再生膠生產工藝方法

 再生膠（jiāo）是指廢舊硫化橡（xiàng）膠經過（guò）粉（fěn）碎、加熱，機械處理等物理化學過程，使其從彈性狀態轉變成具有塑性和黏性的、能（néng）夠再硫化的橡膠，簡稱再生膠。   

 (一)再生膠生（shēng）產工藝方（fāng）法

 再生膠（jiāo）的（de）生產，我國目前主要采用水油法、油法和動態脫硫法。

（1）油法  工藝簡單，廠房無特殊要（yào）求，建廠投資低，生產成本（běn）少（shǎo），無汙水汙染。但再生（shēng）效果差，再（zài）生膠性能（néng）偏（piān）低，對膠粉粒度要求較小（xiǎo）(28～30目)，適合於膠鞋和雜膠品種及中小規模生產。

（2）水（shuǐ）油法  工藝複雜（zá），廠房為樓房，有特（tè）殊要求，生產設備多，建廠投資大，膠粉（fěn）粒度要求較小（xiǎo），生產成本較高。有汙水排放，所以應有汙水處理設施。但再生效果（guǒ）好，再（zài）生膠質量高且較穩定，特別（bié）對（duì）含天然橡膠成分多的廢（fèi）膠能（néng）生產（chǎn）出優級再生膠。適合於輪胎類、膠鞋類、雜膠類等廢膠（jiāo）品種和中大（dà）規模生（shēng）產。   

（3）高溫動態（tài）脫（tuō）硫法  廢膠不需粉碎很細，一（yī）般20目左右即可。適用膠種廣，天（tiān）然橡膠、合成橡膠的（de）廢（fèi）膠均可脫硫，且脫硫時間短（duǎn），生產效益好。纖（xiān）維含量可達10％，高溫時可全部炭化。沒有汙水排放，對環境汙染小，再（zài）生膠質量好，生產工藝（yì）較簡單等。但設備投資較油法大，脫硫工藝條件要求嚴格，適合於（yú）各類廢膠品種和中大（dà）規模生產。

另（lìng）外（wài），快速脫硫法、化學處理法和微波法的研究都取得了進展，並且（qiě）在一些廠投入生產。

不論采用何種再生方法（fǎ），再生膠的（de）製造工藝都分為廢膠分（fèn）類、切膠、洗膠、粉碎、再生精煉等工段（duàn）或工序。切（qiē）膠、洗膠、粉碎等為前道工序也（yě）稱廢膠處理工段，其目的是製造出膠粉。再（zài）生（shēng）工段是關鍵工段，目的是使硫化膠粉再生獲得塑（sù）性，所謂“再生”即由此而來。捏煉（liàn）、濾膠、精煉是後（hòu）工序，也稱精（jīng）煉工段，其目的是對再生後的膠粉進行精製加工製（zhì）成再生膠成品。

2．再生機理

再生膠的主要反應過程叫“脫硫”(或再生)。脫硫原係（xì）指（zhǐ）從硫化橡（xiàng）膠中把結合硫黃脫（tuō）出而成（chéng）為未硫化狀態，也是一個與硫化相反的過（guò）程。然而，這在實際生產中是不可能的。真實的情況隻能使硫化膠發生部分降解，破壞原有的網狀結構，從而使廢舊硫（liú）化膠（jiāo）的可塑性得到一定（dìng）的恢複。

再生作用的實質是熱、氧（yǎng）、機械力和（hé）化學再生劑的綜合（hé）降解作用（yòng）。通過這些降解作用促（cù）使硫化膠分子在交聯點（diǎn）及交聯點間的分子主（zhǔ）鏈處發生不規則的斷裂（liè）。這種不（bú）規則的斷裂，導致了再生膠中包括兩部分物質，即可溶於三氯甲烷的溶膠部分與不溶於三氯甲烷的凝膠部分。由（yóu）於交聯鍵和分子鏈降解，溶膠部分脫（tuō）離（lí）開了硫化膠的（de）總網絡，它（tā）們的（de）相對分子質量可從幾千到幾百（bǎi）萬。凝膠部（bù）分則仍保持硫化膠的三維空間（jiān）結構，隻是由於降解而呈非常疏鬆的結構狀態。

