Переработка резины в шинах с помощью высокоэффективного ультразвука
Отработанная резина является токсичным, не поддающимся биологическому разложению материалом, что делает ее утилизацию экологической и экономической проблемой. Ультразвуковая девулканизация является быстрым и эффективным методом переработки отработанной резины, позволяющим повторно использовать изношенные шины. Ультразвуковая переработка резины шин является относительно простым процессом, который был успешно протестирован. Linear process scalability of ultrasonic tire recycling makes it possible to treat large volumes on industrial scale at economical costs.
Проблема резиновых отходов
Отработанная резина для шин вызывает значительную экологическую проблему из-за своей токсичности и неразлагаемости. Их вулканизированная сшитая углеродная структура и токсичность делают утилизацию бременем для окружающей среды. Традиционные методы переработки резины неэкономичны и не являются экологически чистыми, а новый резиновый материал, произведенный из переработанной резины, имеет низкое качество, поскольку основные полимерные цепочки отходов резины изменены и ослаблены.
Поскольку шины являются одними из наиболее проблемных источников отходов, требуются экологически чистые и экономичные методы переработки. Пиролиз и девулканизация являются наиболее успешными процессами переработки шин. Прогресс в области переработки отработанных шин имеет важное значение для прекращения экологической нагрузки на резину шин и помогает сократить количество отходов шин на свалках.
Ультразвуковая обработка может интенсифицировать и улучшить как современные процессы переработки шин, так и пиролиз и девулканизацию.
Ультразвуковая система для девулканизации отходов резины
Специализированный блок экструдера для сопряжения ультразвука с горячим эластомером
Ультразвуковая девулканизация резины шин
С помощью ультразвуковой девулканизации серо-серные и серно-углеродные химические связи в шинах сшиваются, что приводит к образованию мягкого расплава резины. Этот резиновый расплав, генерируемый ультразвуком, может быть переработан и отлит в новые резиновые изделия, например, в новые шины. Основным преимуществом ультразвуковой девулканизации является значительно меньшая потребность в нагреве. Сначала детали отработанной шины нагреваются примерно до 400 ºF или 200 ºC, а затем подаются с помощью винтового питателя через проточную ячейку, где отработанная резина подвергается обработке ультразвуком под высоким давлением. При ультразвуковой девулканизации резина переходит из прежнего твердого состояния в высоковязкое вещество. Интенсивное ультразвуковое воздействие быстро разрушает трехмерную сеть вулканизированных эластомеров. Ультразвуковая обработка расшивки химических связей занимает всего несколько секунд. Расплав резины, обработанной ультразвуком, может быть усилен отвердителями и наполнителями и отлит в новые резиновые изделия.
Ультразвуковая модернизация пиролитических остатков
Пиролитические остатки могут быть модернизированы путем обработки их ультразвуком в соляной и фтористоводородной кислотах с целью получения пиролитического технического углерода. Ультразвуковая обработка может успешно модернизировать пиролитические остатки из старых шин до коммерческого технического углерода с высокой добавленной стоимостью. Ультразвуковая обработка после пиролиза тем самым значительно повышает общую эффективность пиролиза отработанных шин.
Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты
Hielscher Ultrasonics - ваш опытный партнер, когда речь идет о высокопроизводительных ультразвуковых процессах. Для ультразвуковой девулканизации требуются мощные промышленные ультразвуковые процессоры, которые могут работать в условиях высокого давления и высоких температур. Еще одним обязательным условием является доставка очень высоких амплитуд. Амплитуды до 200 мкм могут легко работать непрерывно в режиме 24/7. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды. Сонотроды высокого давления и высокой температуры Hielscher изготовлены и настроены для работы в сложных условиях процесса девулканизации. В случае изготовленных по индивидуальному заказу матриц ультразвуковой рупор (сонотрод) вставляется в цилиндр экструдера. Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации и в сложных условиях. Высокая производительность и надежность превращают ультразвуковые аппараты Hielscher в рабочую лошадку по восстановлению резины!
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:
| Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| от 1 до 500 мл | От 10 до 200 мл/мин | УП100Ч |
| от 10 до 2000 мл | от 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20 л | 0от 0,2 до 4 л/мин | УИП2000HDT |
| От 10 до 100 л | От 2 до 10 л/мин | УИП4000HDT |
| н.а. | От 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| н.а. | больше | Кластер UIP16000 |
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Литература/Литература
- Хонг, Чанг-Кук; Исаев, А.И. (2003): Применение мощного ультразвука для переработки резины. Резиновое общество Кореи: Эластомеры и композиты, том 38, выпуск 2; 2003. 103-121.
- Валвекар, Рашми; Мохаммад. Афик, Зулкефли; Рамарад, Суганти; Калид, Сиддики (2018): Девулканизация отработанной резины шин с использованием растворителей на основе аминов и ультразвуковой энергии. MATEC Web of Conferences Vol. 152, 2018.
- Тэн-Чен Чен, Юнь-Хвэй Шэнь, Вэнь-Цзи Ли, Чи-Чунг Линь, Мэн-Вэй Вань (2010): Исследование процесса окислительной десульфурации с помощью ультразвука применительно к утилизации пиролизного масла из отработанных шин. Журнал чистого производства, том 18, выпуск 18, 2010. 1850-1858.
Факты, которые стоит знать
Вулканизация / Девулканизация
Вулканизация Это процесс изготовления натурального каучука, который имеет низкую прочность и гибкость, более твердый и долговечный. Таким образом, натуральный каучук нагревается и за счет добавления серы достигается сшивание между полимерами. Путем сшивания молекулы полимерного каучука, так называемые полиизопрены, связываются друг с другом атомами серы. Путем вулканизации получается так называемая вулканизированная резина, которая обеспечивает более высокую производительность и долговечность. Вулканизированную резину можно найти в шинах, резиновых шлангах, подошвах обуви, игрушках и т.д.
Девулканизация Это метод, при котором сшитая структура, в частности, серно-серные и/или углерод-серные связи, расщепляются. Это может быть сделано различными методами, такими как механо-химический, химический, биологический, а также с помощью ультразвука высокой мощности.
резина
Резина также известна как эластомеры. Эластомер – это аббревиатура от elastic polymer. Эластомеры обладают вязкоупругими характеристиками: это липкие, очень эластичные полимеры. Термин «резина» часто используется для обозначения группы эластомеров, которые должны быть вулканизированы или отвержены, чтобы быть полезными.
Из чего сделаны резины для шин?
Резина для шин (американский английский) или резина для шин (британский английский) изготавливаются из нескольких компонентов, включая резину, наполнители и другие добавки. Резина для шин может состоять из натурального каучука, изготовленного из латекса, который выделяется из коры каучукового дерева, или из синтетического каучука. Синтетические каучуки изготавливаются из нефти. Наиболее распространенными формами синтетического каучука являются бутадиен-стирольный каучук (SBR), полибутадиеновый каучук и бутилкаучук. В то время как резина является основным ингредиентом шин, наполнители и добавки используются для создания более функционального материала шины. Технический углерод и/или диоксид кремния являются очень распространенными наполнителями шин, добавляемыми для усиления шинного состава. Технический углерод и диоксид кремния улучшают сцепление с дорогой, наружные шины более устойчивы к проколам и снижают сопротивление качению шины. Антиоксиданты, антиозонанты и антивозрастные агенты – это другие добавки, которые улучшают качество шин и продлевают срок их службы.