Области применения измельченных вулканизатов
В зависимости от способа и условий измельчения из резиновых отходов шинного производства и изношенных шин можно получать измельченные вулканизаты, различающиеся по размерам, начиная от грубых кусков до тонкодисперсных резиновых порошков.
В грубоизмельченном виде, например, в виде полос размером в несколько сантиметров, изношенные шины используют при изготовлении настилов для пола, матов. Иногда эти полоски подвергают дополнительной обработке растворителем и латексным адгезивом, а потом формуют из них коврики, Отходы шинного производства в виде выпрессовок длиной 10-25 мм и диаметром I.5-2 мм, которые образуются на поверхности покрышек при вулканизации, используют в производстве резиновых блоков для мостовых. С этой целью к 100 частям выпрессовок добавляют 10 частей жидкого полиуретана и I часть красителя. Смесь вулканизуют в прессе при 120 °С в течение 20 минут. Блоки имеют гладкую поверхность и высокое сопротивление растрескиванию.
Основное внимание отечественных и зарубежных исследователей привлекает проблема применения измельченных вулканизатов в виде резиновой крошки и тонкодисперсного резинового порошка. Это обусловлено тем, что применение грубоизмельченных кусков резины, хотя и приносит определенную пользу, однако не исчерпывает полностью возможности полимерного вещества, заложенного в старой резине.
Диапазон использования отходов в виде резиновом крошки и порошка очень широк, начиная с второстепенных, неответственных изделий и кончая такими важными изделиями, как шины, клиновые ремни.
Применение измельченного вулканизата в виде крошки
Наибольшее количество публикаций, посвященных применению измельченных вулканизатов, относится к изготовлению из них неответственных, второстепенных изделий. Как правило, к таким изделиям не предъявляют высоких требований, они дешевы, но обладают некоторыми ценными свойствами. Например, листы, полученные по различной технологии из резиновой крошки изношенных шин, отличаются высокой износостойкостью и могут использоваться для обкладки труб для перекачки земли и песка с водой.
Техническая пластина, изготовленная с добавкой резиновой крошки с различным размером частиц, получаемой при шероховке протектора, в количестве 100, 200 и 300 мас. частей, имеет физико-механические показатели, соответствующие нормам, установленным для серийной резины.
Известно применение резиновой крошки для изготовления монолитных резиновых плит и особенно настилов для полов животноводческих ферм взамен деревянных и бетонных, что позволяет снизить расход дерева и уменьшить заболеваемость животных. Для этой цели крошку смешивают с мягчителем, латексной смесью и даже с отходами латексного производства - крошкой осушенного коагулюма. Резиновые покрытия из крошки со связующим из отходов производства СК отвечают техническим, зоогигиеническим и эксплуатационным требованиям и дают экономический эффект по сравнению с полами из древесины.
Отработанные шины в виде крошки находят все более разнообразное применение в адгезивах для изготовления ирригационных труб, в качестве инертного наполнителя в цементных смесях, для сбора нефти с поверхности воды, как материал для фильтров по очистке воды, адсорбент токсичных материалов, для получения ионитов из измельченной резины (0,5-3 мм). Крошку предлагают применять в качестве добавки к почве при выращивании культурных растений, как разрыхляющий агент.
Будучи дешевым сырьем, резиновая крошка широко применяется в дорожном и промышленном строительстве. Из нее изготовляют звукоизоляционные и вибропоглощающие материалы, антикоррозийные покрытия и электроизоляционные материалы. Предложено использовать крошку в качестве материала для кровли и стен при строительстве домов.
Эффективное применение крошка находит в покрытиях для спортивных площадок, которые изготовляют из смеси ее с песком или другим минеральным наполнителем и эластомерного связующего. Полученные монолитные резиновые плиты применяют для покрытия легкоатлетических стадионов игровых полей, секторов и площадок открытых спортивных сооружений.
Резиновую крошку с размером частиц 3-5 ми в смеси с водной суспензией полиуретанового форполимера предлагают использовать для изготовления атмосферо- и водостойких пластин для покрытия различных спортивных площадок и укрепления откосов. При изготовлении дорожных оснований и дорожных покрытий резиновую крошку в различных количествах вводят в асфальтовые композиции и асфальтобетон. Введение в асфальтобетон 3-4% резиновых частиц размером 3,2 мм увеличивает сопротивление скольжению при определенной толщине ледяного слоя на дороге. Выступающие над поверхностью дорожного покрытия эластичные частицы резины деформируются под действием колес транспорта, и тонкий слой льда, покрывающий дорогу, трескается, что уменьшает скольжение.
