Reciclaje de caucho de neumáticos con ultrasonidos de alto rendimiento
El caucho de los neumáticos de desecho es un material tóxico y no biodegradable, lo que hace que su eliminación sea un problema ambiental y económico. La desvulcanización ultrasónica es un método rápido y eficiente para reciclar el caucho de neumáticos de desecho, lo que permite reutilizar los neumáticos de desecho. El reciclaje ultrasónico de caucho de neumáticos es un proceso relativamente sencillo, que ha sido probado con éxito. Linear process scalability of ultrasonic tire recycling makes it possible to treat large volumes on industrial scale at economical costs.
El problema de los residuos de caucho
El caucho de los neumáticos de desecho causa un problema ambiental significativo debido a su toxicidad y no degradabilidad. Su estructura de carbono reticulado vulcanizado y su toxicidad hacen que la eliminación sea una carga para el medio ambiente. Las técnicas convencionales de reciclaje de caucho son antieconómicas, no son 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 se alteran y debilitan.
Dado que los neumáticos forman parte de las fuentes de residuos más problemáticas, se requieren métodos de reciclaje ecológicos y económicos. La pirólisis y la desvulcanización son los procesos de reciclaje de neumáticos más exitosos. 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 vertederos.
El tratamiento ultrasónico puede intensificar y mejorar tanto los procesos modernos de reciclaje de neumáticos, como la pirólisis y la desvulcanización.
Sistema ultrasónico para la desvulcanización de residuos de caucho
Bloque extrusor personalizado para acoplar la sonicación en el elastómero caliente
Desvulcanización ultrasónica del caucho de los neumáticos
Mediante la desvulcanización ultrasónica, los enlaces químicos azufre-azufre y azufre-carbono de los neumáticos se entrecruzan, lo que da como resultado una fusión de caucho blando. Este caucho fundido generado por ultrasonidos puede reprocesarse y moldearse en nuevos productos de caucho, por ejemplo, neumáticos nuevos. Una de las principales ventajas de la desvulcanización ultrasónica es el calor significativamente menor que se requiere. En primer lugar, las piezas de neumáticos de desecho se calientan a aprox. 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 sonica con ultrasonidos de alto rendimiento a alta presión. Durante la desvulcanización ultrasónica, el caucho se transforma de su estado sólido anterior a una materia altamente viscosa. La ultrasonicación intensa rompe rápidamente la red tridimensional de elastómeros vulcanizados. El tratamiento ultrasónico de decruzación de los enlaces químicos sólo dura unos segundos. El caucho fundido sonicada puede reforzarse con agentes de curado y rellenos y moldearse en nuevos productos de caucho.
Mejora ultrasónica de residuos pirolíticos
Los residuos pirolíticos pueden mejorarse sonicándolos en ácidos clorhídrico y fluorhídrico para obtener negro de humo pirolítico. El tratamiento ultrasónico puede mejorar con éxito los residuos pirolíticos de los neumáticos de desecho al negro de humo comercial de alto valor añadido. Por lo tanto, el tratamiento ultrasónico posterior a la pirólisis mejora significativamente la eficiencia general de la pirólisis de neumáticos de desecho.
Ultrasonicadores de alto rendimiento
Hielscher Ultrasonics es su socio experimentado cuando se trata de procesos ultrasónicos de alto rendimiento. La desvulcanización ultrasónica requiere procesadores ultrasónicos industriales de alta potencia, que puedan funcionar en condiciones de alta presión y alta temperatura. Otro requisito previo es la entrega de amplitudes muy altas. Las amplitudes de hasta 200 μm se pueden ejecutar fácilmente de forma continua en funcionamiento 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 desvulcanización. Con matrices personalizadas, la bocina ultrasónica (sonotrodo) se inserta en el cilindro de la extrusora. La robustez de los equipos ultrasónicos de Hielscher permite un funcionamiento 24/7 en entornos pesados y 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 |
Póngase en contacto con nosotros/Envíenos su pregunta
Literatura/Referencias
- Hong, Chang-Kook; Isayev, A.I. (2003): Una aplicación de ultrasonidos de alta potencia al reciclaje de caucho. La Sociedad de Caucho de Corea: Elastómeros y Compuestos Vol 38, Número 2; 2003. 103-121.
- Walvekar, Rashmi; Mohammad. Afiq, Zulkefly; Ramarad, Suganti; Kalid, Siddiqui (2018): Desvulcanización de caucho de neumáticos de desecho utilizando disolventes a base de aminas y energía ultrasónica. MATEC Web de Conferencias Vol. 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): El estudio del proceso de desulfuración oxidativa asistida por ultrasonidos aplicado a la utilización de aceite de pirólisis a partir de neumáticos de desecho. Revista de Producción Limpia, Volumen 18, Número 18, 2010. 1850-1858.
Información interesante
Vulcanización / Desvulcanización
Vulcanización es un proceso para fabricar caucho natural, que tiene baja durabilidad y flexibilidad, más duro y duradero. Por lo tanto, el caucho natural se calienta y mediante la adición de azufre se logra la reticulación entre los polímeros. Al reticularse, las moléculas de caucho polimérico, llamadas poliisoprenos, se unen entre sí mediante átomos de azufre. A través de 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 goma, suelas de zapatos, juguetes, etc.
Desvulcanización es una técnica en la que se escinde la estructura de reticulación, concretamente los enlaces azufre-azufre y/o carbono-azufre. Esto puede hacerse mediante varios métodos, como el mecanoquímico, el químico, el biológico y el uso de ultrasonidos de alta potencia.
goma
El caucho también se conoce como elastómeros. Elastómero es una abreviatura de polímero elástico. Los elastómeros presentan características viscoelásticas: Son polímeros pegajosos y muy elásticos. El término caucho se usa con frecuencia para distinguir el grupo de elastómeros que deben vulcanizarse o curarse para que sean útiles.
¿De qué están hechos los neumáticos de caucho?
El caucho de los neumáticos (inglés americano) o el caucho de los neumáticos (inglés británico) están hechos de varios componentes, incluidos el caucho, los rellenos y otros aditivos. El caucho de los neumáticos puede consistir en caucho natural, hecho del látex sup, que se segrega de la corteza del árbol de caucho, o de caucho sintético. Los cauchos sintéticos se fabrican a partir del petróleo. Las formas de caucho sintético más comunes son el caucho de estireno-butadieno (SBR), el caucho de polibutadieno y el caucho butílico. Si bien el caucho es el ingrediente principal de los neumáticos, los rellenos y aditivos se integran para construir un material de neumático más funcional. El negro de humo y/o la sílice son rellenos de neumáticos muy comunes que se agregan para reforzar el compuesto de los neumáticos. El negro de carbón y la sílice mejoran el agarre, los neumáticos macho son más resistentes a los pinchazos y reducen la resistencia a la rodadura del neumático. Los antioxidantes, antiozonantes y agentes antienvejecimiento son otros aditivos que mejoran la calidad de los neumáticos y prolongan su vida útil.