丁基再生膠新工藝介紹
2007/10/5
丁基橡膠（IIR）是異丁烯與異戊二稀共聚而製成的一種人工合成橡膠。由於丁基橡膠具有氣密性好、透氣率低、耐熱性、耐老化性能、耐酸、耐鹼和耐極性溶劑等優點，是製造輪胎內胎、膠囊、醫藥用瓶塞等不可替代的優質彈性體材料。
2005年，中國丁基橡膠消費量近15萬噸，國產丁基橡膠不足3萬噸，80%依靠進口，從1999年至2004年，進口量年均增長率達26.9%。由於，國際石油市場價格不斷上升，丁基橡膠價格也不斷攀升。近幾年來丁基橡膠的價格由15000元/T左右，上升呈現在的32000元/T以上。而丁基橡膠製品的價格雖然有所上升，但整體算價格上升幅度不超過30％，遠遠趕不上丁基橡膠價格成倍的上升。所以很多使用丁基橡膠的企業把目光轉向了丁基橡膠的最佳替代産品――丁基再生橡膠。
丁基再生橡膠除了類似原聚合物的性能之外，還具有某些特殊的配合優點，如改善尺寸穩定性，升熱性較低，減少焦燒。氣密性同原丁基橡膠一樣，比其他合成橡膠更好地保留原生膠的各種性能，所以丁基再生膠的經營良好，是製造輪胎內胎最佳選擇材料。丁基橡膠中含有少量的異戊二烯，故其不飽和度較低，其硫化膠耐老化性能非常優良，這說明其很耐氧化，經試驗也證明，廢硫化丁基橡膠再生時，氧起的作用很小，所以再生脫硫比天然橡膠困難。
目前中國國內丁基再生膠的生産工藝有六七種之多，主要有蒸煮法、炒制法、擠出法、微波法、輻射法、高溫連續催化法、化學機械法等，但無論採用何種方法，目的是採用最經濟、最科學的方法把廢丁基橡膠由網狀結構變成線型結構。
隨著中國輪胎工業快速發展，丁基橡膠消費量快速上升，特別是子午線輪胎的快速發展，加上國家《醫用瓶塞丁基化》標準出臺，國家提出輪胎內胎丁基化，國內外市場對丁基橡膠的強勁需求，促進了丁基再生膠的發展。但由於中國國內丁基再生膠的生産原料緊缺，廢丁基內胎由前年的2000元/T多，上漲到目前的6100元/T左右，廢膠囊由800元/T左右上升到目前3800元/T左右，醫用瓶塞由1000元/T左右上升至目前2000元/T左右。丁基再生膠價格雖有上升，但趕不上廢丁基膠漲價幅度。所以造成很多丁基再生膠廠家由高利變成微利或無利可圖。分析其原因主要是生産工藝方法落後，生産的丁基再生膠物性指標過於低下，只能低價賣，但生産廠家無利可圖，而且浪費了大量的寶貴資源。
筆者經過二年多的摸索，對傳統的脫硫工藝進行了改進，採用捏煉法工藝進行丁基再生膠脫硫，該工藝具有投資省、工藝簡化、生産效率高、産品質量好、生産成本低、經濟效益好等優點，而且沒有廢液、廢汽的二次污染。整個脫硫過程不超十三分鐘，而且脫硫均勻，克服了焦化、碳化現象的産生，使丁基再生膠成品保留了最佳的物性指標。
傳統的脫硫方法目前在中國國內比較盛行，大多廠家選用的是動態罐脫硫、或者火燒炒罐脫硫，上述兩種方法的缺點是：動態脫硫，只是提供了高溫高壓的脫硫條件，脫硫時間長，還需要加入價格昂貴的軟化助劑，關鍵的是不能對脫硫原料進行摩擦擠壓。所以會造成原料表面焦化、碳化，而原料的內部不能脫透，造成産品表面有沒有解聚的顆粒存在，影響了産品質量。火燒炒罐由於不能準確控制溫度，碳化和焦化現象比動態脫硫還嚴重，所以産品的物性指標也不理想。以上兩種脫硫方法的最大問題是産生大量的廢汽二次污染。捏煉法脫硫的優點
一、不使用價格昂貴的助劑，必要時爲獲得比較低的門尼粘度只需加入部分軟化劑（機械油）。
二、設備投資少，一台日産7～8噸丁基再生膠的脫硫專用捏煉機，一次性投資只需17萬元。只需配一台1.63空壓機即可。
三、溫度控制準確，爲獲得最佳的門尼粘度，只需調整捏煉機的溫度即可。門尼粘度ML（1＋4）100℃可在40～60之間任意調整。
四、拉伸強度等物性指標損失小。加工前對所使用的廢胎進行隨機抽樣，測出平均值。加工後的再生膠拉伸強度值，比加工前的平均值只下降了0.3～0.5MPa。這是其他脫硫方式所無法比擬的。捏煉法脫硫的溫度控制丁基再生膠的原材料的來源廣泛，參差不一，就以丁基廢內胎而言，最高的拉伸強度能達到10MPa以上，最低的只有6.3MPa,所以比重也不同。
經過長期的觀察試驗，強度高、比重輕的臨界溫度低。反之臨界溫度高，丁基膠含量的高低決定脫硫臨界溫度的高低。每批原材料進廠後一定要對原料的扯斷強度或者比重進行隨機抽驗，然後根據實際資料計算出脫硫溫度（即臨界溫度）。丁基膠囊等丁基原材料，因不是硫磺硫化體系，而是樹脂硫化體系或氯化亞錫硫化體系，脫硫溫度相對要高。溫度對門尼粘度的影響丁基再生膠的質量好壞，其第一項物性指標是門尼粘度，然後才是拉伸強度及拉斷伸長率。
目前因爲中國國內生産大型號丁基內胎的企業所使用的丁基再生膠門尼粘度要求是ML（1＋4）100℃ 55±5，而生産自行車、摩托車等小型內胎的企業所要求的門尼粘度是ML（1＋4）100℃45±5，某些特殊企業甚至要求門尼粘度ML（1＋4）100℃ 40以下。門尼粘度高拉伸強度也高，但工藝性不好，門尼粘度低拉伸強度也低，但工藝性好。
所以在捏煉法脫硫時，爲了保證強度指標，降低門尼粘度，可加入軟化劑（機械油）調整門尼粘度。臨界溫度及熱氧化控制丁基橡膠屬人工合成膠，所以在用捏煉法脫硫時控制好臨界溫度很關鍵，當原料在捏煉機裏經過摩擦，擠壓升溫至臨界溫度時，已經完成了溶脹、活化、機械解聚等過程，然後是熱氧化過程，如果不能及時降溫，中止熱氧化過程膠料將被焦化和碳化，所以控制臨界溫度並及時中止熱氧化過程至關重要。
必須及時投入開煉機進行降溫。控制污染的方法捏煉法脫硫丁基再生膠的生産過程只是在臨界溫度時，産生少量的霧化煙氣。在捏煉機上方安裝集氣罩，用風扇送入水幕冷凝除煙裝置，完全可以做到無害排放。冷凝水可以迴圈使用，水中所含的漂浮物可以撈出制做軟化劑或做燃料。
資料來源：橡膠技術網