بازیافت لاستیک تایر با فراصوت با عملکرد بالا
لاستیک تایرهای فرسوده ماده‌ای سمی و زیست‌تخریب‌ناپذیر است که دفع آن را به مشکلی زیست‌محیطی و اقتصادی تبدیل می‌کند. واولکانش فراصوتی روشی سریع و کارآمد برای بازیافت لاستیک تایرهای فرسوده است که استفادهٔ مجدد از این تایرها را امکان‌پذیر می‌کند. بازیافت فراصوتی لاستیک تایر فرایندی نسبتاً ساده است که با موفقیت آزمایش شده است. مقیاس‌پذیری خطی فرایند بازیافت فراصوتی تایر، پردازش حجم‌های زیاد در مقیاس صنعتی را با هزینه‌های مقرون‌به‌صرفه امکان‌پذیر می‌کند.
مشکل پسماند لاستیک
لاستیک تایرهای فرسوده به‌دلیل سمی‌بودن و تجزیه‌ناپذیری، مشکل زیست‌محیطی قابل‌توجهی ایجاد می‌کند. ساختار کربنی ولکانیدهٔ آن با اتصالات عرضی و سمی‌بودنش، دفع آن را به باری بر محیط‌زیست تبدیل می‌کند. روش‌های متداول بازیافت لاستیک غیراقتصادی و ناسازگار با محیط‌زیست هستند و مادهٔ لاستیکی جدیدی که با لاستیک بازیافتی تولید می‌شود کیفیت پایینی دارد، زیرا زنجیره‌های اصلی پلیمری لاستیک ضایعاتی تغییر می‌کنند و ضعیف می‌شوند.
ازآنجاکه تایرها از مشکل‌سازترین منابع پسماند هستند، به روش‌های بازیافت سازگار با محیط‌زیست و مقرون‌به‌صرفه نیاز است. پیرولیز و واولکانش موفق‌ترین فرایندهای بازیافت تایر هستند. پیشرفت در بازیافت تایرهای فرسوده برای پایان‌دادن به بار زیست‌محیطی لاستیک تایر ضروری است و به کاهش تخلیهٔ تایرها در محل‌های دفن پسماند کمک می‌کند.
تیمار فراصوتی می‌تواند هر دو فرایند نوین بازیافت تایر، یعنی پیرولیز و واولکانش، را تشدید کند و بهبود دهد.
سامانهٔ فراصوتی برای واولکانش لاستیک ضایعاتی
بلوک سفارشی اکسترودر برای کوپل‌کردن انرژی فراصوت‌دهی به الاستومر داغ
واولکانش فراصوتی لاستیک تایر
در واولکانش فراصوتی، اتصالات عرضیِ ناشی از پیوندهای شیمیایی گوگرد–گوگرد و گوگرد–کربن در تایرها گسسته می‌شوند و مذاب لاستیکی نرمی به دست می‌آید. این مذاب لاستیک که با فراصوت ایجاد شده است، قابلیت پردازش مجدد و قالب‌گیری به‌صورت محصولات لاستیکی جدید، مانند تایرهای جدید، را دارد. یکی از مزایای عمدهٔ واولکانش فراصوتی، گرمای موردنیازِ به‌مراتب کمتر آن است. ابتدا قطعات تایر فرسوده تا حدود 400ºF یا 200ºC گرم می‌شوند و سپس با یک خوراک‌دهندهٔ مارپیچی از سلول جریان عبور داده می‌شوند؛ در آنجا لاستیک ضایعاتی تحت فشار بالا با فراصوت با عملکرد بالا فراصوت‌دهی می‌شود. طی واولکانش فراصوتی، لاستیک از حالت جامد قبلی خود به ماده‌ای با گرانروی بسیار بالا تبدیل می‌شود. فراصوت‌دهی شدید، شبکهٔ سه‌بعدی الاستومرهای ولکانیده را به‌سرعت می‌شکند. تیمار فراصوتی برای گسستن پیوندهای شیمیاییِ اتصالات عرضی تنها چند ثانیه طول می‌کشد. مذاب لاستیکِ فراصوت‌دهی‌شده را می‌توان با عوامل پخت و پرکننده‌ها تقویت کرد و به‌صورت محصولات لاستیکی جدید قالب‌گیری کرد.
ارتقای کیفیت باقی‌مانده‌های پیرولیز با فراصوت
می‌توان با فراصوت‌دهی باقی‌مانده‌های پیرولیز در اسیدهای هیدروکلریک و هیدروفلوئوریک، کیفیت آن‌ها را ارتقا داد تا دودهٔ پیرولیزی به دست آید. تیمار فراصوتی می‌تواند باقی‌مانده‌های پیرولیز تایرهای فرسوده را با موفقیت به دودهٔ صنعتی تجاری با ارزش افزودهٔ بالا ارتقا دهد. بنابراین، تیمار فراصوتی پس از پیرولیز، بازده کلی پیرولیز تایرهای فرسوده را به‌طور چشمگیری بهبود می‌دهد.
