Reifen-Gummi-Recycling mit Hochleistungs-Ultraschall

Altreifengummi ist ein giftiges, biologisch nicht abbaubares Material, dessen Entsorgung ein ökologisches und wirtschaftliches Problem darstellt. Die Ultraschall-Devulkanisierung ist eine schnelle und effiziente Methode zur Wiederverwertung von Altreifen-Gummi, die die Wiederverwendung von Altreifen ermöglicht. Das Ultraschall-Recycling von Reifengummi ist ein relativ einfaches Verfahren, das erfolgreich getestet wurde. Die lineare Prozessskalierbarkeit des Ultraschall-Reifenrecyclings ermöglicht die Behandlung großer Mengen im industriellen Maßstab zu wirtschaftlichen Kosten.

Das Problem der Kautschukabfälle

Altreifengummi verursacht aufgrund seiner Giftigkeit und Nichtabbaubarkeit ein erhebliches Umweltproblem. Ihre vulkanisierte, vernetzte Kohlenstoffstruktur und ihre Toxizität machen die Entsorgung zu einer Umweltbelastung. Herkömmliche Gummirecyclingtechniken sind unwirtschaftlich und nicht umweltfreundlich, und das neue Gummimaterial, das mit dem recycelten Gummi hergestellt wird, weist eine geringe Qualität auf, da die wichtigsten Polymerketten des Altgummis verändert und geschwächt werden.
Da Reifen zu den problematischsten Abfallquellen gehören, sind umweltfreundliche und wirtschaftliche Methoden oder Recycling erforderlich. Pyrolyse und Devulkanisation sind die erfolgreichsten Recyclingverfahren für Reifen. Die Fortschritte im Altreifen-Recycling sind unerlässlich, um die Umweltbelastung durch Reifengummi zu stoppen, und tragen dazu bei, die Deponierung von Reifen zu reduzieren.

Die Ultraschallbehandlung kann sowohl moderne Reifenrecyclingverfahren, die Pyrolyse als auch die Devulkanisation intensivieren und verbessern.

Hochleistungs-Ultraschallprozessor UIP2000hdT kombiniert mit Doppelschneckenextruder zum Entvemetzen von vulkanisiertem Gummi

Ultraschallsystem zur Devulkanisierung von Altgummi

Speziell angefertigter Extruderblock, um Power-Ultraschall in Extrudersysteme einzutragen

Kundenspezifischer Extruderblock zur Einkopplung von Ultraschall in heißes Elastomer

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Ultraschall-Devulkanisierung von Reifengummi

Durch Ultraschall-Devulkanisierung werden die chemischen Bindungen Schwefel-Schwefel und Schwefel-Kohlenstoff in Reifen entvernetzt, was zu einer weichen Gummischmelze führt. Diese durch Ultraschall erzeugte Gummischmelze kann wiederaufbereitet und zu neuen Gummiprodukten, z.B. neuen Reifen, geformt werden. Ein großer Vorteil der Ultraschall-Devulkanisation ist der deutlich geringere Wärmebedarf. Zunächst werden die Altreifenteile auf ca. 400ºF oder 200ºC erhitzt und dann mit einer Förderschnecke durch eine Durchflusszelle geführt, in der der Altgummi mit Hochleistungs-Ultraschall unter hohem Druck beschallt wird. Während der Ultraschall-Devulkanisation wird der Gummi aus seinem vorherigen festen Zustand in einen hochviskosen Stoff umgewandelt. Die intensive Ultraschallbehandlung bricht das dreidimensionale Netzwerk der vulkanisierten Elastomere schnell auf. Die Ultraschallbehandlung zur Entvemetzung der chemischen Bindungen dauert nur wenige Sekunden. Die beschallte Gummischmelze kann mit Vulkanisiermitteln und Füllstoffen verstärkt und zu neuen Gummiprodukten geformt werden.

Ultraschall-Upgrade von pyrolytischen Rückständen

Carbon black can be produced by ultrasonic treatment of pyrolytic residues from waste tire rubberPyrolytische Rückstände können durch Beschallung mit Salz- und Flusssäure veredelt werden, um pyrolytischen Ruß zu erhalten. Durch die Ultraschallbehandlung können pyrolytische Rückstände aus Altreifen erfolgreich zu kommerziellem Ruß mit hoher Wertschöpfung veredelt werden. Die Ultraschall-Nachbehandlung der Pyrolyse verbessert dadurch die Gesamteffizienz der Altreifen-Pyrolyse erheblich.

