Тема 23. Регенерат. Процесс регенерации резины.

Регенерат — продукт переработки старых резиновых изделий (в основном, шин) и вулканизованных отходов производства. Регенерат — пластичный материал, способный смешиваться с кау­чуком и ингредиентами, подвергаться технологической обработке и вновь вулканизоваться при введении в него вулканизующих веществ.

Наиболее распространенным методом, позволяющим частично перерабатывать и использовать старую резину, является регенерация. Общим принципом большинства существующих методов регенерации является термоокислительная или термомеханическая деструкция набухших вулканизатов.
Процесс регенерации включает следующие технологические операции: сортировку и измельчение резины, освобождение ее от текстильного волокна и металла, девулканизацию и механическую обработку девулканизата. Разные способы регенерации отличаются главным образом техническим оформлением процесса девулканизации.

К устаревшим методам регенерации относятся щелочной, кислотный, термический, паровой, а также метод растворения.

В России в настоящее время применяются три метода регенерации: водонейтральный, термомеханический и метод диспергирования.

К недостаткам водонейтрального метода относятся периодичность процесса и низкое качество регенерата вследствие больших дозировок мягчителя.

Наиболее широкое распространение получил непрерывный термомеханический метод. Процесс девулканизации в данном случае осуществляется в непрерывном шнековом девулканизаторе в присутствии мягчителя и активатора деструкции. Методом диспергирования получается регенерат наиболее высокого качества, однако данный процесс не получил пока широкого распространения вследствие сложностей, связанных с распылительной сушкой водной дисперсии резины.

 

Рис.43- Схема участка измельчения резины. 1- загрузочный желоб; 2 – дробильные вальцы; 3 – ленточный транспортер; 4 – элеватор; 5 – сито вибрационное; 6 – отборочный транспортер.

Каучуковое вещество регенерата состоит из гель-фракции, сохраняющей разреженную сетчатую структуру вулканизата, и золь-фракции, содержащей достаточно короткие отрезки разветвленных цепей с молекулярной массой около 10000. Поскольку в регенерате сохраняется сетчатая структура вулканизата, при введении регенерата в резиновую смесь возникает микро неоднородность, которая отрицательно сказывается на прочностных свойствах резин. Наличие низкомолекулярных фракций в регенерате вызывает снижение износостойкости резин. В этой связи регенерат практически не применяется в протекторных резинах. В настоящее время применение регенерата в резиновой промышленности ограничивается главным образом использованием его как технологической добавки, улучшающей обрабатываемость резиновых смесей, и как сырья для неответственных изделий.

Водонейтральный метод регенерации
Метод включает следующие основные операции: подготовку резины; подготовку мягчителей и активаторов; девулканизацию; влагоотделение и сушку; механическую обработку.

 

 

Измельчение отходов.

 

Изношенные покрышки, ездовые, авиационные и варочные камеры сортируют на группы по типу содержащихся в них каучуков. Рецептуру и режим девулканизации выбирают в зависимости от типа и содержания каучука в резине. После этого покрышки поступают на моечную машину и борторезательные станки. Вырезанные бортовые кольца, содержащие толстый металлокорд и металлическую проволоку удаляют, а покрышку разделяют на две части по короне и затем рубят на куски на механических ножницах. Полученные сектора подают на шинорез, где они измельчаются на куски размером 30-70 мм. Дальнейшее измельчение резины и отделение кордного волокна осуществляется на дробильных вальцах с рифленой поверхностью валков и на размольных вальцах, агрегированных с вибрационными сеялками. Технологическая цепочка может включать одни или несколько последовательно расположенных вальцев.

 

Схема работы дробильных вальцов в агрегате с вибрационным ситом представлена на рис. 1. Вибрационное сито устанавливают на специальной монтажной площадке над вальцами или на втором этаже. Исходные куски подаются по направляющему желобу 1. Прошедшая через дробильные вальцы 2 резина ленточным транспортером 3 подается на элеватор 4 и далее на вибрационное сито 5, где производится рассев на мелкую фракцию, отбираемую по транспортеру 6, крупную фракцию, направляемую на доизмельчение и текстильные отходы, снимаемые с верхней сетки и направляемые потребителю или на дальнейшую переработку.

Термомеханический метод регенерации.

Регенерацию термомеханическим методом проводят в червячных машинах при действии высоких температур (200 °С) и мощных механических воздействиях, при этом продолжительность "девулканизации” резины составляет всего несколько минут. Такой регенерат более однороден и пластичен по сравнению с регенератом, полученным водонейтральным методом. Термомеханический метод регенерации резины является технически наиболее совершенным из всех существующих методов благодаря возможности создать непрерывный процесс и обеспечить полную механизацию и значительную автоматизацию.

 

Перспективным является метод производства регенерата "диспергированием”, заключающийся в механическом измельчении резины до тонкодисперсного состояния в присутствии активаторов процесса регенерации - поверхностно-активных веществ в водной среде. Процесс диспергирования осуществляется при 40—60 °С, что предотвращает развитие окислительных процессов и способствует меньшему изменению каучукового вещества резины в процессе регенерации. В основном регенерат получают из резин на основе каучуков общего назначения (натурального, изопренового, бутадиен-стирольного) и их комбинаций.

Вопросы для закрепления знаний

1. Регенерат-это?

2. Виды переработки?

3. Сущность водонейтрального метода?

4. Сущность термомеханической регенерации?