Recikliranje gume za gume uz ultrazvuk visokih performansi
Otpadna guma je otrovan, biorazgradiv materijal, zbog čega je njegovo odlaganje ekološki i ekonomski problem. Ultrazvučna devulkanizacija je brza i efikasna metoda za recikliranje otpadne gume koja omogućava ponovnu upotrebu otpadnih guma. Ultrazvučna reciklaža gume za gume je relativno jednostavan proces, koji je uspješno testiran. Linearna skalabilnost procesa ultrazvučnog recikliranja guma omogućava obradu velikih količina u industrijskoj skali uz ekonomične troškove.
Problem otpada od gume
Otpadna guma predstavlja značajan ekološki problem zbog svoje toksičnosti i nerazgradljivosti. Njihova vulkanizirana umrežena struktura ugljika i toksičnost čine odlaganje ekološkim teretom. Konvencionalne tehnike recikliranja gume su neekonomične, nisu ekološki prihvatljive, a novi gumeni materijal proizveden od reciklirane gume pokazuje nizak kvalitet jer su glavni polimerni lanci otpadne gume izmijenjeni i oslabljeni.
Budući da su gume dio najproblematičnijih izvora otpada, potrebne su ekološki prihvatljive i ekonomične metode ili recikliranje. Piroliza i devulkanizacija su najuspješniji procesi recikliranja guma. Napredak u recikliranju otpadnih guma je od suštinskog značaja za zaustavljanje ekološkog opterećenja gume za gume i pomaže u smanjenju odlaganja guma na deponijama.
Ultrazvučna obrada može intenzivirati i poboljšati moderne procese recikliranja guma, pirolizu i devulkanizaciju.
Ultrazvučni sistem za devulkanizaciju otpadne gume
Prilagođeni blok ekstrudera za spajanje ultrazvučne obrade u vrući elastomer
Ultrazvučna devulkanizacija gume za gume
Ultrazvučnom devulkanizacijom, hemijske veze sumpor-sumpor i sumpor-ugljenik u gumama se razmrežuju, što rezultira mekom topljenjem gume. Ova ultrazvučno generirana talina gume može se ponovno obraditi i oblikovati u nove gumene proizvode, npr. nove gume. Glavna prednost ultrazvučne devulkanizacije je znatno niža potrebna toplina. Prvo se dijelovi otpadnih guma zagrijavaju na cca. 400ºF ili 200ºC, a zatim se napaja pužnim dovodom kroz protočnu ćeliju, gdje se otpadna guma obrađuje ultrazvukom visokih performansi pod visokim pritiskom. Tokom ultrazvučne devulkanizacije guma se iz prethodnog čvrstog stanja pretvara u visoko viskoznu materiju. Intenzivna ultrazvučna obrada brzo razbija trodimenzionalnu mrežu vulkaniziranih elastomera. Ultrazvučni tretman decrosslinking hemijskih veza traje samo nekoliko sekundi. Sonicirana gumena talina može se ojačati agensima za očvršćavanje i punilima i uliti u nove gumene proizvode.
Ultrazvučna nadogradnja pirolitičkih ostataka
Pirolitički ostaci se mogu poboljšati sonikacijom u hlorovodoničnom i fluorovodoničnom kiselinom kako bi se dobila pirolitička čađa. Ultrazvučni tretman može uspješno nadograditi pirolitičke ostatke iz otpadnih guma do komercijalne čađe visoke dodane vrijednosti. Ultrazvučni tretman nakon pirolize na taj način značajno poboljšava ukupnu efikasnost pirolize otpadnih guma.
