
轮胎和其他橡胶制品的制造都涉及到硫化,以致出现三维化学网状结构。这就使得旧轮胎和废胶不可能直接再加工和再利用。
因此,近些年来,因为旧轮胎和其他废胶产品引起的环境问题变得越来越严重。
轮胎橡胶的回收和废橡胶的利用有许多方法。这些方法包括轮胎翻新、再生、破碎、粉碎、微波和超声波处理、高温分解和焚化,再生橡胶利用的方法正在用于开发研制的橡胶产品、热塑性塑料/橡胶混合胶以及利用废胶粉改性的沥青和混凝土。
轮胎翻新是将已经磨损的旧轮胎 , 在可能的范围内进行修理 , 使其变为能重新使用的轮胎,这种方法非常节能,如果制造一个新的卡车轮胎需要消耗约83L油,而翻新一个仅仅需要约26L油。需要注意的是翻新轮胎也不是翻新被废弃的轮胎,而是翻新仍具使用价值的旧轮胎。
翻新一条旧轮胎所消耗的原材料,只相当于制造同等规格新轮胎的 30% 左右,价格也仅为新轮胎的 30% 左右,能够极大地节约橡胶资源。一条正常使用的轮胎 , 胎面磨光只用去整条轮胎经济价值的 30%左右,其70%左右的剩余价值不加以利用就太可惜了。在使用保养良好的条件下,一条轮胎可以多次翻新,如棉帘线轮胎可翻新 1~2 次 , 锦纶帘线轮胎可翻新 2~4 次,钢丝轮胎可翻新 4~6 次。随着翻新技术和产品质量的不断提高,翻新轮胎在市区使用最高总里程已达 30 万 km 以上,长途运输使用也超过 15 万 km。每条轮胎翻新所耗用的原材料和费用,一般仅占新胎的 15%~50%,与制造新胎相比,可节约大量的物资(如橡胶、帘布、炭黑、钢丝等)和开支。因此,翻新轮胎在国民经济中具有重要经济意义。引用
回收是使用机械能、热能和化学能将硫化橡胶废弃物转变到可以用来再次混合、加工和硫化形式的一个过程。这个过程的原则是脱硫。而脱硫的方法有很多种。直接蒸汽再生法、蒸煮再生法以及机械或挤出再生法都是目前普遍使用的再生加工方法。
对处于已硫化状态的废胶的利用通常是要求减小颗粒规格(或)增大表面积,如破碎。
目前使用的三种方法是自然破碎、冷冻破碎和湿破碎。
事实上脱硫还存在某些技术限制,硫化不能真正完全被还原,而且部分脱硫通常会导致物理性能下降。这样就限定了乘用胎在高科技运用中的替换数量。但是,对于质量要求不很严格的产品,可以提供成本较低的橡胶,这些低成本的橡胶可以作为主要胶种,或者使用非常高的替代量。再生胶不能用作轮胎胎面胶料,这是因为再生胶降低了胎面的耐磨性。
许多不同种类的橡胶和炭黑加强材料可用于轮胎部件的制造。这样,废胎胶粉(GRT)正好是各种橡胶和炭黑的共混料,相应地,在新轮胎制造过程中使用GRT和再生GRT必须考虑许多因素。显然,GRT可以作为一种填料用于原胶,而再生GRT则用于有原胶的混合料中。
从废胎中回收的橡胶颗粒可以作为填料混入原胶。不同规格GRT混入天然橡胶(NR)的胶料中对其机械性能的影响是不同的。GRT的混入降低了硫化胶的物理性能,而且大颗粒GRT使硫化胶物理性能降低的程度更大。不过,与老化性能相比含GRT的硫化胶表现出较好的保持性能,这说明较小颗粒含橡胶较少,而含填料和金属较高。
回收胎的较大颗粒废胶粉还用于制造预包装现场注入的铺面产品。GRT与预先混合的聚氨基甲酸酯化合而生成松软、柔韧且吸能的橡胶表面,用于操场和其他娱乐场地面,并且置于压实的砾石、混凝土或者沥青之上。
轮胎废胶粉抗土壤板结以改善土壤。草地的弹性并不是橡胶自然弹性的直接影响,而是增加土壤通风的结果。废胶粉可以大大降低土壤的硬度、剪切强度和含水量。
含再生胶或者废胎胶粉的胶料可以用来制造各种橡胶产品,如鞋底和鞋跟、胶管、输送带、橡胶模具、汽车脚垫、挡泥胶片(汽车)、家畜栏垫、操场和跑道覆盖层、铁路轨道交叉道口、楼面料底层、各种模型和挤出型材、密封板材、蓄电池胶壳和其他硬橡胶制品。由于轮胎橡胶通常是黑色,因此不能用于浅色和有色化合物,除非采取措施进行了颜色改变。显然,使用回收的轮胎橡胶制造的每种产品都必须经过大量的试验。
对轮胎进行回收再利用的一种特殊方法是热解。热解过程是橡胶在没有空气和氧气的状态下发生热分解反应生成石油和气体以供石油化工工业再利用。热解后剩余的炭黑和其他固体物可以作为填料来使用,热解通常在锅炉、硫化罐、旋转窑、螺杆输送机和沸腾床等装置中完成。在管状反应装置中也进行了氢化反应。在20世纪60和70年代,对轮胎橡胶热解以回收碳水化合物液体和炭黑的研究已相当广泛,这也促使了工厂的建立。但是,这些尝试在经济上是不成功的,因为在那时原油价格非常低廉。同时,热解工厂还会产生有毒的副产品。不过,近期的重大研究已经完成并且研发出了各种新的热解方法。尽管这些方法有进步,但是废胎的热解的规模依然很有限,这主要是因为以这种方式生产出的石油和炭黑缺乏大规模的市场。
轮胎橡胶可以通过焚烧来利用其能量,但这种方式损失了其有价值的橡胶材料,还可能造成大气层污染。
