧轮胎固坡的技术。法国技术人员用废旧轮胎建筑“绿色消音墙”使用证明吸音效果极佳，音频在250~2000Hz的噪音可被吸收掉85%。与其他综合利用途径相比，原形改制是一种非常有价值的回收利用方法，在耗费能源和人工较少的情况下，可使废旧橡胶物尽其用，而且给人们提供了充分发挥想象力的窨以及大胆实践的机会。但该方消耗的废旧橡胶量较少，且在利用时影响环境美化，所以只能当作一种辅助途径。

　　2.3 热能利用

　　废旧橡胶是高热值材料，其每千克发热量比木材高69%，比烟煤高10%，比焦炭高4%。热能利用就是废旧橡胶代替燃料使用，主要有两种方法：

　　a. 一种方法是将废旧橡胶破碎，此法虽然简单，但会造成大气污染，不宜提倡；

　　b. 另一种方法是将废旧橡胶破碎，然后按一定比例与各种可燃废旧物混合，配制成固体垃圾燃料（RDF），供高炉喷吹代替煤、油和焦炭，供水泥回转窖代替煤以及火力发电用。同时，该法还有副产品——炭黑生成，经活化后可作为补强剂再次用于橡胶制生产。

　　如今在美国、日本以及欧洲许多国家，有不少水泥厂、发电厂、造纸厂、钢铁厂和冶炼厂都在用废旧橡胶作燃料，效果很好，不仅降低了生产成本，而且从根本上解决了废旧橡胶引起的环境问题。相对于其他综合利用途径，热能利用的设备投资最少。因此，近年来热能利用已逐渐引起各国政府和环保组织的重视，被认为是处理废旧橡胶的最好办法，从而被确定为综合利用废旧橡胶的重点发展方向。

　　2.4 再生胶

　　废橡胶的再生，可以节约大量的橡胶资源，减少对环境的污染。从总体而言，橡胶再生方法大体上可以分为物理再生和化学再生两类。

　　2.4.1 物理再生

　　物理再生是利用外加能量，如力、微波、超声、电子束等，使交联橡胶的三维网络被破碎为低分子的碎片。除微波和超声能造成真正的橡胶再生外，其余的方法只能是一种粉碎技术，即制作胶粉。当这些胶粉被用回橡胶行业时，只能作为非补强性填料来应用。利用微波、超声等物理能量能够达到满意的橡胶再生效果，但设备要求高，能量消耗大。2.4.2 化学再生化学再生是利用化学助剂，如有机二硫化物、硫醇、碱金属等，在升温条件下，借助于机械力作用，使橡胶交联键被破坏，达到再生目的。化学再生过程中，要使用大量的化学品，并需要高温和高压，这些化学品几乎都是气味难闻和有害的。

　　目前，化学再生橡胶采用的再生剂主要有二硫化物和硫醇、烷基酚硫物、二芳基二硫化物、可以选择地断裂C-S，S-S键的化学试剂，无机化合物、铁基催化剂、铜基催化剂等。

　　此外，还有生物技术再生、De-link再生剂、RRM再生剂、力化学再生等废旧橡胶再生技术。再生胶的主要用途是在橡胶制品生产中，按一定比例掺入胶料，一来取代一小部分生胶，以降低产品成本；二来改善胶料加工性能。掺有再生胶的胶料可制造多种橡胶制品。再生胶在轮胎中的用量一般为5%，在工业制品中的用量一般为10%~20%，在鞋跟、鞋底等低档制品中用量一般楞达到40%左右。

　　近些年来，随着全球环保意识的增强，再生胶工业的诸多劣势，譬如工艺复杂、耗费能源多。