Комплексная регулируемая механо-термохимическая регенерация шинных отходов и технология производства изделий на их основе

• Автор: Шаховец, Сергей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 338 с. : ил.

Введение

1 Концепция обращения с изношенными шинами и методы их утилизации.

1.1 Общая организационноправовая и химикотехнологическая системы обращения с изношенными шинами. Совокупность организационноправовых мероприятий.
1.2 Переработка и использование отходов шин на современном этапе. Совокупность химикотехнологических мероприятий

1.3 Обобщение результатов анализа совокупностей. Цель и задачи исследования .

2 Методические вопросы экспериментального исследования

2.1 Методы анализа структуры и физикохимических изменений эластомер

ной основы шин в процессе их эксплуатации и регенерации.

. 2.2 Методы анализа свойств регенератов

3 Комплексная регулируемая механо термохимическая регенерация.

3.1 Физикохимические изменения эластомерной основы шин в процессе их эксплуатации

3.2 Теоретические основы технологий регенерации Качественный анализ. Основные постулаты
3.3 Комплексная регулируемая механо термохимическая регенерация.
3.3.1 Теоретические основы технологии. Количественный анализ.
3.3.1.1 Критерий внешнего энергетического воздействия
3.3.1.2 Обобщающие параметры внешнего энергетического воздействия.
3.3.2 Технология и оборудование комплексной
механо термохимической регенерации
3.3.3 Влияние процесса комплексной механо термохимической
регенерации на физикохимические свойства резин
3.4 Термохимическая регенерация с применением электромагнитного
3.4.1 Способ регенерации вулканизованных резиновых отходов.
3.4.2 Апробация способа. Свойства регенератов
4 Компьютерные модели регенерации резиновой крошки в червячных
машинах.
4.1 Особенности оборудования и технологии деструкции резин Постановка задачи математического моделирования процесса.
4.2 Основные модели
4.2.1 Исходная методика расчета зон дозирования червячных машин.
4.2.2 Моделирование процесса нагрева охлаждения рыхлых полимерных масс в секциях червячного оборудования
4.2.3 Особенности расчета переработки в червячной машине
с системой теплорегулирования корпуса и червяка теплоносителями.
4.2.4 Моделирование работы червячного деструктора.
4.2.5 Оценка состояния перерабатываемого материала
но величине плотности поглощенной механической энергии.
4.3 Вспомогательные модели.
4.3.1 Особенности расчета безнапорного течения
материала в нарезанных секциях червяка.
4.3.2 Корректировка расчета текущей влажности
материала в червячном деструкторе
4.3.3 Корректировка расчета времени пребывания
материала в червячной машине.
4.3.4 Учет испарения влаги при движении регенерата в охлаждающей червячной машине
4.4 Обобщающий анализ компьютерных моделей
переработки эластомеров в червячных машинах для
регенерации резин.
5 Композиционные материалы и изделия из них с использованием
регенерата изношенных шин.
5.1 Структура и физикохимические свойства шинных регенератов
5.2 Принципы построения рецептур резин
5.3 Технологии изготовления изделий.
5.3.1 Общая технологическая схема получения изделий
5.3.2 Особенности технологии приготовления композиций
5.3.3 Теория и практика процессов вулканизации.
5.3.3.1 Общие замечания.
5.3.3.2 Разработка методов расчета температур и тепловых потоков в вулканизуемых покрышках.
5.3.3.3 Разработка прессформ с индукционным обогревом
5.3.4 Совершенствование процесса изготовления изделий
5.3.4.1 Способ изготовления армированных упругих
оболочек.
5.3.4.2 Способ крепления резины к металлам
5.4 Изготовление изделий различного назначения
5.4.1 Области применения регенерата
5.4.2 Покрытия.
5.4.3 Изделия для малогабаритных транспортных средств бытового,
промышленного и коммунального назначения.
5.4.4 Изделия для трамвайного и железнодорожного транспорта
5.4.5 Шиннопневматические муфты.
5.5 Перспективные направления создания композиционных материалов
и изделий.
5.5.1 Резинобитумные композиции для дорожного строительства.
5.5.2 Резино полимерные композиции на основе шинного регенерата и вторичных полиолефинов.
5.5.3 Резино полиамидные композиции.
5.5.4 Жидкие эбониты
5.5.5 Использование регенерата кремнийорганической резины
для высоковольтной изоляции
Литература
Приложение А Концепция обращения с изношенными шинами в
транспортном комплексе
Приложение Б Акты внедрения и реализации
Приложение В Технический паспорт машины для регенерации
резины МРР1.
ВВЕДЕНИЕ