Hochleistungs-Ultraschallhomogenisatoren

Hielscher Ultrasonics ist Ihr erfahrener Partner, wenn es um Hochleistungs-Ultraschallprozesse geht. Die Ultraschall-Devulkanisierung erfordert industrielle Hochleistungs-Ultraschallprozessoren, die unter hohen Druck- und Temperaturbedingungen arbeiten können. Eine weitere Voraussetzung ist die Lieferung sehr hoher Amplituden. Amplituden von bis zu 200µm können problemlos im 24/7 Betrieb kontinuierlich betrieben werden. Für noch höhere Amplituden sind kundenspezifische Ultraschall-Sonotroden erhältlich. Die Hochdruck-/Hochtemperatursonotroden von Hielscher werden für die anspruchsvollen Bedingungen des Devulkanisationsprozesses hergestellt und abgestimmt. Bei kundenspezifischen Werkzeugen wird das Ultraschallhorn (Sonotrode) in den Extruderzylinder eingeführt. Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht einen 24/7-Betrieb bei hoher Beanspruchung und in anspruchsvollen Umgebungen. Hohe Leistung und Zuverlässigkeit machen die Hielscher-Ultraschallgeräte zum Arbeitspferd der Gummigewinnung!
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallsysteme:

Batch-Volumen Durchfluss Empfohlenes Ultraschallgerät
1 bis 500ml 10 bis 200ml/min UP100H
10 bis 2000ml 20 bis 400ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 bis 20l 0,2 bis 4l/min UIP2000hdT
10 bis 100l 2 bis 10l/min UIP4000hdT
n.a. 10 bis 100l/min UIP16000
n.a. größere Cluster aus UIP16000

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Wissenswertes

Vulkanisierung / Devulkanisierung

Vulkanisierung ist ein Verfahren zur Herstellung von Naturkautschuk mit geringer Haltbarkeit und Flexibilität, der härter und haltbarer ist. Deshalb wird Naturkautschuk erhitzt und durch Zugabe von Schwefel die Vernetzung zwischen den Polymeren erreicht. Durch die Vernetzung werden die polymeren Kautschukmoleküle, sogenannte Polyisoprene, durch Schwefelatome miteinander verbunden. Durch Vulkanisation wird so genannter vulkanisierter Kautschuk hergestellt, der eine höhere Leistung und Haltbarkeit bietet. Vulkanisierter Gummi ist in Reifen, Gummischläuchen, Schuhsohlen, Spielzeug usw. zu finden.

Devulkanisation ist eine Technik, bei der die Vernetzungsstruktur, insbesondere die Schwefel-Schwefel- und/oder Kohlenstoff-Schwefel-Bindungen gespalten werden. Dies kann durch verschiedene Methoden wie mechanisch-chemische, chemische und biologische Methoden sowie durch Hochleistungs-Ultraschall geschehen.

Gummi

Kautschuk wird auch als Elastomer bezeichnet. Elastomer ist eine Abkürzung für elastisches Polymer. Elastomere weisen viskoelastische Eigenschaften auf: Sie sind klebrige, sehr elastische Polymere. Der Begriff Gummi wird häufig zur Unterscheidung der Gruppe von Elastomeren verwendet, die vulkanisiert oder vulkanisiert werden müssen, um nützlich zu sein.

Woraus werden Reifengummi hergestellt?

Reifengummi (amerikanisches Englisch) oder Reifengummi (britisches Englisch) wird aus mehreren Komponenten hergestellt, darunter Gummi, Füllstoffe und andere Zusätze. Reifengummi kann aus Naturkautschuk bestehen, der aus dem Latex sup hergestellt wird, der von der Rinde des Kautschukbaums abgesondert wird, oder aus synthetischem Kautschuk. Synthetische Kautschuke werden aus Erdöl hergestellt. Die gebräuchlichsten synthetischen Kautschukformen sind Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Polybutadien-Kautschuk und Butylkautschuk. Während Kautschuk der Hauptbestandteil von Reifen ist, werden Füllstoffe und Additive integriert, um ein funktionelleres Reifenmaterial herzustellen. Ruß und/oder Kieselsäure sind sehr häufige Reifenfüllstoffe, die zur Verstärkung der Reifenmischung hinzugefügt werden. Ruß und Silika verbessern die Haftung, männliche Reifen sind widerstandsfähiger gegen Pannen und verringern den Rollwiderstand des Reifens. Antioxidantien, Antiozonantien und Anti-Alterungsmittel sind weitere Zusätze, die die Reifenqualität verbessern und die Lebensdauer der Reifen verlängern.