การรีไซเคิลยางรถยนต์ด้วยอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูง
ยางรถยนต์ที่ใช้แล้วเป็นวัสดุที่มีพิษและไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ ทำให้การกำจัดเป็นปัญหาทั้งด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจ การดีวัลคาไนซ์ด้วยอัลตราซาวนด์เป็นวิธีที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพในการรีไซเคิลยางรถยนต์ที่ใช้แล้ว ซึ่งช่วยให้นำยางรถยนต์ที่ใช้แล้วกลับมาใช้ใหม่ได้ การรีไซเคิลยางรถยนต์ด้วยอัลตราซาวนด์เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างเรียบง่ายและผ่านการทดสอบอย่างประสบความสำเร็จแล้ว ความสามารถในการขยายขนาดกระบวนการรีไซเคิลยางรถยนต์ด้วยอัลตราซาวนด์แบบเชิงเส้นทำให้สามารถแปรรูปยางปริมาณมากในระดับอุตสาหกรรมได้ด้วยต้นทุนที่ประหยัด
ปัญหาขยะยาง
ยางรถยนต์ที่ใช้แล้วก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากมีพิษและไม่สามารถย่อยสลายได้ โครงสร้างคาร์บอนที่มีการเชื่อมขวางจากการวัลคาไนซ์และความเป็นพิษทำให้การกำจัดเป็นภาระต่อสิ่งแวดล้อม เทคนิคการรีไซเคิลยางแบบดั้งเดิมไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจและไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม อีกทั้งวัสดุยางใหม่ที่ผลิตโดยใช้ยางรีไซเคิลมีคุณภาพต่ำ เนื่องจากสายโซ่พอลิเมอร์หลักของยางที่ใช้แล้วถูกเปลี่ยนแปลงและอ่อนแอลง
เนื่องจากยางรถยนต์เป็นหนึ่งในแหล่งขยะที่สร้างปัญหามากที่สุด จึงจำเป็นต้องมีวิธีรีไซเคิลที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและประหยัด ไพโรไลซิสและการดีวัลคาไนซ์เป็นกระบวนการรีไซเคิลยางรถยนต์ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุด ความก้าวหน้าในการรีไซเคิลยางรถยนต์ที่ใช้แล้วมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการยุติภาระด้านสิ่งแวดล้อมจากยางรถยนต์ และช่วยลดการทิ้งยางรถยนต์ในหลุมฝังกลบ
การบำบัดด้วยอัลตราซาวนด์สามารถเพิ่มความเข้มข้นและปรับปรุงกระบวนการรีไซเคิลยางรถยนต์สมัยใหม่ทั้งสองกระบวนการ ได้แก่ ไพโรไลซิสและการดีวัลคาไนซ์
ระบบอัลตราซาวนด์สำหรับการดีวัลคาไนซ์ยางที่ใช้แล้ว
บล็อกเครื่องอัดรีดที่ออกแบบเฉพาะเพื่อถ่ายทอดพลังงานอัลตราซาวนด์เข้าสู่อีลาสโตเมอร์ร้อน
การดีวัลคาไนซ์ยางรถยนต์ด้วยอัลตราซาวนด์
การดีวัลคาไนซ์ด้วยอัลตราซาวนด์ทำลายการเชื่อมขวางของพันธะเคมีกำมะถัน–กำมะถันและกำมะถัน–คาร์บอนในยางรถยนต์ ทำให้ได้ยางหลอมเหลวที่อ่อนนุ่ม ยางหลอมเหลวที่เกิดจากอัลตราซาวนด์นี้สามารถนำไปแปรรูปซ้ำและขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ยางใหม่ เช่น ยางรถยนต์ใหม่ ข้อได้เปรียบสำคัญของการดีวัลคาไนซ์ด้วยอัลตราซาวนด์คือใช้ความร้อนน้อยลงอย่างมาก ขั้นแรก ชิ้นส่วนยางรถยนต์ที่ใช้แล้วจะถูกให้ความร้อนจนถึงประมาณ 400ºF หรือ 200ºC จากนั้นป้อนด้วยเครื่องป้อนแบบสกรูผ่านเซลล์แบบไหล ซึ่งยางที่ใช้แล้วจะได้รับการบำบัดด้วยอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงภายใต้ความดันสูง ระหว่างการดีวัลคาไนซ์ด้วยอัลตราซาวนด์ ยางจะเปลี่ยนจากสถานะของแข็งเดิมเป็นสารที่มีความหนืดสูง การใช้อัลตราซาวนด์ความเข้มสูงทำลายโครงข่ายสามมิติของอีลาสโตเมอร์ที่ผ่านการวัลคาไนซ์ได้อย่างรวดเร็ว การบำบัดด้วยอัลตราซาวนด์เพื่อทำลายการเชื่อมขวางของพันธะเคมีใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาที ยางหลอมเหลวที่ผ่านการบำบัดด้วยอัลตราซาวนด์สามารถเสริมความแข็งแรงด้วยสารทำให้ยางคงรูปและสารตัวเติม แล้วขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ยางใหม่ได้
การยกระดับคุณภาพกากไพโรไลซิสด้วยอัลตราซาวนด์
กากไพโรไลซิสสามารถยกระดับคุณภาพได้โดยบำบัดด้วยอัลตราซาวนด์ในกรดไฮโดรคลอริกและกรดไฮโดรฟลูออริก เพื่อให้ได้คาร์บอนแบล็กจากไพโรไลซิส การบำบัดด้วยอัลตราซาวนด์สามารถยกระดับคุณภาพกากไพโรไลซิสจากยางรถยนต์ที่ใช้แล้วให้เป็นคาร์บอนแบล็กเชิงพาณิชย์ที่มีมูลค่าเพิ่มสูงได้อย่างประสบความสำเร็จ การบำบัดด้วยอัลตราซาวนด์หลังไพโรไลซิสจึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของการไพโรไลซิสยางรถยนต์ที่ใช้แล้วอย่างมีนัยสำคัญ
เครื่องอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูง
Hielscher Ultrasonics เป็นพันธมิตรที่มีประสบการณ์ของคุณในด้านกระบวนการอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูง การดีวัลคาไนซ์ด้วยอัลตราซาวนด์ต้องใช้เครื่องประมวลผลอัลตราซาวนด์อุตสาหกรรมกำลังสูงที่สามารถทำงานภายใต้สภาวะความดันสูงและอุณหภูมิสูงได้ ข้อกำหนดเบื้องต้นอีกประการหนึ่งคือการให้แอมพลิจูดที่สูงมาก สามารถใช้งานที่แอมพลิจูดสูงถึง 200µm ได้อย่างต่อเนื่องตลอด 24/7 อย่างง่ายดาย สำหรับแอมพลิจูดที่สูงกว่านี้ มีโซโนโทรดอัลตราซาวนด์ที่ออกแบบเฉพาะให้เลือกใช้ โซโนโทรดสำหรับความดันสูง/อุณหภูมิสูงของ Hielscher ผลิตและปรับจูนให้เหมาะกับสภาวะที่มีข้อกำหนดเข้มงวดของกระบวนการดีวัลคาไนซ์ เมื่อใช้แม่พิมพ์อัดรีดที่ออกแบบเฉพาะ จะสามารถสอดฮอร์นอัลตราซาวนด์ (โซโนโทรด) เข้าไปในกระบอกเครื่องอัดรีดได้ ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราซาวนด์ของ Hielscher ช่วยให้ทำงานหนักได้ตลอด 24/7 และใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดเข้มงวดได้ สมรรถนะสูงและความเชื่อถือได้ทำให้เครื่องอัลตราซาวนด์ของ Hielscher เป็นกำลังหลักในการนำยางกลับมาใช้ใหม่!
ตารางด้านล่างแสดงความสามารถในการแปรรูปโดยประมาณของเครื่องอัลตราซาวนด์ของเรา:
| ปริมาตรต่อแบตช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนำ |
|---|---|---|
| 1 ถึง 500mL | 10 ถึง 200mL/min | UP100H |
| 10 ถึง 2000mL | 20 ถึง 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 ถึง 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | สูงกว่านี้ | ชุดอุปกรณ์หลายเครื่องของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / สอบถามเรา!
วรรณกรรม/เอกสารอ้างอิง
- Hong, Chang-Kook; Isayev, A.I. (2003): การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงในการรีไซเคิลยาง The Rubber Society of Korea: Elastomers and Composites เล่ม 38 ฉบับที่ 2; 2003. 103–121.