Установлено, что активированная подобным образом резиновая крошка лучше совмещается с асфальтом, а его реологические характеристики улучшаются. В качестве других способов совмещения крошки с полимерами могут быть названы воздействие на нее различными смачивающими средствами изготовление термоэластопластов, хлорирование поверхности крошки и добавление в композицию смолы из группы алифатических углеводородов в качестве агента, улучшающего совместимость крошки и матрицы . В то же время, хлорирование крошки и введение упомянутой смолы в ряде случаев может иметь обратный эффект. Так, хлорирование крошки улучшает свойства резин на основе СКН, но снижает их в резинах на основе НК, аналогично и действие смолы улучшение свойств происходит только в резинах на основе СКН. Специфические свойства трансполиоктенамеров также позволяют использовать их в качестве модификаторов . Их наносят на крошку с целью ее лучшей гомогенизации в асфальте, при этом снижается липкость смеси, что дает возможность быстрее и качественнее уплотнить асфальт катками. В последнее время все чаще появляются технические решения, направленные на дальнейшую более глубокую переработки шинной крошки с целью се девулканизации и получения конечного продукта регенерата высокого качества. Существуют попытки проводить подобную девулканизацию, например, с помощью ультразвука . Анализ полученных результатов позволяет предположить, что наиболее технологически обоснованным явился бы способ девулканизации, основанный на традиционных принципах механической обработки каучуков и резин. Попытки организации подобных процессов имеются. Например, в соответствии с технологией , предложенной в , резиновые отходы измельчают в порошок с размерами частиц 0 0 мкм, который при С подвергают воздействию сдвиговых на1рузок в диапазоне 1,0,0 МПа. При этом разрушаются поперечные связи и снижается размер агрегатов частиц технического углерода до нм. Резиновый порошок может подвергаться такой обработке в присутствии добавок технического углерода или химического девулканизующего агента. По мнению авторов изобретения, интервал температур и сдвиговых нагрузок должен составлять при переработке резин на основе СКЭПТ С и 1,,5 МПа , на основе НК С и 1,,0 МПа, на основе СКС С и 1,,0 МПа , на основе БК С и 1,,0 МПа , соответственно. Утверждается, что при подобной обработке можно получить из девулканизата резиновые изделия с хорошим комплексом свойств без добавления в смесь исходного каучука. В целом, данные исследования представляют несомненный интерес, но при этом возникает ряд вопросов и возражений. Вопервых, в существующих способах девулканизации показатели деструкции оказываются крайне чувствительными к отклонениям температуры, дозировки и скорости механического воздействия на материал. Обеспечить на практике рациональные условия обработки материала невозможно, не располагая методикой расчета технологических режимов для конкретного оборудования, а, учитывая многообразие этого оборудования, проблема становится неразрешимой. Таким образом, необходима разработка методов количественного описания механохимических превращений, происходящих при девулканизации резиновой крошки, в том числе создание единого критерия внешнего воздействия на обрабатываемый материал, инвариантного относительного применяемого оборудования. Решение поставленных выше задач относится к отдельным этапам технологического процесса утилизации шин. В то же время утилизация шин будет иметь экономическую целесообразность только при создании автоматизированных непрерывных процессов, объединенных в общую технологическую линию. В этой связи рассмотрим кратко имеющийся опыт по созданию технологических схем переработки изношенных шин и применяемого оборудования. Современная технология и оборудование для переработки резиновых отходов в крошку основана на многоступенчатом энергоемком процессе. На первом этапе шину разрезают. Существует технология отделения и измельчения протектора, боковин. Обрезиненпый корд отделяют и часто пытаются утилизировать термическим методом, используя нагрев в маслах, сплавах, электропиролиз . Для измельчения шин используется различное оборудование.