Recyklácia gumy z pneumatík pomocou vysokovýkonného ultrazvuku
Odpadová guma z pneumatík je toxický, biologicky nerozložiteľný materiál, takže jeho likvidácia je environmentálnym a ekonomickým problémom. Ultrazvuková devulkanizácia je rýchla a efektívna metóda recyklácie odpadovej gumy z pneumatík, ktorá umožňuje opätovné použitie odpadových pneumatík. Ultrazvuková recyklácia gumy pneumatík je pomerne jednoduchý proces, ktorý bol úspešne testovaný. Linear process scalability of ultrasonic tire recycling makes it possible to treat large volumes on industrial scale at economical costs.
Problém gumového odpadu
Odpadová guma z pneumatík spôsobuje značný environmentálny problém kvôli svojej toxicite a nerozloživosti. Ich vulkanizovaná zosieťovaná uhlíková štruktúra a toxicita robí z likvidácie environmentálnu záťaž. Konvenčné techniky recyklácie gumy sú neekonomické, nie šetrné k životnému prostrediu a nový gumový materiál vyrobený z recyklovanej gumy vykazuje nízku kvalitu, pretože hlavné polymérne reťazce odpadového kaučuku sú zmenené a oslabené.
Keďže pneumatiky sú súčasťou najproblematickejších zdrojov odpadu, sú potrebné ekologické a ekonomické metódy alebo recyklácia. Pyrolýza a devulkanizácia sú najúspešnejšie recyklačné procesy pneumatík. Pokrok v recyklácii odpadových pneumatík je nevyhnutný na zastavenie environmentálnej záťaže gumy z pneumatík a pomáha znižovať skládkovanie pneumatík na skládkach.
Ultrazvukové ošetrenie môže zintenzívniť a zlepšiť moderné procesy recyklácie pneumatík, pyrolýzu a devulkanizáciu.
Ultrazvukový systém na devulkanizáciu odpadového kaučuku
Prispôsobený blok extrudéra na spojenie sonikácie s horúcim elastomérom
Ultrazvuková devulkanizácia gumy pneumatík
Ultrazvukovou devulkanizáciou sa chemické väzby síra-síra a síra-uhlík v pneumatikách dezosieťujú, čo vedie k tavenine mäkkej gumy. Táto ultrazvukom generovaná gumová tavenina sa môže znovu spracovať a vytvarovať do nových gumových výrobkov, napr. nových pneumatík. Hlavnou výhodou ultrazvukovej devulkanizácie je výrazne nižšie potrebné teplo. Najprv sa odpadové časti pneumatiky zahrejú na cca. 400 ° F alebo 200 ° C, potom sa privádza skrutkovým podávačom cez prietokovú bunku, kde sa odpadová guma sonikuje vysokovýkonným ultrazvukom pod vysokým tlakom. Počas ultrazvukovej devulkanizácie sa guma transformuje z predchádzajúceho pevného skupenstva na vysoko viskóznu hmotu. Intenzívna ultrasonikácia rýchlo rozbije trojrozmernú sieť vulkanizovaných elastomérov. Ultrazvukové ošetrenie zosieťovania chemických väzieb trvá len niekoľko sekúnd. Sonikovaná gumová tavenina môže byť vystužená vytvrdzovacími prostriedkami a plnivami a formovaná do nových gumových výrobkov.
Ultrazvuková aktualizácia pyrolytických zvyškov
Pyrolytické zvyšky môžu byť vylepšené ich sonikáciou v kyseline chlorovodíkovej a fluorovodíkovej, aby sa získali pyrolytické sadze. Ultrazvukové ošetrenie môže úspešne modernizovať pyrolytické zvyšky z odpadových pneumatík na komerčné sadze s vysokou pridanou hodnotou. Ultrazvukové ošetrenie po pyrolýze tým výrazne zlepšuje celkovú účinnosť pyrolýzy odpadových pneumatík.