Ultrasonikatori visokih performansi
Hielscher Ultrasonics je vaš iskusni partner kada su u pitanju ultrazvučni procesi visokih performansi. Ultrazvučna devulkanizacija zahtijeva industrijske ultrazvučne procesore velike snage, koji mogu raditi pod visokim pritiskom i visokim temperaturama. Drugi preduslov je isporuka vrlo velikih amplituda. Amplitude do 200 µm mogu se lako raditi kontinuirano u radu 24 sata dnevno. Za još veće amplitude, dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Hielscherove sonotrode visokog pritiska/visoke temperature proizvedene su i podešene za zahtjevne uvjete procesa devulkanizacije. Sa prilagođenim kalupima, ultrazvučni rog (sonotroda) se ubacuje u cijev ekstrudera. Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava 24/7 rad u teškim uslovima iu zahtjevnim okruženjima. Visoke performanse i pouzdanost pretvaraju Hielscher ultrasonicatore u radnog konja za preradu gume!
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:
| Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| N / A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| N / A | veći | klaster of UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!
Literatura/Reference
- Hong, Chang-Kook; Isayev, AI (2003): Primjena ultrazvuka velike snage za reciklažu gume. The Rubber Society of Korea: Elastomeri i kompoziti Vol 38, Issue 2; 2003. 103-121.
- Walvekar, Rashmi; Mohamed. Afik, Zulkefly; Ramarad, Suganti; Kalid, Sidiki (2018): Devulkanizacija otpadne gume od gume korištenjem rastvarača na bazi amina i ultrazvučne energije. MATEC Web of Conferences Vol. 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): Proučavanje procesa oksidativnog odsumporavanja uz pomoć ultrazvuka primijenjenog na korištenje piroliznog ulja iz otpadnih guma. Časopis za čistiju proizvodnju, svezak 18, broj 18, 2010. 1850-1858.
Činjenice koje vrijedi znati
Vulkanizacija / Devulkanizacija
Vulkanizacija je proces za proizvodnju prirodne gume, koja ima malu izdržljivost i fleksibilnost, tvrđu i izdržljiviju. Zbog toga se prirodna guma zagrijava i dodavanjem sumpora postiže se umrežavanje između polimera. Unakrsnim povezivanjem molekula polimerne gume, takozvani poliizopreni, su međusobno povezani atomima sumpora. Vulkanizacijom se proizvodi takozvana vulkanizirana guma koja nudi veće performanse i izdržljivost. Vulkanizirana guma se može naći u gumama, gumenim crijevima, potplatima cipela, igračkama itd.
devulkanizacija je tehnika u kojoj se cijepaju umrežene strukture, posebno veze sumpor-sumpor i/ili ugljik-sumpor. Ovo se može učiniti različitim metodama kao što su mehano-hemijske, hemijske, biološke i ultrazvučnom obradom velike snage.
guma
Guma je poznata i kao elastomeri. Elastomer je skraćenica za elastični polimer. Elastomeri pokazuju viskoelastične karakteristike: oni su ljepljivi, vrlo elastični polimeri. Izraz guma se često koristi za razlikovanje grupe elastomera koji se moraju vulkanizirati ili očvrsnuti da bi bili korisni.
Od čega se prave gume za gume?
Guma za gume (američki engleski) ili guma za gume (britanski engleski) se izrađuju od nekoliko komponenti, uključujući gumu, punila i druge aditive. Guma za gume može se sastojati od prirodne gume, napravljene od lateks sup-a, koji se luči iz kore kaučukovca, ili od sintetičke gume. Sintetička guma se proizvodi od nafte. Najčešći oblici sintetičke gume su stiren-butadienska guma (SBR), polibutadienska guma i butilkaučuk. Dok je guma glavni sastojak guma, punila i aditivi su integrirani kako bi se izgradio funkcionalniji materijal za gume. Čađa i/ili silicijum dioksid su vrlo česta punila guma koja se dodaju da ojačaju smjesu gume. Čađa i silicijum povećavaju prianjanje, muške gume su otpornije na bušenje i smanjuju otpor kotrljanja gume. Antioksidansi, antiozonanti i agensi protiv starenja su drugi aditivi koji poboljšavaju kvalitet guma i produžavaju vijek trajanja guma.