Page 124 - 《橡塑技术与装备》2025年8期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

迈向零废橡胶生产目标

章羽 编译
( 全国橡塑机械信息中心， 北京 100143）

摘要 ： 本文聚焦日益严峻的废橡胶（尤其是废旧轮胎）环境污染问题，探讨实现零废橡胶生产目标的核心技术 —— 橡胶回
收与脱硫。文章系统综述了物理、化学和微生物学等回收方法，重点阐述了化学脱硫技术，特别是利用超临界二氧化碳（scCO₂）
作为环保反应介质的优势（安全、低成本、易操作）。详细分析了以二苯基二硫化物（DPDS）为脱硫剂在 scCO₂ 中的反应机制、
影响因素（如炭黑填充）及效果（如溶胶分数、交联密度变化）。通过加拿大温莎实验室的工业案例（如脚轮制造），验证了脱硫
橡胶（最高 20% 比例）部分替代原生橡胶的可行性，并展望了连续化工艺、副产物处理及循环经济等未来研究方向。
关键词 ： 超临界二氧化碳脱硫 ；废橡胶回收 ；二苯基二硫化物 ；再生橡胶性能 ；循环经济
中图分类号 ： TQ330.41 文章编号 ： 1009-797X(2025)08-0074-07
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.08.016

大多数橡胶制品都是通过硫化工艺制成的，该工 解决废橡胶引发的环境污染问题是橡胶行业当前
艺涉及在规定温度下加入少量硫（或等效的交联剂）， 面临的重大挑战。若废橡胶未能得到妥善处理，这一
以在广泛的温度范围内稳定聚合物链。这一发现由查 问题将愈发严重。废橡胶可以被研磨成细小颗粒或颗
尔斯 · 固特异于 1844 年提出，最初仅适用于聚合物链 粒状物质，这类物质被称为橡胶颗粒（CR）。通常情
或主链中含有双键（天然元素之间的双键）的聚合物 况下，CR 由于含有过多的交联结构而表现出刚性，不
链。可硫化材料包括天然橡胶（NR）和异戊二烯（与 适合进行再硫化。相比之下，未硫化橡胶由长链柔性
NR 相当的合成橡胶）；然而，其范围扩展得更为广泛， 分子构成，易于混炼、加工和硫化。因此，通过橡胶
因为每个聚合物在高于其玻璃转化温度（即橡胶变得 回收和脱硫化工艺，可以将 CR 转化为二次聚合物材
脆化的温度）时都会呈现弹性体特性。由于弹性体状 料，即回收橡胶、脱硫化橡胶或再生橡胶，进而用于
态不稳定，链段在静态或动态载荷下会相互滑动，导 生产各类橡胶制品。
致蠕变或应力松弛，因此化学交联为网络结构提供了 再生利用过程采用再生剂、强力机械作用及热处
大多数实际应用所需的稳定性。 理；而脱硫化则涉及化学脱硫化剂、反应介质（如溶剂）
及有时需采用高温处理。生产橡胶颗粒的方法包括以
1 橡胶与环境 下几种 ：
全球天然橡胶和合成橡胶产品的产量正在持续攀 低温处理 ：不含钢、塑料和纤维的废橡胶碎片采
升。其中，70% 的天然橡胶和合成橡胶主要用于轮胎 用液氮进行冷冻，随后转移至球磨机，在约 -80 ℃的
制造行业，特别是卡车和非公路用轮胎（OTR）中的 低温下进行粒度减小处理。颗粒的粒度分布取决于冷
天然橡胶含量相对较高，而乘用车轮胎中的含量则较 冻时间和低温研磨过程中使用的筛网尺寸。该工艺生
低。自 2017 年以来，全球每天有超过 10 亿辆乘用车 产的 CR 典型粒度范围为 1/4 英寸至 100 目。CR 粒度
上路行驶，预计到 2035 年，这一数字将翻一番。因此， 越小，成本越高。由于研磨过程中系统内不产生热量，
废旧轮胎的数量（在西方国家平均每人每年产生一个） 因此由热引起的橡胶降解程度极低。
将呈指数级逐年增长。由于这些材料在生物降解、水 常温干磨 ：不含钢、塑料和纤维的废橡胶颗粒被
解或自然分解过程中难以回归生态系统，其结构和物 研磨至所需粒度。研磨过程会产生热量，导致聚合物
理特性将对环境造成显著的负面影响。
作者简介 ：章羽（1991-），男，本科，主要从事橡塑技术
装备方面的研究，已发表论文多篇。
2 橡胶回收 原 文 ： RUBBER WORLD No.4/2024, by Ben Chouchaoui, Windsor
Industrial Development Laboratory

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