廣州GDYF票據(jù)銷毀公司：硅橡膠的回收利用之化學(xué)裂解法
日期：2024-04-02 23:30
廢舊硅橡膠中聚硅氧烷分子鏈之間雖已發(fā)生交聯(lián)，但交聯(lián)密度不大。通過添加適當(dāng)?shù)拇呋瘎?酸、堿、鹽等)將硅氧硅鏈節(jié)裂解，可將廢舊硅橡膠分解成二甲基環(huán)硅氧烷混合物(DMC)和小分子鏈狀聚硅氧烷，并可重新應(yīng)用于硅橡膠生膠制備。上述措施即為化學(xué)裂解法，現(xiàn)已成為回收利用廢舊硅橡膠的主要途徑。化學(xué)裂解法緊要涵蓋堿催化、酸催化、水、熱和超聲波裂解法等。歐美在硅橡膠裂解回收利用方面起步較早，現(xiàn)已形成了一整套技術(shù)成熟、管理規(guī)范的硅橡膠裂解回收技術(shù)。要緊集中于高溫?zé)峤狻⒋呋療峤狻⒄婵諢峤饣厥盏取?br>
1、堿催化裂解法
因?yàn)閴A和硅橡膠均為固體粉末，常會(huì)使用溶劑以抬高其接觸效果，這會(huì)造成溶劑損耗和環(huán)境污染。即使采用該工藝制得的DMC質(zhì)量較高，設(shè)備腐蝕也較小，但仍存在以下幾方面的問題:一是催化劑消耗量大，生產(chǎn)1t粗DMC需消耗700～750kgKOH;二是有較高風(fēng)險(xiǎn)，釜內(nèi)易發(fā)生局部的劇烈效應(yīng)，或?qū)?huì)觸發(fā)燃燒和爆炸事故；三是產(chǎn)物組成復(fù)雜，利用困難；四是適用范圍小，只適用于解聚按鍵類邊角料和模具膠，不適用于玻璃膠。因此，近年來國(guó)內(nèi)有關(guān)基地一步步放棄該工藝。
2、酸催化裂解法
酸催化裂解法是近年來國(guó)內(nèi)廠家每天采用的工藝，所用催化劑重大為濃硫酸。濃硫酸催化降解法與強(qiáng)堿催化降解法相比，最大的優(yōu)勢(shì)在于安全系數(shù)高，發(fā)生燃燒、爆炸的抑或性小。但該措施仍存在諸多不足，要緊有四個(gè)方面:一是對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求較高，實(shí)際生產(chǎn)中設(shè)備更換頻率較高，提高了成本；二是DMC的回收率不穩(wěn)定，盡管對(duì)同一種廢舊硅橡膠，其DMC回收率的波動(dòng)范圍可達(dá)±15%；三是DMC的回收率較低，對(duì)于按鍵類邊角料這種高硅氧烷含量的廢料來說，其DMC回收率僅為40%～50%；四是海量的酸性廢液、廢渣會(huì)造成二次污染，逐漸加大了成本。下圖為國(guó)內(nèi)企業(yè)所用的濃硫酸催化裂解法的每天工藝過程。
雖然酸催化裂解硅橡膠工藝相比堿催化裂解硅橡膠工藝有了明顯改善。但是，當(dāng)硅橡膠配方中含有氫氧化鋁、碳酸鈣等堿性物質(zhì)時(shí)，作為催化劑的酸允許與這些堿性物質(zhì)發(fā)生反饋，造成催化劑的大宗消耗并產(chǎn)生大批副反映殘?jiān)Ｒ虼怂嵋暈榇呋瘎┛赡芴幹玫墓柘鹉z序列有限。
3、超聲波裂解法
高能超聲波法已成功應(yīng)用到回收硫化硅橡膠中，硅橡膠中的填料對(duì)其回收恐怕性起到了首要影響。此法雖不可得到DMC，但可得到線形低聚二甲基硅氧烷，并能再次用于硅橡膠的加工。S.E.Shim 等人閃現(xiàn)超聲波能破壞白炭黑填充的硅橡膠中填料與基質(zhì)間的強(qiáng)氫鍵，并在附加了高能超聲波的擠出機(jī)中進(jìn)行了硅橡膠的回收。
4、熱裂解法
