Главная » О регенерации резин

Общие сведения о регенерации резин

Регенерат представляет собой продукт переработки старых ре­зиновых изделий и вулканизованных отходов производства. Регенерат является одним из компонентов резиновых смесей. Это пла­стичный материал, который легко смешивается с каучуком и раз­личными ингредиент и может вулканизироваться в обычных условиях при применении серы, активаторов и ускорителей. Поэто­му реагент применяют в качестве заменителя каучука (частично или полностью) в производстве некоторых резиновых изделий.

Такие изделия, как резиновые коврики, полутвердая трубка, мож­но получать из регенерата без добавки каучука.

Производство реагента имеет большое экономическое значе­ние, так как дает возможность использовать каучук, который оста­ется от старых резиновых изделий, сократить расход свежего кау­чука и значительно снизить затраты на производство резиновых изделий. Например, автомобильные коврики в процессе эксплуа­тации теряют в результате износа всего около 15—20% своей первоначальной массы, таким образом, и старых автопокрышках ос­тается около 75% израсходованного на их производство каучука и других ценных ингридиентов, повторное использование которых выгодно для народного хозяйства.

Применение высококачественного регенерата облегчает изготовление резиновых смесей, способствует более равномерному рас­пределению ингридиентов в резиновых смесях, снижает снижает температуру смешения.

Регенерат улучшает некоторые свойства вулканизатов:

- стой­кость к старению,

- теплостойкость и стойкость к действию горячей воды и пара, кислот и щелочей.

Но в производстве резиновых изделий ответственною назначения регенерат применяют в ограни­ченном количестве, т.к. он ухудшает физико-механические показатели резин, снижает прочность при растяжении и выносливость при многократных деформациях.

Весьма успешно регенерат используется и производстве аккумуляторных  эбонитовых баков, в рецептуре смесей которых при­меняется 400% регенерата от массы каучука. В резиновых смесях для автомобильных ковриков расходуется до 500% регенерата.

 

Механизм процесса девулканизации

Основной процесс производства регенерата — процесс девулканизации — обычно осуществляется путем нагревания измельчен­ной резины с мягчителями  течение нескольких часов при темпе­ратуре 160— 190°С. В процессе девулканизации вулканизованный каучук деструктируется, вследствие чего пространственная струк­тура вулканизата «разрыхляется», т.е. уменьшается густота про­странственной сетки за счет разрушения части поперечных серных связен и некоторой части основных молекулярных цепей, что приводит к образованию растворимом фракции со средней молеку­лярной массой 6000—12000.

Таким образом, каучуковое вещество в регенерате находится в виде массы «размягченного» и набухшего в мягчителе геля (не­растворимая часть) и распределенных в ней частиц золя (раство­римая часть). Процесс разрушения пространственной сетки облегчается набуханием резины в мягчителях. В результате некоторого разрушения сетчатой структуры вулканизата образующийся девулканизат приобретает пластичность, способности к частичному растворению, прочность его при растяжении становится значи­тельна ниже прочности при растяжении исходной резины.

В продукте девулканизации так же как и в мягком вулканизате, большая часть двойных связей остается ненасыщенной, чем и объясняется способность регенерата вулканизоваться. Девулканизацию ренин из натурального каучука и резин из синтетического каучука СКВ или СКС-30 проводят в разных условиях. Резина из натурального каучука, содержащая небольшое количество се­ры, может быть девулканизована путем нагревания без добавки мягчителя. При регенерации резин из натрий-бутадиеновых каучуков, склонных к структурированию и имеющих пониженное содер­жание двойных связей в главных цепях по сравнению с натураль­ным каучуком, необходимо применять значительное количество мягчителей.

Для успешного проведения девулканизации реяин из синтети­ческих каучуков требуется более тонкое измельчение резин для увеличения поверхности и облегчения взаимодействия с мягчителями. Благоприятное влияние оказывает также на девулканизацию этих каучуков снижение температуры и уменьшение продолжительности нагревания при девулканизации, что приводит к замед­лению структурирования каучука. Длительное нагревание может оказать вредное влияние на пластичность регенерата из синтетического каучука СКБ или СКС.