Vysokovýkonné ultrazvukové prístroje
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics je vaším skúseným partnerom, pokiaľ ide o vysokovýkonné ultrazvukové procesy. Ultrazvuková devulkanizácia vyžaduje vysokovýkonné priemyselné ultrazvukové procesory, ktoré môžu pracovať pri vysokom tlaku a vysokej teplote. Ďalším predpokladom je dodanie veľmi vysokých amplitúd. Amplitúdy až 200 μm je možné ľahko nepretržite prevádzkovať v prevádzke 24 hodín denne, 7 dní v týždni. Pre ešte vyššie amplitúdy sú k dispozícii prispôsobené ultrazvukové sonotródy. Vysokotlakové/vysokoteplotné sonotródy Hielscher sa vyrábajú a ladia pre náročné podmienky procesu devulkanizácie. Pri prispôsobených matriciach sa ultrazvukový klaksón (sonotrode) vkladá do valca extrudéra. Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje prevádzku 24 hodín denne, 7 dní v týždni pri náročných nákladoch a v náročných prostrediach. Vysoký výkon a spoľahlivosť robia z ultrazvukových prístrojov Hielscher ťažného koňa regenerácie gumy!
Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov:
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml/min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20 l | 00,2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 až 100 l/min | UIP16000 |
| N.A. | väčší | Zhluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Literatúra/Referencie
- Hong, Chang-Kook; Isajev, A.I. (2003): Aplikácia vysokovýkonného ultrazvuku na recykláciu gumy. Kórejská gumárenská spoločnosť: Elastoméry a kompozity, zv. 38, vydanie 2; 2003. 103-121.
- Walvekar, Rashmi; Mohammad. Afiq, Zulkefly; Ramarad, Suganti; Kalid, Siddiqui (2018): Devulkanizácia odpadovej gumy z pneumatík pomocou rozpúšťadiel na báze amínov a ultrazvukovej energie. Web konferencií MATEC, roč. 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): Štúdium ultrazvukom asistovaného oxidačného procesu odsírenia aplikovaného na využitie pyrolýzneho oleja z odpadových pneumatík. Časopis čistejšej výroby, zväzok 18, vydanie 18, 2010. 1850-1858.
Fakty, ktoré stoja za to vedieť
Vulkanizácia / Devulkanizácia
Vulkanizácia je proces výroby prírodného kaučuku, ktorý má nízku odolnosť a pružnosť, tvrdší a odolnejší. Preto sa prírodný kaučuk zahrieva a pridaním zosieťovania síry medzi polymérmi sa dosiahne. Zosieťovaním sú molekuly polymérneho kaučuku, takzvané polyizoprény, navzájom spojené atómami síry. Vulkanizáciou sa vyrába tzv. vulkanizovaná guma, ktorá ponúka vyšší výkon a odolnosť. Vulkanizovanú gumu nájdete v pneumatikách, gumových hadiciach, podrážkach topánok, hračkách atď.
devulkanizácia je technika, pri ktorej sa štiepi zosieťovacia štruktúra, konkrétne väzby síra-síra a/alebo uhlík-síra. To sa dá dosiahnuť rôznymi metódami, ako je mechanochemická, chemická, biologická a pomocou vysokovýkonnej ultrazvukovej signalizácie.
guma
Guma je známa aj ako elastoméry. Elastomér je skratka pre elastický polymér. Elastoméry vykazujú viskoelastické vlastnosti: Sú to lepkavé, veľmi elastické polyméry. Termín guma sa často používa na rozlíšenie skupiny elastomérov, ktoré musia byť vulkanizované alebo vytvrdené, aby boli užitočné.
Z čoho sú gumy vyrobené z pneumatík?
Guma do pneumatík (americká angličtina) alebo guma do pneumatík (britská angličtina) sú vyrobené z niekoľkých komponentov vrátane gumy, plnív a ďalších prísad. Guma do pneumatík môže pozostávať z prírodného kaučuku vyrobeného z latexového supu, ktorý sa vylučuje z kôry kaučukovníka, alebo zo syntetického kaučuku. Syntetické kaučuky sa vyrábajú z ropy. Najbežnejšími formami syntetického kaučuku sú styrén-butadiénový kaučuk (SBR), polybutadiénový kaučuk a butylový kaučuk. Zatiaľ čo guma je hlavnou zložkou pneumatík, plnivá a prísady sú integrované na vytvorenie funkčnejšieho materiálu pneumatík. Sadze a/alebo oxid kremičitý sú veľmi bežné výplne pneumatík pridávané na spevnenie zmesi pneumatík. Sadze a oxid kremičitý zvyšujú priľnavosť, mužské pneumatiky sú odolnejšie voči prepichnutiu a znižujú valivý odpor pneumatiky. Antioxidanty, antiozonanty a látky proti starnutiu sú ďalšie prísady, ktoré zlepšujú kvalitu pneumatík a predlžujú životnosť pneumatík.