В штате Аризона (США) сделано герметичное асфальторезиновое покрытие из смеси резиновой крошки (размер частиц менее 1,6 мм) с асфальтом в отношении 1:3. Эту смесь наносят на поверхность при температуре 117-232°С. На Аляске асфальторезиновые покрытия наносят разбрызгиванием.
Наибольший интерес представляет использование резиновой крошки в шинных резинах, поскольку это позволит снизить себестоимость шин за счет повторного использования дешевого материала.
Изношенные покрышки измельчают до нужной величины, отделяют резину от элементов корда, и добавляют в резиновую смесь. Известно использование в резинах для восстановления шин шероховальной крошки, применение в протекторных резинах при изготовлении новых шин крошки из изношенных покрышек и подвулканизованной резиновой крошки. Введение небольших количеств измельченных отходов в резиновые смеси повышает сопротивление резин утомлению, износостойкость, что, в свою очередь, сказывается на некотором увеличении ходимости шин.
Увеличение содержания резиновой крошки в шинных резинах ограничивается снижением прочностных свойств резин и технологическими возможностями. В этой связи представляет интерес работа по введению резиновой крошки в верхние слои беговой части протектора после выхода протекторного массива из головки червячной машины (с последующей ее прикаткой)
. При этом образуется верхний бронирующий слой, наиболее насыщенный резиновой крошкой, без ухудшений свойств остальной части протекторной резины, связанной с каркасом.Применение измельченных вулканизатов в виде тонкодисперсного порошка
Наибольший интерес вызывают тонкоизмельченные (независимо от способа получения) резиновые порошки (ТИРП). Благодаря более высокой степени дисперсности они могут использоваться в тех же резинах, что и крошка, но со значительно большей эффективностью и в больших дозировках. Изделия, содержащие ТИРП, по качеству, внешнему виду превосходят изделия с крошкой.
Подобно резиновой крошке ТИРП находит применение во второстепенных изделиях, но также и в более качественных.
Предлагается способ изготовления кровли, который включает в себя вальцевание порошка при температуре более I70°C и зазоре, близком к нулю, до состояния чешуек, смешения их с ПВХ и последующее формование в листы. На 100 мас.д. ПВХ вводят 10-80 мас.д. утильной резины. В смесь могут быть также добавлены обычные
наполнители, пластификаторы, окрашивающие агенты.Различные композиции для покрытий составляют из порошков с размерами частиц 0,3
мм, короткого волокна и смолы смешением с натуральным или синтетическим латексом или резорцинформальдегидной смолой. Изготавливают смесь измельченной резины и дорожного битума, которую специальной обработкой превращают в устойчивую тиксотропную эмульсию, способную к течению при перемешивании. В качестве связующего для приготовления композиции применяют также жидкий полибутадиен, уретановый форполимер и др. Процесс изготовления композиции для литья изделий под давлением включает измельчение утильных шин до частиц размером 0,5 мм, добавление десульфирующего агента к полученной порошкообразной массе, проведение процесса десульфурации, добавление к полученной аморфной массе на 100 мас. частей. 0,2-2 мас. частей серы, перемешивание, введение 30-100 мас. частей термопластичной смолы и последующую высокотемпературную обработку смеси. Изделия имеют превосходный внешний вид.Для изготовления формованных изделий предлагают резиновую смесь с высокими прочностными показателями, которая включает 5-95% каучука, 95-5% ТИРП, полученного измельчением утильных шин, и ряд добавок и обычно применяемых ингредиентов.
Мелкодисперсную резину с размером частиц 0,3-0,08 мм можно использовать при изготовлении антиадгезива для крошки каучука и резиновой смеси с целью снижения слипаемости крошки в процессе хранения и повышения ее сыпучести.