影響再生（shēng）過程的主要因素是機（jī）械力作用、熱氧作用和再生劑（jì）的作用。機械力作用使硫化膠網狀結構的破（pò）壞發生於碳（tàn）—碳鍵（jiàn）或碳—硫鍵上，而研磨又能使橡膠分子在其與炭黑顆粒表麵的鍵合處分開。所（suǒ）以（yǐ）機械裂解的情況大多數（shù）是在比較低的溫度下發生的，斷裂（liè）程（chéng）度（dù）與溫度密切相（xiàng）關。   

熱（rè）能（néng）促使分子運動加劇，導致分子鏈的斷裂。在大約（yuē）80℃時，熱裂解明顯，到150℃左右，熱裂解速度增大，然後溫度每升高10℃，熱裂解速度大約加快一倍。裂解後（hòu）的自由電子保持在（zài）裂解分子的末端，呈現不穩定狀態，並具有再（zài）結合的能力。若沒有其（qí）他物質存在，隨（suí）著（zhe）自由基濃度的不斷增加，裂解速度會逐（zhú）漸減慢。但氧的存在會使裂解的自由基進一步被氧化生成橡膠分子的（de）過氧化氫物，高溫下過氧化氫物（wù）的生成占優勢。由於過氧化氫（qīng）物的裂解，加劇了橡膠網狀（zhuàng）結構的破壞（huài）。

此外，加入軟化劑（jì）(也稱再生油)，特（tè）別是少量（liàng）再生活化劑都能地再生過（guò）程的進行。軟化劑對（duì）橡膠起溶（róng）脹作用，使網狀結構，從而增加了氧的（de）滲透（tòu）作用，有利於分（fèn）子鏈的氧化斷裂，並降低了重新結構化的可能性，加快（kuài）了再生過（guò）程。由於這類物質能溶於橡膠中，因此還能提高再生膠的塑性（xìng）和黏性。軟（ruǎn）化劑用量一般在l0～20份左右。常（cháng）用的軟化劑（jì）有（yǒu），煤焦油、鬆焦油、鬆香、妥爾油、萜烯油及石（shí）油抽（chōu）出油等。對天然、丁苯等硫化膠，煤焦油、鬆焦油、妥爾油都有很好的（de）再生效果。其中煤焦油資源豐富，但汙染性大，並有不良氣味：鬆（sōng）焦油汙染性小，工藝性能也好；妥爾油與鬆焦油相似。鬆香可提高再生膠黏性，但不宜多用，以（yǐ）2～3份為宜，否則影響再生膠料的耐老化性能。用石油抽出油等石油（yóu）產品所製備的再生膠雖無汙染性，但再生膠強力低，若與其他軟化劑並用，可提高再生效果。

再（zài）生活化劑在再生過程中能（néng）分解（jiě）出自由基，可（kě）加速（sù）橡膠熱氧化速度，或起自由基接受體的作（zuò）用，來穩（wěn）定熱（rè）氧化生成（chéng）的橡膠自由基，阻（zǔ）止它們（men）再度（dù）結合，同時活化劑還能（néng）引發雙（shuāng）硫鍵和多硫鍵（jiàn）的降解，提高硫化膠再生（shēng）時交聯鍵的破壞程度，從而（ér）盡快達到再（zài）生之目的。再生活（huó）化劑的用量雖少(2份以下（xià）)，但卻（què）能大幅度地縮短再生時間，減（jiǎn）少軟化劑用量，並可再生膠工藝加工性能（néng）和質（zhì）量，常用的再生活化劑有芳香族和脂肪族硫（liú）醇和二硫化物，如硫醇鋅鹽、多烷基芳烴二硫化物、多烷基（jī）苯酚二（èr）硫化物和間二甲苯二硫化物等（děng）。

於一些合成橡膠硫化膠的再生問題，由於合成橡膠本身分子結（jié）構及所用（yòng）交聯劑的特殊性，致使其硫化膠的（de）再生比（bǐ）較困難，表現為再生（shēng）速度慢、效果差等。例如合成（chéng）橡膠在加（jiā）熱再生過程中（zhōng）其裂（liè）解破壞程度遠低於（yú）天然橡膠，在裂（liè）解後又（yòu）重新結合(這對於側鏈上含有雙鍵的硫化膠尤為明顯)等。因此合成橡（xiàng）膠的再（zài）生選用的（de）再生活化劑及合適的再生軟化劑，提高它們的用量以及再生溫度，延長再生（shēng）時間，方能取得較好的再生（shēng）效果。