دستگاه‌های فراصوت با عملکرد بالا
Hielscher Ultrasonics شریک باتجربهٔ شما در فرایندهای فراصوتی با عملکرد بالا است. واولکانش فراصوتی به پردازشگرهای فراصوتی صنعتی پرتوان نیاز دارد که بتوانند در شرایط فشار و دمای بالا کار کنند. پیش‌نیاز دیگر، تأمین دامنه‌های بسیار بالا است. دامنه‌های تا 200µm را می‌توان به‌آسانی در کارکرد 24/7 به‌صورت پیوسته اعمال کرد. برای دامنه‌های حتی بالاتر، سونوتْرودهای فراصوتی سفارشی در دسترس هستند. سونوتْرودهای فشاربالا/دمابالای Hielscher برای شرایط دشوار فرایند واولکانش ساخته و تنظیم می‌شوند. با استفاده از قالب‌های سفارشی، هورن فراصوتی (سونوتْرود) در سیلندر اکسترودر قرار می‌گیرد. استحکام تجهیزات فراصوتی Hielscher، کارکرد 24/7 را در شرایط کاری سنگین و محیط‌های دشوار امکان‌پذیر می‌کند. عملکرد بالا و قابلیت اطمینان، دستگاه‌های فراصوت Hielscher را به ابزارهای پرکار و قابل‌اتکای بازیابی لاستیک تبدیل می‌کند!
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش دستگاه‌های فراصوت ما ارائه می‌دهد:
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| قابل‌اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل‌اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
منابع / مراجع
- Hong, Chang-Kook; Isayev, A.I. (2003): An Application of High-Power Ultrasound to Rubber Recycling. The Rubber Society of Korea: Elastomers and Composites Vol 38, Issue 2; 2003. 103-121.
- Walvekar, Rashmi; Mohammad. Afiq, Zulkefly; Ramarad, Suganti; Kalid, Siddiqui (2018): Devulcanization of Waste Tire Rubber Using Amine Based Solvents and Ultrasonic Energy. MATEC Web of Conferences Vol. 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): The study of ultrasound-assisted oxidative desulfurization process applied to the utilization of pyrolysis oil from waste tires. Journal of Cleaner Production, Volume 18, Issue 18, 2010. 1850-1858.
دانستنی‌های مفید
ولکانش / واولکانش
ولکانش فرایندی برای سخت‌تر و بادوام‌کردن لاستیک طبیعی است که دوام و انعطاف‌پذیری پایینی دارد. برای این منظور، لاستیک طبیعی گرم می‌شود و با افزودن گوگرد، اتصال عرضی میان پلیمرها ایجاد می‌شود. با ایجاد اتصالات عرضی، مولکول‌های پلیمری لاستیک، موسوم به پلی‌ایزوپرن‌ها، به‌وسیلهٔ اتم‌های گوگرد به یکدیگر متصل می‌شوند. طی ولکانش، ماده‌ای موسوم به لاستیک ولکانیده تولید می‌شود که عملکرد و دوام بالاتری دارد. لاستیک ولکانیده در تایرها، شیلنگ‌های لاستیکی، زیرهٔ کفش، اسباب‌بازی‌ها و غیره یافت می‌شود.
واولکانش روشی است که در آن ساختار اتصالات عرضی، به‌ویژه پیوندهای گوگرد–گوگرد و/یا کربن–گوگرد، گسسته می‌شود. این کار را می‌توان با روش‌های گوناگون مانند روش‌های مکانوشیمیایی، شیمیایی، زیستی و با استفاده از فراصوت‌دهی پرتوان انجام داد.
لاستیک
لاستیک‌ها با نام الاستومر نیز شناخته می‌شوند. الاستومر صورت کوتاه‌شدهٔ عبارت پلیمر کشسان است. الاستومرها ویژگی‌های ویسکوالاستیک دارند: آن‌ها پلیمرهایی چسبناک و بسیار کشسان هستند. اصطلاح لاستیک اغلب برای مشخص‌کردن گروهی از الاستومرها به کار می‌رود که برای قابل‌استفاده‌شدن باید ولکانیده یا پخت شوند.
لاستیک تایر از چه موادی ساخته می‌شود؟
لاستیک تایر، که در انگلیسی آمریکایی tire rubber و در انگلیسی بریتانیایی tyre rubber نامیده می‌شود، از چندین جزء، از جمله لاستیک، پرکننده‌ها و دیگر افزودنی‌ها ساخته می‌شود. لاستیک تایر می‌تواند از لاستیک طبیعیِ تولیدشده از شیرهٔ لاتکس که از پوست درخت کائوچو ترشح می‌شود، یا از لاستیک مصنوعی تشکیل شده باشد. لاستیک‌های مصنوعی از نفت ساخته می‌شوند. رایج‌ترین انواع لاستیک مصنوعی عبارت‌اند از لاستیک استایرن–بوتادین (SBR)، لاستیک پلی‌بوتادین و لاستیک بوتیل. اگرچه لاستیک جزء اصلی تایر است، پرکننده‌ها و افزودنی‌ها به آن افزوده می‌شوند تا مادهٔ تایر عملکرد بهتری داشته باشد. دودهٔ صنعتی و/یا سیلیکا از پرکننده‌های بسیار رایج تایر هستند که برای تقویت آمیزهٔ لاستیکی تایر افزوده می‌شوند. دودهٔ صنعتی و سیلیکا چسبندگی تایر به سطح را افزایش می‌دهند، تایرها را در برابر سوراخ‌شدن مقاوم‌تر می‌کنند و مقاومت غلتشی تایر را کاهش می‌دهند. آنتی‌اکسیدان‌ها، عوامل ضد ازن و عوامل ضد پیری از دیگر افزودنی‌هایی هستند که کیفیت تایر را بهبود می‌دهند و عمر آن را افزایش می‌دهند.