Химични методи за преработка на отпадъчен каучук - технологии за смилане и рециклиране
Тази група включва методи, които водят до дълбоки необратими промени в структурата на полимерите. По правило тези методи се извършват при високи температури и се състоят в термично разлагане (унищожаване) на полимери в една или друга среда и получаване на продукти с различно молекулно тегло. Тези методи включват изгаряне, напукване, пиролиза. Крекингът е индустриален процес, при който въглеводородите от нефтените фракции се нагряват силно под налягане; в резултат на това големите молекули се разбиват на малки молекули, например по-висшите фракции (дестилат - течността, получена след кондензация в процеса на дестилация) се превръщат в бензин и керосин. Пиролиза - термично (термично) разлагане на химично съединение.
Изгаряне на отпадъчни полимери
Крекинг и пиролиза
Тези методи съчетават предимствата на опазването на околната среда и като основа за евентуалното производство на ценни химически продукти. Те се основават на термично разлагане на отпадъците при липса или висок дефицит на кислород, за да се запазят въглеводородните суровини. Както при крекинга на масло, когато мрежата от вулканизиран каучук се разпадне, се отделят нискомолекулни вещества, които могат да се използват като химически суровини или като гориво. Деполимеризацията на вулканизатите по време на пиролиза възниква в резултат на разкъсване на омрежени връзки и гръбначни вериги. В процеса на пиролиза на продукти, съдържащи каучук, се получават различни продукти: газообразни (около 12%), твърди (около 36%), течни (35-52%), съотношението между които зависи от условията на процеса. Газовата фаза обикновено се състои от смес от водород, метан, въглероден окис и диоксид и наситени въглеводороди с ниско молекулно тегло. Добивът на течни продукти зависи от условията на отопление. Течната фаза съдържа предимно изопрен, стирен, дипентен, трипентен, бутадиен и много други, по-често ненаситени съединения и петролни масла. Твърдият остатък от пиролиза съдържа пълнители, цинков оксид, термично неразложими каучукови въглеводороди и вторични съединения. По време на термична обработка на цели и натрошени гуми се наблюдава най-висок добив на масло при 500 0 C, при 900 0 C се наблюдава най-висок добив на газ. В този случай добивът на продукта се определя само от температурата, а не от размера на парчетата гуми. От един тон каучукови отпадъци пиролизата може да произведе 450-600 литра пиролизно масло и 250-320 кг сажди от пиролиза, 55 кг метал, 10,2 м3 пиролизен газ. Пиролизата може да се извърши в инертна, редуцираща, окислителна или парна среда. Технологично процесът може да се осъществи в кипящ слой, който се създава от кварцов пясък, топки от алуминиев оксид, керамика, сажди от пиролиза. При извършване на процеса на термично разлагане при налягане 100-300 атмосфери текстилната корда не се отстранява, тъй като в процеса на хидрокрекинг се разлага на нискомолекулни въглеводороди. В този случай изходният материал може да бъде доставен както в смачкана форма, така и под формата на цели гуми с по-нататъшното им топлинно топене в екструдер. Най-голям интерес сред рециклируемите продукти за пиролиза представлява саждите. Повечето от съществуващите методи за пиролиза обаче не произвеждат висококачествени сажди. Саждите за пиролиза се характеризират с високо съдържание на пепел и нисък усилващ ефект. Една от областите на неговото използване може да бъде производството на печатарски мастила. Течните продукти за пиролиза могат да се използват като филмообразуващи разтворители, пластификатори, омекотители за регенерация на каучук. Смолата от смола за пиролиза е добър омекотител, който може да се използва самостоятелно или да се смесва с други съставки. Тежката фракция на пиролизата като добавка към битума, използван в пътното строителство, може да повиши неговата еластичност, устойчивост на студ и влага. От газообразната фракция на пиролизата могат да се изолират ароматни масла, подходящи за използване при производството на каучукови съединения. Нискомолекулните въглеводороди могат да се използват като суровини за органичен синтез и като гориво. Пиролитичните методи за оползотворяване на вулканизирани отпадъци включват методи за термично разлагане в средата на въглеводородните масла и в битума. При разлагане в среда от масла се получава суспензия от сажди в тежко масло, която може да се използва като гориво вместо мазут, а в някои случаи може да се включи в процеса на производство на каучук. Когато отпадъчната гума се нагрява в течна среда с въглеводород в продължение на 0,1-50 часа при 204-427 ° C, се получава течен маслоподобен продукт, който при допълнителна обработка се превръща в смола. Може да се добавя към каучукови смеси в дози до 50 тегл. часа на 100 тегл. ч. гума. Разтварянето на трохи от каучук в битум при същите условия дава възможност за получаване на антикорозионни и хидроизолационни мастики и освен това може да се използва като добавка към пътния битум за повишаване на неговата еластичност и устойчивост на замръзване. Интересът към пиролизата се дължи на факта, че тя може да се използва за обезвреждане на значително количество всякакъв вид каучукови отпадъци, а получените продукти могат да се използват в различни индустрии като суровини за производството на асфалт, мастика, антикорозия покрития и гориво. Нарастването на интереса към пиролизата на каучука е улеснено от установената възможност за изследване за получаване на сажди, използвани като каучуков пълнител. Въпреки това, нито един от съществуващите процеси все още не е произвел висококачествени сажди.