今後（hòu）的探索方向是各類（lèi）合成橡膠的再生方法（fǎ）和新型活化劑的使用研究。因多數合成橡膠（jiāo）在熱氧（yǎng）作用下反而變硬，因此合成橡膠的再生方法多以機械（xiè）摩擦、溶劑溶脹、隔氧（yǎng）再生(保護法)等方法進行。   

近年來有報道指出，合成橡膠硫化（huà）膠當采用添加化學增塑劑(如氯化亞鐵-苯肼、氯化亞銅（tóng）-三丁基胺等)的室溫塑化方法時，可以取得較（jiào）好的再生效果。

3．影（yǐng）響硫化膠再生的主要因素

影響硫化膠再生（shēng）的主要因素有機械力、熱氧、軟化劑和活（huó）化劑四個方麵。

（1）機（jī）械力的（de）作用  機械力可使硫化膠的網狀結構破壞，發生於C—C鍵（jiàn）或C—S鍵上，而（ér）機（jī）械作用的研磨（mó）又能使橡（xiàng）膠分子在其與炭黑粒（lì）子表麵的締合處分開。所有這些斷裂大多數是在比較低的溫度下發生的，斷裂程度與溫度密切相關。   

（2）熱（rè）氧的作用  熱能促使（shǐ）分子運動加劇，導（dǎo）致分子（zǐ）鏈的斷裂。在大約80℃時，熱裂解明顯（xiǎn），到（dào）150℃左（zuǒ）右，熱裂解速度加快，然（rán）後（hòu）每升高10℃熱裂解速度大約加（jiā）快1倍。裂解後的遊離基停留在（zài）裂解分子的末端，呈現不穩定狀態。如果（guǒ）這樣的分子相遇在其末端具有再結合的能力，若沒有其他物質存在（zài），隨著遊（yóu）離基濃度（dù）增加，裂解速度會逐漸減慢。氧的存在可使遊離端基（jī）與氧作用（yòng），生（shēng）成氫過氧化物等。而氫過氧化物本身也能加劇（jù）橡膠網狀結構破壞，大大加快了再生速度。

（3）軟化劑的作用  軟化劑是（shì）低分子物質，容易進（jìn）入硫化膠網狀中去，起溶脹作用，使網狀結構，從而增加了氧化滲透作用，有（yǒu）利於網狀結構的氧化斷裂，並能降低重新結構化的可能性，加快了再生過程。由於這類物質能溶於橡膠中（zhōng）並且本（běn）身具有一定的（de）粘性（xìng），因此能提高再生膠（jiāo）的塑（sù）性與粘性。軟化（huà）劑用量一般為10～20份，常用的品種有煤焦（jiāo）油、鬆（sōng）焦油、鬆香、妥爾油、雙戊烯等。

（4）再生（shēng）活化劑的作用 再生活（huó）化劑簡稱活化劑，在再生脫硫過（guò）程中能分解出自由基（jī）。該自由基可加（jiā）速熱（rè）氧化（huà）速度或起遊離基接受體的作（zuò）用，來穩定熱氧化（huà）生成的橡膠（jiāo）自由基，阻止它們（men）再度結合。同時再生活化劑還能（néng）引發雙硫鍵和多硫鍵的降解，提高硫化膠再生時交聯的破壞程度，從而（ér）達到盡（jìn）快再生之目的。少量(1～2．5份)再生活化劑即Q8顯示出明顯的再生效果。常（cháng）用的再生活化劑有（yǒu）芳香族硫醇二硫化物，如活化劑420(多（duō）烷基苯酚二硫化（huà）物)、活化劑（jì）901(多烷基芳烴（tīng）二硫化物)、活化劑463(4，6—二叔丁基-3－甲（jiǎ）基（jī）苯酚二（èr）硫化物（wù）)、活化（huà）劑6810(間二甲苯二（èr）硫化物)、苯肼、胺及金屬氧（yǎng）化物等。

