Page 54 - 《橡塑智造与节能环保》2026年3期

节能环保新技术与产品

科学家们开发了一种工具，用于研究硫化橡胶网链中 目前尚无法实现原料回收至异戊二烯及其他组分的过
网链破坏的机制。因此，橡胶的可溶（溶）部分随剩 程。然而，一种逆向硫化工艺（称为脱硫）使弹性体
余不溶（凝胶）部分测得交联密度的增加而增加的速 材料重新具有可熔性和可加工性，为将废旧轮胎橡胶
率，对于碳－硫键和碳－碳键的断裂是不同的。因 （ELTs）回收再利用制成高附加值材料和产品提供了
此，通过对脱硫橡胶样品进行溶部分和交联密度的测 途径。通过脱硫处理，天然橡胶和合成橡胶可以得到
量，可以指示网络破坏的主要机制。 部分替代和节约，从而带来多重经济和环境效益。
关于使用寿命，轮胎可分为两类：可重复使用轮

胎和不可重复使用轮胎。那些因严重损坏、结构变形 6 轮胎回收过程通常如何运作？
或高度退化而无法翻新的轮胎，是ELT（End-of-Life 轮胎被应用于各类车辆。使用数年后，因胎面磨

Tires，废旧轮胎）回收的原材料。 损和/或在反复受力及环境因素影响下变得脆裂，需要
在脱硫过程中，废旧轮胎通常被加工成胶粉 更换。翻新主要适用于卡车轮胎，而乘用车轮胎多为
（GTR），可嵌入橡胶沥青、沥青、水泥、混凝土、 一次性使用。报废轮胎主要通过两种途径回收：材料
瓷砖、隔热隔音材料等。然而，将未经处理的胶粉直 回收或能源回收。报废轮胎的热值接近煤炭，常用于
接混合到（弹性体）基质中会大大降低其机械性能， 造纸厂和水泥窑。通过热解可制取油料，但此过程往
因为交联橡胶颗粒的界面粘附性和分散性较差。使 往导致大量排放。另一种可能的用途是油污修复。材

用双螺杆挤出机进行热机械脱硫被证明是最实用的 料回收需要对报废轮胎进行颗粒化处理。 研磨工艺涵
方法，因为这种机械在聚合物工业中应用广泛。此 盖常温、湿法及低温处理。多数轮胎回收技术涉及金
外，在挤出机方面，其可扩展到工业规模似乎是最佳 属与纺织（帘布）材料的分离，并通过研磨过程显著
解决方案。对于热化学挤出，使用超临界二氧化碳 缩减轮胎尺寸。在研磨过程中，通常可获得几万分之
（scCO₂）显示出优势。二氧化碳化学无毒、惰性、不 一英寸或更小的颗粒，其温度可能低于轮胎中聚合物
易燃且价格低廉，其临界点易于达到（31.1 ℃和7.38 在室温下的玻璃化转变温度（即低温研磨）。所得粉
MPa），且脱硫橡胶中残留的超临界二氧化碳可轻易 末可作为填料使用，例如用于新轮胎化合物中，但只
排放到环境中。 能少量使用。为了提高新橡胶化合物与 ELT 粉末之间
的相容性，必须通过破坏三维交联网络，或至少通过

5 如何在工业中实施真正的废旧轮胎回收机 改性颗粒表面来对 ELT 粉末进行脱硫。
制，包括脱硫处理？ 双螺杆挤出法是机械脱硫处理废旧轮胎在聚合物
随着全球人口持续增长，自20世纪50年代以来， 行业中最实用的方法。该工艺无需化学试剂和加热，
热塑性塑料、热固性塑料和弹性体等聚合物的消费量 可实现工业规模生产。采用超临界二氧化碳(scCO₂)
呈现显著增长态势，其中热塑性塑料占据绝对主导地 可使橡胶膨胀并拉伸长分子链间的交联结构；二氧化
位。2022年全球塑料产量达到惊人的4.003亿t，较上年 碳具有化学惰性、无毒、不可燃、成本低廉且环保的
增长约1.6%，这一增长态势在经历全球疫情及政治经 特性。该工艺可获得优质橡胶，挤出机每小时可处理
济动荡的背景下尤为显著。自20世纪50年代以来，塑 0.5~3 t废旧轮胎，三班制年处理量达18 000 t，相当于

料产量持续攀升，其生产规模与市场份额不断扩大。 约150万条废旧轮胎。脱硫橡胶可制成颗粒，与沥青混
然而，由于回收塑料制品（如水瓶）的压力日益增 合用于道路橡胶化，或作为模塑或挤出产品的聚合物
大，这种历史性的稳定年增长率在未来几年将趋于平 母料。
缓。
原料回收似乎是聚合物实现原始单体回收的终极 7 EcoUS实验室研究成果
目标。对于某些纯聚合物而言这似乎可行；但对于橡 EcoUS开发了从含橡胶产品（如轮胎）中回收橡
胶等复杂产品混合物（其中大部分用于制造轮胎）， 胶的技术；对回收橡胶进行脱硫处理；对脱硫橡胶进

12 橡塑智造与节能环保