Tecnología de ultrasonido de Hielscher

Reciclaje de caucho de neumáticos con ultrasonido de alto rendimiento

Los desechos de caucho de neumáticos son un material tóxico y no biodegradable que hace que su eliminación sea un problema ambiental y económico. La devulcanización ultrasónica es un método rápido y eficiente para reciclar el caucho de los neumáticos de desecho, lo que permite reutilizar los neumáticos de desecho. El reciclaje de caucho de neumáticos por ultrasonidos es un proceso relativamente simple, que ha sido probado con éxito. La escalabilidad del proceso lineal de reciclaje de neumáticos por ultrasonidos permite tratar grandes volúmenes a escala industrial con costes económicos.

El problema de los residuos de caucho

Los desechos de caucho de neumáticos causan un importante problema ambiental debido a su toxicidad y no degradabilidad. Su estructura de carbono vulcanizado de enlace cruzado y su toxicidad hacen que la eliminación sea una carga para el medio ambiente. Las técnicas convencionales de reciclaje de caucho no son económicas ni respetuosas con el medio ambiente, y el nuevo material de caucho producido con el caucho reciclado muestra una baja calidad, ya que las principales cadenas poliméricas del caucho de desecho están alteradas y debilitadas.
Dado que los neumáticos forman parte de las fuentes de residuos más problemáticas, se requieren métodos ecológicos y económicos o de reciclaje. La pirólisis y la devulcanización son los procesos de reciclaje más exitosos para los neumáticos. El progreso en el reciclaje de neumáticos de desecho es esencial para detener la carga ambiental del caucho de los neumáticos y ayuda a reducir el vertido de neumáticos en los vertederos.

El tratamiento ultrasónico puede intensificar y mejorar tanto los modernos procesos de reciclaje de neumáticos como la pirólisis y la devulcanización.

Procesador ultrasónico de alto rendimiento de 2kW UIP2000hdT combinado con una extrusora de doble tornillo para la decontracción del caucho vulcanizado

Sistema de ultrasonido para la devulcanización de desechos de caucho

Bloque de extrusión personalizado para acoplar el ultrasonido de potencia en procesos de extrusión

Bloque extrusor personalizado para acoplar la sonicación en el elastómero caliente

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Desvulcanización ultrasónica de la goma de los neumáticos

Por medio de la devulcanización ultrasónica, los enlaces químicos azufre-azufre y azufre-carbono de los neumáticos se desentrelazan, lo que da lugar a una fusión de caucho blando. Esta fundición de caucho generada por ultrasonidos puede ser reprocesada y moldeada en nuevos productos de caucho, por ejemplo, neumáticos nuevos. Una gran ventaja de la desvolcanización ultrasónica es el calor significativamente menor que se requiere. Primero, las partes de los neumáticos de desecho se calientan a unos 400ºF o 200ºC, y luego se alimentan con un alimentador de tornillo a través de una celda de flujo, donde el caucho de desecho se sonifica con ultrasonidos de alto rendimiento a alta presión. Durante la devulcanización ultrasónica, la goma se transforma de su estado sólido anterior en una materia altamente viscosa. La intensa ecografía rompe rápidamente la red tridimensional de elastómeros vulcanizados. El tratamiento ultrasónico para desentrecruzar los enlaces químicos toma sólo unos segundos. El caucho fundido sonicado puede ser reforzado con agentes de curado y rellenos y ser moldeado en nuevos productos de caucho.

Actualización ultrasónica de los residuos pirolíticos

Carbon black can be produced by ultrasonic treatment of pyrolytic residues from waste tire rubberLos residuos pirolíticos pueden mejorarse mediante su sonicación en ácidos clorhídrico e hidrofluórico para obtener negro de carbón pirolítico. El tratamiento ultrasónico puede mejorar con éxito los residuos pirolíticos de las llantas de desecho hasta el negro de carbón comercial de alto valor añadido. El tratamiento ultrasónico posterior a la pirólisis mejora así considerablemente la eficiencia general de la pirólisis de los neumáticos de desecho.