Способ изготовления искусственной кожи с тонким вогнуто-выпуклым рисунком на поверхности предусматривает добавление частиц с размером менее 1,27 мм к раствору винилхлоридной смолы, введение других необходимых ингредиентов (жидкого каучука, пластификаторов, стабилизаторов), интенсивное перемешивание смеси, нанесение полученного раствора на ткань, трикотажное полотно и другие материалы, тепловую обработку материала при 100-180°С до отверждения раствора и последующее придание ворсистости. Количество ТИРП составляет более 15 мас. частей на 100 мас. частей раствора винилхлоридной смолы. Искусственная кожа характеризуется превосходными морозостойкостью и мягкостью. Ее применяют для изготовления одежды, перчаток.
Особый интерес представляет применение ТИРП в качестве основного ингредиента резиновых смесей. Например, из резинового порошка формуют листы методом компрессионного формования при 100-250 оС под давлением более 10 кгс/см
2 без использования других ингредиентов, а также при добавлении 0,3-3 мас. частей (на 100 мас. частей крошки) ускорителя вулканизации, 0,5-4 мас. частей стеариновой кислоты и последующим формованием смеси при повышенных температуре и давлении. Полученные резиновые листы могут быть использованы при изготовлении звуконепроницаемых стен, полов, покрытий.Для улучшения технологических свойств резиновых смесей, снижения себестоимости на 20-40% и потребления энергии в них вводится ТИРП с величиной частиц менее 0,2 мм, получаемый по специально разработанной технологии. Свойства резиновых смесей остаются на уровне смесей без добавок даже при высокой степени наполнения. В Германии используют резиновый порошок из утильных шин с размерами частиц около 0,5 мм, предварительно обработанный специальным составом на вальцах, в качестве наполнителя резиновых смесей. При введении 20% порошка наблюдается рост модуля, эластичности, прочности, сопротивления раздиру. Причем порошок, специально обработанный этим составом, дает лучшие результаты по износостойкости.
Представляют интерес
резиновые смеси, в которые ТИРП вводится с целью повышения усталостной выносливости резин. Благодаря этому качеству, а также возможности повышения износостойкости и сохранения прочности, ТИРП может использоваться в шинных резиновых смесях.Работами отечественных и зарубежных авторов показана возможность применения тонкодисперсного резинового порошка в протекторных резиновых смесях, как при изготовлении, так и при восстановительном ремонте шин. Так, например, введение в протекторные резины измельченного вулканизата с размером частиц около 0,3 мм до
50% практически не влияет на характеристики шин. Разработан сверхтонкий регенерат, представлявший собой тонкодисперсный порошок с размером частиц 0,02 мм. Процесс получения сверхтонкого регенерата осуществляется механическим измельчением вулканизатов при температуре окружающей среды без применения или с применением химических добавок, вызывавших девулканизацию или другие химические изменения. Корректировкой рецептуры, в частности, вулканизующей группы, удалось получить высокие физико-механические свойства протекторных резин при содержании порошка до 100-I50 мас. частей на 100 мас. частей каучука.Чеховский резинорегенератный и Невинномысский шиноремонтный заводы используют в протекторных резинах при восстановительном ремонте шин резиновый порошок размером до 0,5 мм в количестве до 5 мас. частей на 100 мас. частей каучука, получаемый доизмельчением отходов, образующихся при шероховке автопокрышек.
На ЯШЗ внедрена технология изготовления шин, содержащих в протекторе и каркасе до 5 мас. частей резинового порошка из изношенных шин с размером до 0,5 мм. По комплексу показателей опытные шины не уступают серийным, а по отдельным (усталостной выносливости, сопротивлению истиранию и потерям на качение) превосходят эталонные
.Предлагаемый перечень изделий из отходов резины
1. Рулонный кровельный и гидроизоляционный материал
2. Резиновые технические изделия для стройиндустрии
3. Формовые резиновые изделия для сельского хозяйства
4. Резиновые технические изделия для сантехники
5. Резиновые и резино-битумные мастики
6. Звуко- и теплоизоляционные материалы
7. Порошки резиновые для производства ударопрочных пластмасс и резинопластов
8. Порошки резиновые модифицированные - ингредиенты резиновых смесей в производстве новых шин, РТИ
9. Бикомпонентные наполнители для изделий из пластмасс и резины
10. Товарная резиновая крошка
11. Плиты для полов промышленных зданий и животноводческих ферм
12. Поддоны для перевозки кирпича, “европоддоны”
13. Плиты для переездов через ж/д и трамвайные пути
14. Резино-пластмассовая черепица
15. Резиновый шифер