Riciclaggio della gomma di pneumatico con ultrasuoni ad alte prestazioni
La gomma dei pneumatici usati è un materiale tossico e non biodegradabile che rende il suo smaltimento un problema ambientale ed economico. La devulcanizzazione a ultrasuoni è un metodo rapido ed efficiente per riciclare la gomma dei pneumatici usati, consentendo di riutilizzarli. Il riciclaggio della gomma da pneumatici a ultrasuoni è un processo relativamente semplice, che è stato testato con successo. La scalabilità lineare del processo di riciclaggio della gomma ad ultrasuoni rende possibile il trattamento di grandi volumi su scala industriale a costi economici.
Il problema dei rifiuti di gomma
I rifiuti di gomma degli pneumatici rappresentano un problema ambientale significativo a causa della loro tossicità e non degradabilità. La loro struttura vulcanizzata a reticolo carbonioso e la loro tossicità rendono lo smaltimento un onere ambientale. Le tecniche convenzionali di riciclaggio della gomma sono antieconomiche, non rispettose dell'ambiente e il nuovo materiale di gomma prodotto con la gomma riciclata presenta una bassa qualità, poiché le principali catene polimeriche della gomma usata sono alterate e indebolite.
Poiché i pneumatici fanno parte delle fonti di rifiuti più problematiche, sono necessari metodi di riciclaggio ecologici ed economici. La pirolisi e la devulcanizzazione sono i processi di riciclaggio dei pneumatici di maggior successo. I progressi nel riciclaggio dei pneumatici sono essenziali per porre fine all'impatto ambientale della gomma da pneumatici e contribuire a ridurre lo smaltimento degli pneumatici nelle discariche.
Il trattamento a ultrasuoni può intensificare e migliorare entrambi i moderni processi di riciclaggio dei pneumatici, la pirolisi e la devulcanizzazione.
Devulcanizzazione a ultrasuoni della gomma per pneumatici
Con la devulcanizzazione a ultrasuoni, i legami chimici zolfo-zolfo e zolfo-carbonio nei pneumatici vengono decrosslinkati, ottenendo una fusione di gomma morbida. Questa fusione di gomma generata a ultrasuoni può essere rilavorata e modellata in nuovi prodotti di gomma, ad esempio nuovi pneumatici. Uno dei principali vantaggi della devulcanizzazione a ultrasuoni è il calore significativamente ridotto richiesto. In primo luogo, le parti di pneumatico di scarto vengono riscaldate a circa 400ºF o 200ºC, quindi alimentate con una coclea attraverso una cella di flusso, dove la gomma di scarto viene sonicata con ultrasuoni ad alte prestazioni ad alta pressione. Durante la devulcanizzazione a ultrasuoni, la gomma si trasforma dal suo precedente stato solido a una materia altamente viscosa. L'intensa ultrasonicazione rompe rapidamente la rete tridimensionale degli elastomeri vulcanizzati. Il trattamento a ultrasuoni per decollegare i legami chimici richiede solo pochi secondi. La massa di gomma sonicata può essere rinforzata con agenti indurenti e cariche ed essere modellata in nuovi prodotti di gomma.
Potenziamento a ultrasuoni dei residui pirolitici
I residui pirolitici possono essere migliorati mediante sonicazione in acidi cloridrico e fluoridrico per ottenere nerofumo pirolitico. Il trattamento a ultrasuoni può migliorare con successo i residui pirolitici dei pneumatici usati e trasformarli in nerofumo commerciale ad alto valore aggiunto. Il trattamento post-pirrolisi a ultrasuoni migliora quindi in modo significativo l'efficienza complessiva della pirolisi dei pneumatici usati.
Ultrasuonatori ad alte prestazioni
Hielscher Ultrasonics è il vostro partner esperto quando si tratta di processi a ultrasuoni ad alte prestazioni. La devulcanizzazione a ultrasuoni richiede processori industriali a ultrasuoni ad alta potenza, in grado di lavorare in condizioni di alta pressione e alta temperatura. Un altro prerequisito è l'erogazione di ampiezze molto elevate. Ampiezze fino a 200 μm possono essere facilmente eseguite in modo continuo in funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Per ampiezze ancora più elevate, sono disponibili sonotrodi a ultrasuoni personalizzati. I sonotrodi ad alta pressione/alta temperatura di Hielscher sono prodotti e messi a punto per le condizioni impegnative del processo di devulcanizzazione. Con le matrici personalizzate, il corno a ultrasuoni (sonotrodo) viene inserito nel cilindro dell'estrusore. La robustezza delle apparecchiature a ultrasuoni Hielscher consente un funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in condizioni gravose e in ambienti difficili. Le alte prestazioni e l'affidabilità trasformano gli ultrasuoni Hielscher nel cavallo di battaglia del recupero della gomma!