Ultrasonidos de alto rendimiento

Hielscher Ultrasonics es su socio experimentado cuando se trata de procesos ultrasónicos de alto rendimiento. La devulcanización ultrasónica requiere procesadores ultrasónicos industriales de alta potencia, que pueden trabajar en condiciones de alta presión y alta temperatura. Otro requisito previo es la entrega de amplitudes muy altas. Amplitudes de hasta 200µm pueden ser fácilmente ejecutadas continuamente en operación 24/7. Para amplitudes aún mayores, hay disponibles sonotrodos ultrasónicos personalizados. Los sonotrodos de alta presión/alta temperatura de Hielscher se fabrican y ajustan para las exigentes condiciones del proceso de devulcanización. Con las matrices personalizadas, el cuerno ultrasónico (sonotrodo) se inserta en el barril de la extrusora. La robustez del equipo de ultrasonidos de Hielscher permite un funcionamiento 24 horas al día, 7 días a la semana, en entornos exigentes. El alto rendimiento y la fiabilidad convierten a los ultrasonidos de Hielscher en el caballo de batalla de la recuperación de caucho.
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

Volumen del lote Tasa de flujo Dispositivos recomendados
1 a 500 mL 10 a 200 mL/min. UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min. UP200Ht, UP400St
0,1 a 20 L 0,2 a 4 L/min UIP2000hdT
10 a 100 L 2 a 10 L/min UIP4000hdT
n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
n.a. mayor Grupo de UIP16000

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Información interesante

Vulcanización / Desvulcanización

Vulcanización es un proceso para hacer que el caucho natural, que tiene baja durabilidad y flexibilidad, sea más duro y duradero. Por lo tanto, se calienta el caucho natural y al añadir azufre se logra la reticulación entre los polímeros. Al entrecruzar las moléculas de caucho polimérico, los llamados polisoprenos, se unen entre sí por medio de átomos de azufre. Mediante la vulcanización se produce el llamado caucho vulcanizado, que ofrece un mayor rendimiento y durabilidad. El caucho vulcanizado se puede encontrar en neumáticos, mangueras de caucho, suelas de zapatos, juguetes, etc.

Desvulcanización es una técnica en la que la estructura de los enlaces cruzados, específicamente los enlaces azufre-azufre y/o carbono-sulfuro se cortan. Esto se puede hacer por varios métodos como el mecano-químico, el químico, el biológico, y usando ultrasonido de alta potencia.

Caucho

El caucho también se conoce como elastómeros. Elastómero es una abreviatura de polímero elástico. Los elastómeros exhiben características viscoelásticas: Son polímeros pegajosos y muy elásticos. El término caucho se utiliza frecuentemente para distinguir el grupo de elastómeros que deben ser vulcanizados o curados para ser útiles.

¿De qué está hecho el caucho de los neumáticos?

El caucho de los neumáticos (inglés americano) o el caucho de los neumáticos (inglés británico) están hechos de varios componentes, incluyendo caucho, rellenos y otros aditivos. El caucho de los neumáticos puede consistir en caucho natural, hecho de la sup de látex, que se segrega de la corteza del árbol del caucho, o de caucho sintético. Los cauchos sintéticos están hechos de petróleo. Las formas de caucho sintético más comunes son el caucho de estireno-butadieno (SBR), el caucho de polibutadieno y el caucho butílico. Mientras que el caucho es el principal ingrediente de los neumáticos, los rellenos y aditivos se integran para construir un material de neumáticos más funcional. El negro de carbón y/o la sílice son rellenos de neumáticos muy comunes añadidos para reforzar el compuesto del neumático. El negro de carbón y el sílice mejoran el agarre, los neumáticos masculinos son más resistentes a los pinchazos y reducen la resistencia al rodaje del neumático. Los antioxidantes, los antiozonantes y los agentes antienvejecimiento son otros aditivos que mejoran la calidad de los neumáticos y prolongan su vida útil.