再生胶是指废旧硫化橡胶经过粉碎、加热,机械处置等物理化学过程,使其从弹性状况转变成具备塑性和黏性的、可以再硫化的橡胶,简称再生胶。
(一)再生胶生产工艺办法
再生胶的生产,国内现在主要使用水油法、油法和动态脱硫法。
(1)油法工艺容易,厂房无特殊需要,建厂投资低,生产本钱少,无污水污染。但再生成效差,再生胶性能偏低,对胶粉粒度需要较小(28~30目),合适于胶鞋和杂胶品种及中小规模生产。
(2)水油法工艺复杂,厂房为楼房,有特殊需要,生产设施多,建厂投资大,胶粉粒度需要较小,生产本钱较高。有污水排放,所以应有污水处置设施。但再生成效好,再生胶水平高且较稳定,特别对含天然橡胶成分多的废胶能生产出优级再生胶。合适于汽车轮胎类、胶鞋类、杂胶类等废胶品种和中大规模生产。
(3)高温动态脱硫法废胶不需粉碎非常细,通常20目左右即可。适用胶种广,天然橡胶、合成橡胶的废胶均可脱硫,且脱硫时间短,生产效益好。纤维含量可达10%,高温时可全部炭化。没污水排放,对环境污染小,再生胶水平好,生产工艺较容易等。但设施投资较油法大,脱硫工艺条件需要严格,合适于各类废胶品种和中大规模生产。
另外,迅速脱硫法、化学处置法和微波法的研究都获得了进展,并且在一些厂投入生产。
不论使用何种再生办法,再生胶的制造工艺都分为废胶分类、切胶、洗胶、粉碎、再生精炼等工段或工序。切胶、洗胶、粉碎等为前道工序也称废胶处置工段,其目的是制造出胶粉。再生工段是重要工段,目的是使硫化胶粉再生获得塑性,所谓“再生”即由此而来。捏炼、滤胶、精炼是最后工序,也称精炼工段,其目的是对再生后的胶粉进行精制加工制成再生胶成品。
2.再生机理
再生胶的主要反应过程叫“脱硫”(或再生)。脱硫原系指从硫化橡胶中把结合硫黄脱出而成为未硫化状况,也是一个与硫化相反的过程。然而,这在实质生产中是不可能的。真实的状况只能使硫化胶发生部分降解,破坏原有些网状结构,从而使废旧硫化胶的可塑性得到肯定的恢复。
再生用途的实质是热、氧、机械力和化学再生剂的综合降解用途。通过这类降解用途促进硫化胶分子在交联点及交联点间的分子主链处发生不规则的断裂。这种不规则的断裂,致使了再生胶中包含两部分物质,即可溶于三氯甲烷的溶胶部分与不溶于三氯甲烷的凝胶部分。因为交联键和分子链降解,溶胶部分脱离开了硫化胶的总互联网,它们的相对分子水平可从几千到几百万。凝胶部分则仍维持硫化胶的三维空间结构,只不过因为降解而呈很疏松的结构状况。
影响再生过程的主要原因是机械力用途、热氧用途和再生剂有哪些用途。机械力用途使硫化胶网状结构的破坏发生于碳—碳键或碳—硫键上,而研磨又能使橡胶分子在其与炭黑颗粒表面的键合处分开。所以机械裂解的状况大部分是在比较低的温度下发生的,断裂程度与温度密切有关。
由电子维持在裂解分子的末端,呈现不稳定状况,并具备再结合的能力。若没其他物质存在,伴随自由基浓度的不断增加,裂解速度会渐渐减慢。但氧的存在会使裂解的自由基进一步被氧化生成橡胶分子的过氧化氢物,高温下过氧化氢物的生成占优势。因为过氧化氢物的裂解,加剧了橡胶网状结构的破坏。
除此之外,加入软化剂(也称再生油),尤其是少量再生活化剂都能显著地促进再生过程的进行。软化剂对橡胶起溶胀用途,使网状结构松弛,从而增加了氧的渗透用途,有益于分子链的氧化断裂,并减少了重新结构化的可能性,加快了再生过程。因为这种物质能溶于橡胶中,因此还能提升再生胶的塑性和黏性。软化剂用量通常在l0~20份左右。常见的软化剂有,煤焦油、松焦油、松香、妥尔油、萜烯油及石油抽出油等。对天然、丁苯等硫化胶,煤焦油、松焦油、妥尔油都有非常不错的再生成效。其中煤焦油资源丰富,但污染性大,并有不好的气味:松焦油污染性小,工艺性能也好;妥尔油与松焦油相似。松香可提升再生胶黏性,但不适合多用,以2~3份为宜,不然影响再生胶料的耐老化性能。用石油抽出油等石油商品所制备的再生胶虽无污染性,但再生胶强力低,若与其他软化剂并用,可提升再生成效。
再生活化剂在再生过程中能分解源于由基,可加速橡胶热氧化速度,或起自由基同意体有哪些用途,来稳定热氧化生成的橡胶自由基,阻止它们再度结合,同时活化剂还能引发双硫键和多硫键的降解,提升硫化胶再生时交联键的破坏程度,从而尽快达到再生之目的。再生活化剂的用量虽少(2份以下),但却可以大幅度地缩短再生时间,降低软化剂用量,并可改变再生胶工艺加工性能和水平,常见的再生活化剂有芳香族和脂肪族硫醇和二硫化物,如硫醇锌盐、多烷基芳烃二硫化物、多烷基苯酚二硫化物和间二甲苯二硫化物等。
