论橡胶再生“正脱硫点”理论体系

平常心

废旧橡胶的再生过程，，由于传统的设备和工艺方法存在硬件的缺陷，致使我们在生产工艺过程中无法观察和感知脱硫反应的状况和变化。因此，也不可能在操作上适时调整工艺参数，保证产品质量的稳定。众所周知，我们再生胶的原料复杂多变，使用的助剂又多是其它工业部门的副产物，没有一种是稳定的。再加上工艺参数的波动交叉，致使再生胶产品品质整体表现不稳定。
8 W; {: p4 l( m* g/ m
    另外，传统设备尚存在安全问题、环保问题、能耗偏高的问题。

8 {* [8 U5 z, {* J4 y    鉴于理论研究偏重于脱硫机理的探讨，缺乏对生产工艺技术性的指导，甚至一些开发方向有所偏离，是不是脱硫设备压力越高越好？
: k4 X6 U  ^  d: ~# _$ G
    针对上述实际，我们倡导了橡胶再生“正脱硫点”理论体系，用它指导我们研发了橡胶再生“常压连续脱硫机”，指导我们制定了质量控制规程，保证了产品质量的相对稳定。

    脱硫是硫化的反过程。众所周知：硫化过程有个“正硫化点”，偏离了它就是次硫，是过硫，产品性能会大幅度下降。反之，脱硫工艺也有一个“正脱硫点”，偏离了它，再生橡胶的力学指标也将大幅度下降。

9 u. T/ C9 N1 ~( y% E( [    我们所说的“正脱硫点”，就是指获得再生胶最佳综合性能所对应的工艺参数。
/ z$ ]7 _+ D  D% v  t
    对此，有必要就各个参数的影响及怎么控制“正脱硫点”的工艺方法进行一些探讨。
& z. {6 ]) W! g. Z
    通过这样的探讨，不难看出：“正脱硫点”包含着一个理论体系。

/ W% |2 @5 y; P    一、工艺压力

    我们从硫化说起。用同一种混炼胶，按相同的硫化时间、不同的硫化压力作一个试验，测得结果如下表。   
/ V/ ]+ w4 W$ z' I+ K
; z. R, e/ H8 q3 e, H
品  名
硫化压力
3 @+ T: N8 x0 h  u 拉伸强度
& \5 E5 P4 @( Z- t+ u5 k 硬度（邵氏）
. `/ ]# U1 b+ `& {& J' d
6 L! [; E8 n5 L" c! q普通胎面胶
7MPa
11.51MPa
67
( t6 c5 L$ m$ Q/ D0 G/ v5 \0 L
普通胎面胶
7 e  Y8 A! V9 C( e# ? 15MPa
12.02MPa
+ Y7 I! j# y' b/ X, f 69
8 ^# Y" X. J  a/ s

9 n4 y5 ?# b% J/ p. o+ n; s9 T- s
; P. Y  a. a9 P' f$ T3 i8 @, h    由上表看出：硫化压力大的试片，强度高、硬度也高。分析实验数据，应该说明胶料在硫化反应过程中，外部压力增大，分子间更紧密，更有利于硫化反应。得出试片交联密度大，强度和硬度相对较高。相反，如果在脱硫反应过程中，外部的压力小，分子间相对较松弛，分子间的力相对较弱，故而有利脱硫反应的进行。也就是说，脱硫反应不必加大外部压力，生产上无需使用压力容器。

    这就是我们开发常压脱硫工艺的理论出发点。通过对常压连续脱硫机的成功研发，反过来又证实了上述论点的成立。即橡胶再生的脱硫反应无须加压，在常压下或许更容易进行。这就为彻底丢掉压力容器，免除安全隐患开辟了可行的途径。
: t3 F" x6 {- w8 c  E3 ~! Q
, Y6 p2 L- X* N! f+ t( K& G8 K5 a  q' G    二、脱硫时间
1 q: F  B) a0 \0 S
$ W! v' {# B) o2 M3 I7 [    关于脱硫时间的选取，我们主要有两个方面的考虑：
: {, y* d  Z7 R
: C9 w0 }. I: v8 Q& H4 v0 D. {5 P    １、合成胶的硫化胶再生有一定时间限制，脱硫时间过长，胶料的塑性不继续增大，反而会逐渐变小。
& _% `& G6 D" y- u. `, q  y
    ２、设想减少分子主链的断链。