- Walvekar, Rashmi; Mohammad. Afiq, Zulkefly; Ramarad, Suganti; Kalid, Siddiqui (2018): การดีวัลคาไนซ์ยางรถยนต์ที่ใช้แล้วโดยใช้ตัวทำละลายที่มีเอมีนเป็นองค์ประกอบหลักและพลังงานอัลตราซาวนด์. MATEC Web of Conferences เล่ม 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): การศึกษากระบวนการกำจัดกำมะถันด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชันโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย เพื่อประยุกต์ใช้ในการใช้ประโยชน์จากน้ำมันไพโรไลซิสจากยางรถยนต์ที่ใช้แล้ว Journal of Cleaner Production เล่ม 18 ฉบับที่ 18, 2010. 1850–1858.
ข้อเท็จจริงที่ควรรู้
การวัลคาไนซ์ / การดีวัลคาไนซ์
การวัลคาไนซ์ เป็นกระบวนการที่ทำให้ยางธรรมชาติซึ่งมีความทนทานและความยืดหยุ่นต่ำ มีความแข็งและทนทานมากขึ้น โดยให้ความร้อนแก่ยางธรรมชาติและเติมกำมะถันเพื่อให้เกิดการเชื่อมขวางระหว่างพอลิเมอร์ การเชื่อมขวางทำให้โมเลกุลพอลิเมอร์ของยางที่เรียกว่าพอลิไอโซพรีนเชื่อมต่อกันด้วยอะตอมกำมะถัน การวัลคาไนซ์ทำให้ได้ยางที่เรียกว่ายางวัลคาไนซ์ ซึ่งมีสมรรถนะและความทนทานสูงขึ้น ยางวัลคาไนซ์พบได้ในยางรถยนต์ ท่อยาง พื้นรองเท้า ของเล่น เป็นต้น
การดีวัลคาไนซ์ เป็นเทคนิคที่ตัดโครงสร้างการเชื่อมขวาง โดยเฉพาะพันธะกำมะถัน–กำมะถันและ/หรือคาร์บอน–กำมะถัน ซึ่งสามารถทำได้ด้วยวิธีต่าง ๆ เช่น วิธีเชิงกลร่วมกับเคมี วิธีทางเคมี วิธีทางชีวภาพ และการใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูง
ยาง
ยางเรียกอีกอย่างว่าอีลาสโตเมอร์ คำว่าอีลาสโตเมอร์เป็นคำย่อของพอลิเมอร์ยืดหยุ่น อีลาสโตเมอร์แสดงสมบัติหนืดยืดหยุ่น โดยเป็นพอลิเมอร์ที่เหนียวและมีความยืดหยุ่นสูงมาก คำว่ายางมักใช้เพื่อแยกกลุ่มอีลาสโตเมอร์ที่ต้องผ่านการวัลคาไนซ์หรือการทำให้คงรูปจึงจะนำไปใช้ประโยชน์ได้
ยางรถยนต์ทำจากอะไร?
ยางรถยนต์ ซึ่งเรียกว่า tire rubber ในภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน หรือ tyre rubber ในภาษาอังกฤษแบบบริติช ทำจากองค์ประกอบหลายชนิด ได้แก่ ยาง สารตัวเติม และสารเติมแต่งอื่น ๆ ยางรถยนต์อาจประกอบด้วยยางธรรมชาติที่ทำจากน้ำยางซึ่งหลั่งออกจากเปลือกต้นยางพารา หรือยางสังเคราะห์ ยางสังเคราะห์ทำจากปิโตรเลียม ชนิดของยางสังเคราะห์ที่พบมากที่สุด ได้แก่ ยางสไตรีน–บิวทาไดอีน (SBR) ยางพอลิบิวทาไดอีน และยางบิวทิล แม้ว่ายางจะเป็นส่วนประกอบหลักของยางรถยนต์ แต่มีการผสมสารตัวเติมและสารเติมแต่งเพื่อให้ได้วัสดุยางรถยนต์ที่มีสมบัติการใช้งานดีขึ้น คาร์บอนแบล็กและ/หรือซิลิกาเป็นสารตัวเติมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในยางรถยนต์ โดยเติมเพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับยางคอมพาวด์ คาร์บอนแบล็กและซิลิกาช่วยเพิ่มการยึดเกาะ ทำให้ยางรถยนต์ทนต่อการเจาะทะลุได้มากขึ้น และลดความต้านทานการหมุนของยางรถยนต์ สารต้านออกซิเดชัน สารต้านโอโซน และสารป้องกันการเสื่อมสภาพเป็นสารเติมแต่งอื่น ๆ ที่ช่วยปรับปรุงคุณภาพยางรถยนต์และยืดอายุการใช้งานของยางรถยนต์