Рециклажа гуме из пнеуматика ултразвуком високих перформанси
Отпадна гума из пнеуматика је токсичан, биоразградњи неподложан материјал чије одлагање представља еколошки и економски проблем. Ултразвучна девулканизација је брза и ефикасна метода рециклаже отпадне гуме из пнеуматика која омогућава поновну употребу отпадних пнеуматика. Ултразвучна рециклажа гуме из пнеуматика је релативно једноставан поступак који је успешно испитан. Линеарна скалабилност поступка ултразвучне рециклаже пнеуматика омогућава обраду великих количина у индустријским размерама уз економичне трошкове.
Проблем гуменог отпада
Отпадна гума из пнеуматика изазива значајан еколошки проблем због своје токсичности и неразградивости. Њена вулканизована умрежена угљенична структура и токсичност чине одлагање оптерећењем за животну средину. Конвенционалне технике рециклаже гуме су неекономичне, нису еколошки прихватљиве, а нови гумени материјал произведен уз употребу рециклиране гуме има низак квалитет јер су главни полимерни ланци отпадне гуме измењени и ослабљени.
Пошто пнеуматици спадају међу најпроблематичније изворе отпада, потребне су еколошки прихватљиве и економичне методе рециклаже. Пиролиза и девулканизација су најуспешнији поступци рециклаже пнеуматика. Напредак у рециклажи отпадних пнеуматика од суштинског је значаја за заустављање оптерећивања животне средине гумом из пнеуматика и помаже да се смањи одлагање пнеуматика на депонијама.
Ултразвучна обрада може да интензивира и унапреди оба савремена поступка рециклаже пнеуматика, пиролизу и девулканизацију.
Ултразвучни систем за девулканизацију отпадне гуме
Прилагођени блок екструдера за пренос ултразвучне енергије у врућ еластомер
Ултразвучна девулканизација гуме из пнеуматика
Ултразвучном девулканизацијом раскидају се попречне хемијске везе сумпор–сумпор и сумпор–угљеник у пнеуматицима, чиме настаје мека растопљена гума. Ова растопљена гума добијена ултразвуком може се поново прерадити и обликовати у нове гумене производе, нпр. нове пнеуматике. Велика предност ултразвучне девулканизације је знатно мања потребна количина топлоте. Прво се делови отпадних пнеуматика загревају на приближно 400ºF или 200ºC, а затим се пужним додавачем проводе кроз проточну ћелију, где се отпадна гума под високим притиском обрађује ултразвуком високих перформанси. Током ултразвучне девулканизације гума прелази из претходног чврстог стања у веома вискозну материју. Интензивна ултразвучна обрада брзо разара тродимензионалну мрежу вулканизованих еластомера. Ултразвучна обрада којом се раскидају попречне хемијске везе траје само неколико секунди. Ултразвучно обрађена растопљена гума може се ојачати средствима за умрежавање и пунилима и обликовати у нове гумене производе.
Ултразвучно оплемењивање пиролитичких остатака
Пиролитички остаци могу се оплеменити ултразвучном обрадом у хлороводоничној и флуороводоничној киселини ради добијања пиролитичке чађи. Ултразвучном обрадом пиролитички остаци отпадних пнеуматика могу се успешно оплеменити у комерцијалну чађ високе додате вредности. Ултразвучна обрада након пиролизе тиме значајно побољшава укупну ефикасност пиролизе отпадних пнеуматика.
Ултразвучни уређаји високих перформанси
Hielscher Ultrasonics је ваш искусни партнер за ултразвучне процесе високих перформанси. Ултразвучна девулканизација захтева индустријске ултразвучне процесоре велике снаге који могу да раде у условима високог притиска и високе температуре. Још један предуслов је постизање веома високих амплитуда. Амплитуде до 200µm могу се лако одржавати непрекидно у режиму рада 24/7. За још више амплитуде доступне су прилагођене ултразвучне сонотроде. Сонотроде компаније Hielscher за високи притисак и високу температуру израђују се и подешавају за захтевне услове процеса девулканизације. Помоћу прилагођених матрица ултразвучна рогаста сонда (сонотрода) уводи се у цилиндар екструдера. Робусност ултразвучне опреме компаније Hielscher омогућава рад 24/7 при великим оптерећењима и у захтевним окружењима. Високе перформансе и поузданост чине ултразвучне уређаје Hielscher окосницом регенерације гуме!
Табела у наставку даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја:
| Запремина шарже | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 1 до 500mL | 10 до 200mL/min | UP100H |
| 10 до 2000mL | 20 до 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 до 20L | 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 до 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | већи | група уређаја UIP16000 |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Литература/Референце
- Hong, Chang-Kook; Isayev, A.I. (2003): Примена ултразвука велике снаге у рециклажи гуме. Корејско друштво за гуму: Еластомери и композити, том 38, број 2; 2003. 103–121.
- Walvekar, Rashmi; Mohammad. Afiq, Zulkefly; Ramarad, Suganti; Kalid, Siddiqui (2018): Девулканизација отпадне гуме из пнеуматика помоћу растварача на бази амина и ултразвучне енергије. MATEC веб-конференције, том 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): Испитивање поступка оксидативне десулфуризације потпомогнуте ултразвуком примењеног на искоришћење пиролитичког уља из отпадних пнеуматика. Часопис за чистију производњу, том 18, број 18, 2010. 1850–1858.
Корисне чињенице
Вулканизација / Девулканизација
Вулканизација је поступак којим се природни каучук, који има малу трајност и флексибилност, чини тврђим и трајним. У ту сврху природни каучук се загрева, а додавањем сумпора постиже се умрежавање полимера. Умрежавањем се полимерни молекули каучука, такозвани полиизопрени, међусобно повезују атомима сумпора. Вулканизацијом настаје такозвана вулканизована гума, која има боље перформансе и већу трајност. Вулканизована гума се може наћи у пнеуматицима, гуменим цревима, ђоновима обуће, играчкама итд.
Девулканизација је техника којом се раскида умрежена структура, конкретно везе сумпор–сумпор и/или угљеник–сумпор. То се може постићи различитим методама, као што су механохемијске, хемијске и биолошке методе, као и ултразвучном обрадом велике снаге.
Гума
Гуме су познате и као еластомери. Еластомер је скраћеница за еластични полимер. Еластомери испољавају вискоеластична својства: то су лепљиви, веома еластични полимери. Термин гума често се користи за издвајање групе еластомера који се морају вулканизовати или умрежити да би били употребљиви.
Од чега се прави гума за пнеуматике?
Гума за пнеуматике (на америчком енглеском „tire rubber“, а на британском енглеском „tyre rubber“) прави се од више компоненти, укључујући каучук, пунила и друге адитиве. Гума за пнеуматике може се састојати од природног каучука, добијеног из латексног сока који се лучи из коре каучуковог дрвета, или од синтетичког каучука. Синтетички каучуци се производе од нафте. Најчешће врсте синтетичког каучука су стирен-бутадиенски каучук (SBR), полибутадиенски каучук и бутил-каучук. Док је каучук главни састојак пнеуматика, пунила и адитиви се додају како би се добио функционалнији материјал за пнеуматике. Чађ и/или силицијум-диоксид су веома честа пунила за пнеуматике која се додају ради ојачавања смеше за пнеуматике. Чађ и силицијум-диоксид побољшавају приањање, повећавају отпорност пнеуматика на пробијање и смањују отпор котрљања пнеуматика. Антиоксиданси, антиозонанти и средства против старења су други адитиви који побољшавају квалитет пнеуматика и продужавају њихов век трајања.