    废硫化橡胶主要有三种化学键。
    支链上是C—S键（键能310kj/mol）
    S—S键（键能270kj/mol）
    主链上是C—S键（键能370kj/mol）
    最理想的再生状态是支链全部断裂，主键完好不发生断链。当其脱硫反应发生，首先是键能较小的支链上的薄弱环节断链，进而再涉及到主链。脱硫时间越短，主链分子受到的破坏越小。理想状态是达不到的，但是通过高温短时间的工艺方法，减少主链分子的破坏是有可能的。

    另外，一般情况下，合成胶的再生特点是：在脱硫反应前20分钟内，塑性上升较快，20分钟以后，塑性没有明显上升，进而塑性下降。

    鉴于上述两个因素，我们通过温度和速度的匹配，把“常压连续脱硫机”的脱硫时间控制在20分钟以内。这是我们研发过程中的另一个重要的设计思想。

    与此同时，也要注意到脱硫时间过短（比如几分钟），在工业化规模生产中的诸多细节问题上容易产生较大质量波动，难于控制，难于稳定（也可相似理解为硫化过程中的硫化平坦线问题）。由此，我们把“正脱硫点”设定在15—20分钟的范围之内，就能方便的把脱硫反应置于管道内，形成流动床的连续生产工艺。
2 L# Y* D" i" s& H/ f) ]
    三、脱硫温度

    脱硫温度是重要的工艺参数。根据化学动力学范德荷甫定律“化学反应温度每升高10℃，反应速度加快１倍”的原理，我们就可以通过适当提高温度来缩短脱硫时间，从而达到前面所述短时间快速脱硫的目的。

! n8 V1 H+ V# \# R. o$ |    按15～20分钟的时间要求，通过试验，我们把“正脱硫点”的温度范围设定在240℃～280℃区间（这个温度，是按管壁的温度测定的）。
0 h8 L$ }9 x& R/ t, x. ~
    需要特别注意的是，不同品种的再生胶，温度的设定是不同的。

, S8 F2 ?& H% t    上述参数通过硬件设施来保证后，既能满足随时可以观察到脱硫状态的变化，又能随时精确地调整参数，使产品质量保持相对稳定。

$ L7 x7 S  A0 F. ~' `    四、门尼粘度
3 H$ p. Z. U' o8 p
9 H+ y# r/ |0 A4 \    对再生胶质量的影响，尚需注意到炼胶过程的物理化学变化。脱硫好的胶粉，由于粗细不一，品质不一，而且尚有凝胶颗粒，需通过炼胶来解决。
: h% P0 ~7 {* P( U2 O+ t
* l$ q, D3 Z* Q4 @  K! @    但是，脱硫和炼胶是密切关联、互为补充的。我们在具体生产过程中，怎么通过质量控制来控制这复杂的生产过程呢？
2 a$ Z) v# }' Q; e- T
    我们的建议是：通过门尼粘度指标来控制。

3 s( L; f, Y6 Z3 `    门尼粘度主要反映了胶料平均分子量的大小和内在性能有一定联系，也代表了炼胶过程中的变化。
* L) t; |9 c4 t* h+ M  c
    另一个特点是快捷。可以在生产过程中，随时取样，几分钟就能测出门尼粘度结果。

    配方确定之后，找出门尼粘度和内在力学指标的对应关系，定出门尼粘度控制标准，随时检测，适时调整工艺参数，就能相对保证好“正脱硫点”，从而达到稳定产品质量的目的。
% g' m4 d$ ?  i) A/ |9 q
, Z- T& C. B# `* _2 b  G1 @    综上所述：橡胶再生“正脱硫点”理论体系，是多年实践的提升和总结，包括了生产过程的诸多影响因素。应用这个理论指导，我们得以冲破传统工艺的束缚，研发“常压连续脱硫机”；应用这个理论指导，使橡胶再生的工艺成为可控、可考核的科学规范过程。

Longshang

楼主的宝贵经验啊。

平常心

不是我的，是转载过来的，

caisenqun

胶友胶网上真正从事再生胶技朮人不到2%所以讨论.无法进行.

平常心

如果有2%，那就也好厉害了。70000*0.02

姜平辉

对这块不懂,学习一下。

xjczjk

新理论，不知对不对

zjpo001

很实用，