低温粉碎法制备胶粉及应用进展研究

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1、低温粉碎法制备胶粉及应用进展研究摘要：随着工业的发展，越来越多的废旧橡胶造成的污染威胁到了人们的正常的日常生活。对废旧橡胶的回收利用现状进行综述，介绍几种常见的处理废旧橡胶的方法，冷冻法粉碎橡胶的原理作用优点，国内外常用的几种低温粉碎法，并对其发展提出一些建议。还对胶粉在橡胶、塑料及铺路材料上面的应用情况进行全面介绍，并对胶粉的制备及应用进行展望。　　关键词：废旧橡胶；胶粉；冷冻粉碎；回收利用；应用　　　　1引言　　　　2003年我国橡胶消耗量为364万吨，成为世界第一大橡胶消费国。我国每年的废轮胎有过亿条，再加上胶管胶鞋及其它橡胶制品，总量400万

2、吨。由于废橡胶属于热固性的聚合物材料，在自然条件下很难发生降解，弃于地表或埋于土里的废橡胶十几年都不变质、不腐烂；橡胶作为一种污染物对环境对社会都造成很大的影响。因此，处理好废橡胶对充分利用再生资源、摆脱自然资源匮乏、减少环境污染、改善人们的生存环境具有重要意义。　　　　2废旧橡胶的处理方法　　　　目前对废旧橡胶的处理方法主要有以下几种：　　(1)将废旧橡胶热解为基本的化学物质；(2)将废旧橡胶加工成再生胶；(3)粉碎法制硫化胶粉。　　第一种方法污染严重，在很多国家已经被禁止。第二三种法有一定的可行性，是完全不同的两种工艺。它们都来源于废橡胶,用途

3、也相同,但它们之间存在四方面的差异：再生胶的生产过程长,经过粉碎、拌油、脱硫、精炼、压片等工序,其中脱硫在高温下进行,为橡胶分子的断链过程，会排放含分解物质的污水及包括含硫化氢在内的废气，对周围环境造成危害。国内再生胶生产企业多数规模小，技术水平低，在现行的市场体制下，废旧轮胎加工利用成本高，企业无力治理环境污染，二次污染比较严重。　　　　3几种低温粉碎的方法　　　　低温粉碎是利用某些材料在低温条件下的冷脆特性进行粉碎，可以得到较细的颗粒，在低温条件下粉碎物料，可以保持物料的品性，价值提高。在国外低温粉碎已经实现了工业化，利用液氮或天然气的冷量，粉碎废

4、旧轮胎，得到精细冷冻胶粉。用制冷剂将需要粉碎的物料快速冷冻到冷脆温度以下，随后将冷冻物料送入粉碎装置中进行粉碎。　　利用低温粉碎可以粉碎常温下难以粉碎的物料，如橡胶，热塑性塑料。粉碎热敏性物料，防止粉碎时变质。粉碎后的制品的成型好，堆比重大，流动性好。随着温度的降低，橡胶塑料等物质的抗拉强度，硬度，压缩强度会增高，而其冲击任性，延伸率降低，材料从常温降到低温，由“软”变“硬”表现出“温脆性”。用低温粉碎法制备的胶粉粒子，粒径较小，表面光滑，边角呈钝角状态，热氧化程度低，性能好。采用低温粉碎技术，回收轮胎等废旧橡胶生产细胶粉是今后废旧橡胶利用的一个重要的发

5、展方向。在制冷剂上选择空气替代液氮是符合我国国情的。　　冷冻粉碎法以块状、粒状生胶、废旧橡胶制品、废旧轮胎等固态胶为原料，通过冷却介质将其冷却到玻璃化温度以下，进行机械粉碎。低温粉碎法有胶粉粒径小，表面光滑，受热氧化程度低的特点，但生产成本高，主要用于高性能制品中，如子午线轮胎胎面胶、高性能塑料、涂料、黏合剂和军工产品等。　　橡胶有两种聚集态，即结晶态和非结晶态（也叫无定型态）。橡胶的结晶态多发生在低温或处于拉伸状态下。在通常情况下，橡胶都处于非结晶态。通过制冷介质将橡胶冷冻到玻璃化温度以下时，橡胶分子链会处于冻结状态，橡胶失去弹性，变得同普通玻璃一样

6、脆。在玻璃化温度以下粉碎橡胶就像常温下粉碎玻璃、石子一样方便，而且可以把橡胶粉碎得很细。为防止冷冻粉碎所得的橡胶粉末恢复到常温时发生相互粘连，粉碎后的橡胶粉末中应添加一定量的隔离剂，或对粉末粒子进行表面涂敷。　　(1)液氮冷冻粉碎法——以液氮为冷却剂，低温粉碎橡胶的方法有二步液氮喷淋法、深冷法和常温低温组合法等。美国人率先发明了液氮冷冻法，在-60℃~-75℃的低温条件下，废旧轮胎里的橡胶会脆化，比较容易粉碎。吴为民、苏航等正在研究一种新的低温电爆粉碎法，该法将轮胎低温冻脆，并在液氮中产生高压强流脉冲放电，引起的液电爆炸效应把轮胎粉碎。此法使效率大为提高

7、，且因粉碎全在液氮中进行，对环境没有污染；目前国外采用液氮喷淋冷冻法粉碎胶粉，生产1kg的胶粉需要1.5kg液氮，而国内液氮的售价为3元/kg,生产1t胶粉需消耗4500元的液氮，就此项的成本就超过了国内精细胶粉的售价，而且由于液氮冷冻法设备昂贵，在国内不能得到很好的推广应用，一般不采用。　　(2)空气涡轮膨胀机制冷粉碎法─—近年来，我国开发了空气涡轮膨胀机制冷法制备粉末橡胶的技术，推动了粉末橡胶工业的发展。该法利用空气膨胀制冷冷冻橡胶，之后采用球磨或气流磨进行粉磨。此法比液氮冷冻法成本低，实施性强，发展前景广阔。南京飞利宁深冷公司利用空气制冷低温粉碎法

8、研制成功年产万吨胶粉的生产装置。王屏、刘思永曾用空气涡轮制冷低温粉