熱裂解法反響條件苛刻，能耗較高，副反饋多，回收率不高，且反饋器體積小，安全性也較低，很難進(jìn)行大批量生產(chǎn)。但此法也有裂解產(chǎn)物較純、不引入其它化學(xué)雜質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。正在國(guó)內(nèi)外采用此工藝的基地極少。
5、水裂解法
硫化硅橡膠在高壓水蒸氣中，其硅氧硅鍵可被打斷，而解聚成硅氧烷低聚物。萬分是在少量堿金屬氫氧化物存在條件下，解聚更易發(fā)生。但此法能耗較高，效率很低。
1、堿催化裂解法
因?yàn)閴A和硅橡膠均為固體粉末，常會(huì)使用溶劑以抬高其接觸效果，這會(huì)造成溶劑損耗和環(huán)境污染。即使采用該工藝制得的DMC質(zhì)量較高，設(shè)備腐蝕也較小，但仍存在以下幾方面的問題:一是催化劑消耗量大，生產(chǎn)1t粗DMC需消耗700～750kgKOH;二是有較高風(fēng)險(xiǎn)，釜內(nèi)易發(fā)生局部的劇烈效應(yīng)，或?qū)?huì)觸發(fā)燃燒和爆炸事故；三是產(chǎn)物組成復(fù)雜，利用困難；四是適用范圍小，只適用于解聚按鍵類邊角料和模具膠，不適用于玻璃膠。因此，近年來國(guó)內(nèi)有關(guān)基地一步步放棄該工藝。
2、酸催化裂解法
酸催化裂解法是近年來國(guó)內(nèi)廠家每天采用的工藝，所用催化劑重大為濃硫酸。濃硫酸催化降解法與強(qiáng)堿催化降解法相比，最大的優(yōu)勢(shì)在于安全系數(shù)高，發(fā)生燃燒、爆炸的抑或性小。但該措施仍存在諸多不足，要緊有四個(gè)方面:一是對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求較高，實(shí)際生產(chǎn)中設(shè)備更換頻率較高，提高了成本；二是DMC的回收率不穩(wěn)定，盡管對(duì)同一種廢舊硅橡膠，其DMC回收率的波動(dòng)范圍可達(dá)±15%；三是DMC的回收率較低，對(duì)于按鍵類邊角料這種高硅氧烷含量的廢料來說，其DMC回收率僅為40%～50%；四是海量的酸性廢液、廢渣會(huì)造成二次污染，逐漸加大了成本。下圖為國(guó)內(nèi)企業(yè)所用的濃硫酸催化裂解法的每天工藝過程。
雖然酸催化裂解硅橡膠工藝相比堿催化裂解硅橡膠工藝有了明顯改善。但是，當(dāng)硅橡膠配方中含有氫氧化鋁、碳酸鈣等堿性物質(zhì)時(shí)，作為催化劑的酸允許與這些堿性物質(zhì)發(fā)生反饋，造成催化劑的大宗消耗并產(chǎn)生大批副反映殘?jiān)Ｒ虼怂嵋暈榇呋瘎┛赡芴幹玫墓柘鹉z序列有限。
3、超聲波裂解法
高能超聲波法已成功應(yīng)用到回收硫化硅橡膠中，硅橡膠中的填料對(duì)其回收恐怕性起到了首要影響。此法雖不可得到DMC，但可得到線形低聚二甲基硅氧烷，并能再次用于硅橡膠的加工。S.E.Shim 等人閃現(xiàn)超聲波能破壞白炭黑填充的硅橡膠中填料與基質(zhì)間的強(qiáng)氫鍵，并在附加了高能超聲波的擠出機(jī)中進(jìn)行了硅橡膠的回收。
4、熱裂解法
熱裂解法反響條件苛刻，能耗較高，副反饋多，回收率不高，且反饋器體積小，安全性也較低，很難進(jìn)行大批量生產(chǎn)。但此法也有裂解產(chǎn)物較純、不引入其它化學(xué)雜質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。正在國(guó)內(nèi)外采用此工藝的基地極少。
5、水裂解法
硫化硅橡膠在高壓水蒸氣中，其硅氧硅鍵可被打斷，而解聚成硅氧烷低聚物。萬分是在少量堿金屬氫氧化物存在條件下，解聚更易發(fā)生。但此法能耗較高，效率很低。