至于一些合成橡胶硫化胶的再生问题,因为合成橡胶本身分子结构及所用交联剂的特殊性,导致其硫化胶的再生比较困难,表现为再生速度慢、成效差等。比如合成橡胶在加热再生过程中其裂解破坏程度远低于天然橡胶,在裂解后又重新结合(这对于侧链上含有双键的硫化胶尤为明显)等。因此合成橡胶的再生需要使用再生活化剂及适合的再生软化剂,提升它们的用量与再生温度,延长再生时间,方能获得较好的再生成效。
影响硫化胶再生的主要原因有机械力、热氧、软化剂和活化剂四个方面。
(1)机械力有哪些用途机械力可使硫化胶的网状结构破坏,发生于C—C键或C—S键上,而机械用途的研磨又能使橡胶分子在其与炭黑粒子表面的缔合处分开。所有这类断裂大部分是在比较低的温度下发生的,断裂程度与温度密切有关。
(2)热氧有哪些用途热能促进分子运动加剧,致使分子链的断裂。在大约80℃时,热裂解明显,到150℃左右,热裂解速度加快,然后每升高10℃热裂解速度大约加快1倍。裂解后的游离基停留在裂解分子的末端,呈现不稳定状况。假如如此的分子相遇在其末端具备再结合的能力,若没其他物质存在,伴随游离基浓度增加,裂解速度会渐渐减慢。氧的存在可使游离端基与氧用途,生成氢过氧化物等。而氢过氧化物本身也能加剧橡胶网状结构破坏,大大加快了再生速度。
(3)软化剂有哪些用途软化剂是低分子物质,容易进入硫化胶网状中去,起溶胀用途,使网状结构松弛,从而增加了氧化渗透用途,有益于网状结构的氧化断裂,并能减少重新结构化的可能性,加快了再生过程。因为这种物质能溶于橡胶中并且本身具备肯定的粘性,因此能提升再生胶的塑性与粘性。软化剂用量通常为10~20份,常见的品种有煤焦油、松焦油、松香、妥尔油、双戊烯等。
(4)再生活化剂有哪些用途再生活化剂简称活化剂,在再生脱硫过程中能分解源于由基。该自由基可加速热氧化速度或起游离基同意体有哪些用途,来稳定热氧化生成的橡胶自由基,阻止它们再度结合。同时再生活化剂还能引发双硫键和多硫键的降解,提升硫化胶再生时交联的破坏程度,从而达到尽快再生之目的。少量(1~2.5份)再生活化剂即Q8显示出明显的再生成效。常见的再生活化剂有芳香族硫醇二硫化物,如活化剂420(多烷基苯酚二硫化物)、活化剂901(多烷基芳烃二硫化物)、活化剂463(4,6—二叔丁基-3-甲基苯酚二硫化物)、活化剂6810(间二甲苯二硫化物)、苯肼、胺及金属氧化物等。
4.再生胶的用法意义和应用
再生胶在橡胶工业中变废为宝,它具备肯定的塑性和补强用途,易与生胶和配合剂凝合,加工性能好,它能代替部分生胶掺入橡胶制品中,亦可单独制作橡胶制品。这不只扩大了橡胶的出处,节省了生胶,减少制品本钱,还能改变胶料的工艺性能,节省加工能耗,并可改变制品的某些性能,从而收到一系列的技术和经济成效。用再生胶有以下优点。
①价格实惠。其橡胶含量约为50%,并含有很多有价值的软化剂、氧化锌和炭黑等。而其扯断强度可达9~10MPa以上。
②有好的塑性,易为生胶和配合剂混合。因此掺用再生胶混炼时,不只使混炼胶水平均匀,并可节省工时,减少动力消耗。
③用再生胶,可使混炼、热炼、压延、压出等加工过程的生热降低,从而可防止因胶温过高而焦烧,这对炭黑含量多的胶料非常重要。
④掺用再生胶的胶料流动性好,因此压延、压出速度快、压延时的缩短性和压出时的膨胀性小,半成品外观缺点少。
⑤掺用再生胶的胶料热塑性小,因此在成型和硫化时易于维持原形。
⑥硫化速度快,硫化返原倾向小。
⑦可提升制品的耐油和耐酸碱性能。
⑧耐老化性好,能改变制品的耐自然老化及耐热氧老化性能。
基于上述优点,再生胶可广泛用于各种橡胶制品。如胶鞋的海绵中底可以很多掺用或全用再生胶。在汽车轮胎生产中,再生胶可用于制造垫带,钢丝圈胶、三角胶条等,对于小规格的乘汽车使用胎的帘布层胶、胎侧胶及胎面底层胶等也可适当地用再生胶。汽车用胶板,室内橡胶地毯,某些工业用胶管和各种压出制品、模型制品均可掺用部分再生胶。另外,硬质胶板、蓄电池壳也可掺用再生胶制造。总之,对机械强度等物理机械性能需要不高的橡胶制品,均可掺用再生胶制造。通常,全部用再生胶的状况较少,而并用状况较多。除去丁基橡胶外,再生胶与各种通用橡胶都能非常不错互容,用时不会有哪些困难。