4．再生（shēng）膠的使用意義和應用

再生（shēng）膠在橡膠工業中變廢為寶，它具（jù）有一（yī）定的塑性和補強作用，易與生膠和配合劑凝合，加工（gōng）性能好，它能代替部分生膠摻入橡膠製品（pǐn）中，亦可單獨製作橡膠製品。這不僅擴大了橡膠的來源（yuán），節約了（le）生膠，降低製品成本，還能膠料的工藝（yì）性能（néng），節省加（jiā）工能耗，並可製品的某（mǒu）些性能（néng），從而收到一係列的技術和經濟效果。使用再生膠有以下（xià）優點。

①價格便宜。其橡（xiàng）膠含量約為50％，並含有大量有價值的軟化（huà）劑、氧化鋅和炭黑等。而（ér）其扯斷強度可達9～10MPa以上。

②有良好的（de）塑性，易為生膠和配合劑混合。因此摻用再生膠混煉時，不僅使混煉（liàn）膠質量均勻（yún），並（bìng）可節省工時，降（jiàng）低動力消耗。   

③使用再生膠（jiāo），可使（shǐ）混煉、熱煉、壓延、壓出等（děng）加工過程（chéng）的生熱減少，從而可避免因膠溫過高而焦燒，這對炭黑含量多的膠料尤為重（chóng）要。

④摻用再生膠的膠料流動性好，因此壓延、壓出速度（dù）快、壓延時的收縮性和壓出時的膨脹性小，半成品外觀缺陷少。   

⑤摻用再生膠的膠料（liào）熱（rè）塑性小，因此在成型（xíng）和硫化時易於保持原形。

⑥硫（liú）化速度快，硫化返（fǎn）原傾向小。

⑦可提（tí）高製品的耐（nài）油（yóu）和耐酸堿性能。   

⑧耐老（lǎo）化性好，能製品的耐自（zì）然老化及耐熱氧老化性能（néng）。

基（jī）於上述優點，再生膠可廣泛用於各種橡膠製品。如膠鞋的海綿中底可以大量（liàng）摻用（yòng）或全用再生膠。在（zài）輪（lún）胎生產中，再生膠（jiāo）可用於製造墊（diàn）帶，鋼（gāng）絲圈膠、三（sān）角膠條等，對於小（xiǎo）規格的乘用車胎的簾布（bù）層膠、胎側膠及胎麵底層膠等也（yě）可適量地使用再生膠。汽車用膠（jiāo）板，室內橡膠地毯，某些工業用膠管和各種壓出製品（pǐn）、模型製品均可摻用部分再（zài）生膠。另外，硬（yìng）質膠板、蓄電池殼也可摻用再（zài）生膠製造。總之，對機械（xiè）強度等物理機械性能要（yào）求不高的橡膠（jiāo）製品（pǐn），均可摻用再生膠製造。一（yī）般，全部使（shǐ）用再生膠的情況較少，而並用情（qíng）況較多（duō）。除了丁基橡膠外，再生膠與各種通用橡膠都能很好互（hù）容，使（shǐ）用時不會有什麽困（kùn）難。

除此之外，再生膠在建築材料方麵也有應用，如油氈、冷黏卷材、防水塗料、密封膠（jiāo）膩等。在市（shì）政工程方麵可做地下管（guǎn）道的防護層、電纜防護層、防水、防腐材料（liào）及（jí）鋪路麵的防龜裂材料等。

但需指出，再（zài）生（shēng）膠由於相對分子質量很小，所以強度低、彈性差（chà）、不（bú）耐磨，不耐撕裂、屈撓龜裂大，因此（cǐ）它不能用（yòng）於製造物理機（jī）械（xiè）性能要求很高，特別是要求耐磨、彈性好、耐撕裂的製品，如（rú）汽車輪胎胎麵膠和內胎等（děng）。

使用再（zài）生膠時，在配方設計時應注意的是，依據再生膠中橡膠烴的含量及其硫化膠性能來等量代替生膠(一般100份輪胎再生膠隻能代替30份生膠使用)，再生膠中的其他成分可視為填料和軟化劑等，因此可適當地減少配方中的活性劑、防（fáng）老劑、填（tián）充劑及軟化劑等的用量（liàng）。

                                                                                                                                                                                              來源： 橡膠技術網