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori:
Volume di batch | Portata | Dispositivi raccomandati |
---|---|---|
1 - 500mL | 10 - 200mL/min | UP100H |
10 - 2000mL | 20 - 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
0,1 - 20L | 0,2 - 4L/min | UIP2000hdT |
10 - 100L | 2 - 10L/min | UIP4000hdt |
n.a. | 10 - 100L/min | UIP16000 |
n.a. | più grande | cluster di UIP16000 |
Contattateci!? Chiedi a noi!
Letteratura/riferimenti
- Hong, Chang-Kook; Isayev, A.I. (2003): Un'applicazione degli ultrasuoni ad alta potenza al riciclaggio della gomma. Società della gomma della Corea: Elastomers and Composites Vol 38, Issue 2; 2003. 103-121.
- Walvekar, Rashmi; Mohammad. Afiq, Zulkefly; Ramarad, Suganti; Kalid, Siddiqui (2018): Devulcanizzazione della gomma di pneumatici usati con solventi a base di ammina ed energia ad ultrasuoni. MATEC Web of Conferences Vol. 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): Studio del processo di desolforazione ossidativa assistita da ultrasuoni applicato all'utilizzo di olio di pirolisi da pneumatici usati. Journal of Cleaner Production, volume 18, numero 18, 2010. 1850-1858.
Particolarità? Cose da sapere
Vulcanizzazione? Devulcanizzazione
Vulcanizzazione è un processo che permette di rendere più dura e resistente la gomma naturale, che ha una bassa resistenza e flessibilità. Pertanto, la gomma naturale viene riscaldata e con l'aggiunta di zolfo si ottiene la reticolazione tra i polimeri. Con la reticolazione le molecole di gomma polimerica, i cosiddetti poliisoprenici, sono legate tra loro da atomi di zolfo. Attraverso la vulcanizzazione si produce la cosiddetta gomma vulcanizzata, che offre prestazioni e durata superiori. La gomma vulcanizzata si trova in pneumatici, tubi di gomma, suole di scarpe, giocattoli, ecc.
devulcanizzazione è una tecnica in cui la struttura dei legami incrociati, in particolare i legami zolfo-solfuro e/o carbonio-solfuro, viene scissa. Questa operazione può essere effettuata con vari metodi, come quelli meccano-chimici, chimici, biologici e con l'utilizzo di ultrasuoni ad alta potenza.
Gomma
Le gomme sono note anche come elastomeri. Elastomero è l'abbreviazione di polimero elastico. Gli elastomeri presentano caratteristiche viscoelastiche: Sono polimeri appiccicosi e molto elastici. Il termine gomma è spesso usato per distinguere il gruppo di elastomeri che devono essere vulcanizzati o polimerizzati per essere utili.
Di cosa è fatta la gomma dei pneumatici?
La gomma per pneumatici (inglese americano) o gomma per pneumatici (inglese britannico) è costituita da diversi componenti, tra cui gomma, riempitivi e altri additivi. La gomma per pneumatici può essere costituita da gomma naturale, ricavata dal lattice, che viene secreto dalla corteccia dell'albero della gomma, o da gomma sintetica. Le gomme sintetiche sono ricavate dal petrolio. Le forme di gomma sintetica più comuni sono la gomma stirene-butadiene (SBR), la gomma polibutadiene e la gomma butile. Sebbene la gomma sia l'ingrediente principale dei pneumatici, i riempitivi e gli additivi vengono integrati per creare un materiale più funzionale. Il nerofumo e/o la silice sono riempitivi molto comuni aggiunti per rinforzare la mescola del pneumatico. Il nero di carbonio e la silice migliorano l'aderenza, rendono gli pneumatici più resistenti alle forature e riducono la resistenza al rotolamento del pneumatico. Gli antiossidanti, gli antiozonanti e gli agenti anti-invecchiamento sono altri additivi che migliorano la qualità del pneumatico e ne prolungano la durata.