Роль мягчителей при девулканизации сводится к тому, что молекулы мягчителей каучука увеличивают межмолекулярные расстояния и уменьшают межмолекулярные взаимодействия в каучуке и тем самым уменьшают вероятность процесса структурирования; подвижность отдельных элементов структуры при этом увеличивается.

Мягчители не только участвуют в процессе регенерации, но и входят в состав регенерата, повышая его пластичность. Кроме того, непредельные соединения, содержащиеся в мягчителях, могут взаимодействовать как со свободной серой, содержащейся в вулканизате, так и с серой, выделяющейся при тепловой обработке при распаде полисульфидных связей; благодаря этому также уменьшается возможность структурирования каучука. В присутствии мягчителей, имеющих в своем составе непредельные соединения, склонных к окислению или образованию перекисей, происходит сопряженной окисление мягчителя и вулканизата. Такие мягчители в условиях регенирации образуют нестойкие перекисные соединения, распадающиеся на радикалы, которые инициируют окислительную деструкцию вулканизованного каучука.

 

Основное сырье регенератного производства

Основным сырьем, применяемым в производстве регенерата, яв­ляются старые резиновое изделия: автомобильные и авиационные покрышки, камеры, старые противогазные маски, изделия санита­рии и гигиены, резиновая обувь, резиновые технические изделия и т. л. Наиболее распространенным сырьем являются старые автомо­бильные покрышки.

Старые резиновые изделия, которые подверглись сильному старению, особенно под действием солнечных лучей и атмосферных условий (затвердевшие хрупкие пли осмолившиеся), непригодны для изготовления регенерата. Нерационально подвергать регенера­ции резиновые изделия содержащие большое количество текстиля и небольшое количество резины.

Из резины, которая непригодна для регенерации, путем терми­ческого разложения без доступа воздуха при 400 – 450⁰ С можно получить резиновое масло, пригодное в качестве мягчителя для регенерации резины и резиновых смесей. Разработаны способы производства из такой резины рулонных и других материалов.

Перед переработкой старые резиновые изделия рассортировывают. Покрышки сортируют на несколько групп в зависимости от их размера н содержания каучука. Основная цель рассортировки - подбор для переработки сырья, достаточно однородного по составу, степени вулканизации и физико-механическим свойствам. Из неоднородной  резины получается неоднородный по пластичности реге­нерат. Старая резина,  идущая  на  переработку,  не должна  иметь загрязнений.

 

Мягчители для регенерации резины

Выбор мягчителей для регенерации резин имеет очень большое значение. Мягчители, применяемые в регенератном производстве, должны обладать следующими свойствами:

- вызывать набухание резины и способствовать развитию процесса ее деструкции,

- иметь высокую температуру кипения,

- не содержать веществ, ускоряющих старение регенерата,

- способствовать образованию прочного и гладкого полотна при обработке на вальцах,

Установлено, что из резины на основе СК(М)С регенерат с вы­сокими показателями пластичности, прочности его вулканизатов при растяжении и относительного удлинения можно получить только при применении  непредельного мягчителя, содержащего циклические группировки и достаточное количество полярных групп.

Непредельность и наличие циклических группировок в млгчителе способствуют термоокислительной деструкции каучука и при­водят к получению пластичного регенерата. Циклические и поляр­ные группы, кроме того, усиливают связь между частицами регенерата; благодаря этому облегчается обработка регенерата (получение гладкой поверхности листа) и повышается его прочность при растяжении. Каучук в резине не является чистым углеводородом; он содержит полярные группы. Поэтому полярные группы, содер­жащиеся в мягчителе, способствуют более равномерному набуха­нию вулканизованного каучука и более равномерной регенерации.

Чаше всего в производстве регенерата в качестве мягчителей применяют сосковую и газогенераторную смолы, которые являются наиболее эффективными мигчителями для регенерации резин. Обычно их применяют в сочетании с мазутом или сланцевым маслом, которые самостоятельно в качестве мягчителей не исполь­зуются.

К списку