仝玉勇

【摘 要】随着资源的日渐匮乏，做好资源节约是非常重要的。本文主要探讨了废旧轮胎中脱硫橡胶的应用，从废旧轮胎脱硫橡胶现状出发，分析了废旧橡胶的脱硫再生技术，并提出了脱硫橡胶的具体应用。

【关键词】废旧轮胎；脱硫橡胶；新材料；应用

【中图分类号】TQ335 【文献标识码】A

一、废旧轮胎脱硫橡胶现状

随着我国汽车产业的飞速发展，汽车数量在逐年增加，汽车配套产品轮胎的需求迅速增加，由此废旧轮胎的产量也逐年增大。一方面，我国是橡胶严重缺乏国家，橡胶年消耗量达500万吨左右，其中70%依赖进口；另一方面，废旧轮胎产量正以6%的速度急剧增加，到2020年，我国废旧轮胎产量将达到2000万吨。废旧轮胎大量堆积不仅容易滋生蚊虫，造成环境污染，而且也容易引发火灾，对公共安全造成隐患。因此，高效处理废旧轮胎一直是环境保护和橡胶再生利用领域的重要课题。

在全球资源日益匮乏的今天，为了维持人类可持续发展，需要加强对资源的节约使用，对废旧原料中的资源进行充分开发。以废旧轮胎为原料，采用无污染脱硫技术制备脱硫橡胶。这种新型脱硫橡胶较好地保留了橡胶的高分子特性，可直接注射成型制备橡胶零部件，节能降耗，节省人力，具有良好的经济效益和社会效益，解决废旧轮胎无污染回收再利用这一全球性重大环保难题。

目前废旧轮胎的处理方式主要有原形直接利用、轮胎翻新、生产再生橡胶和胶粉、焚烧和掩埋。为了推动我国资源综合利用和节能减排，国家财政部出台《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录》。同时《废橡胶综合利用行业“十三五”发展规划指导纲要》确立了废橡胶综合利用以再生橡胶生产为主，扩大翻胎和胶粉产能的产业目标。通过提高废橡胶利用价值，优化产品结构；通过自主创新研发并推广新的再生工艺装备，推动废橡胶行业的绿色转型。

传统的橡胶制品是通过研磨、压胶、硫化等多道工序制成。由于废旧轮胎橡胶材料的相对分子质量高、粘度大、流动性差、难以加工再利用，因此必须先经过脱硫，打破三维结构才能使用。传统的高温动态脱硫污染严重，得到的再生橡胶臭气熏天，加工工作条件非常恶劣【1】。

根据当今市场需求情况和未来发展趋势分析，结合国内外橡胶制品行业对橡胶材料的需求，需要研发一种投资少、环保又节能的脱硫橡胶新材料制备技术，以满足市场需求，克服環境污染问题，提高企业经济效益，促进产品结构调整，推动企业向高新技术方向发展。

二、废旧胎橡胶脱硫再生技术

废旧橡胶的脱硫再生是指采用一定的方法来断裂硫化橡胶中的S-S键、S-C键等，从而破坏其交联网状结构，在其表面产生较多利于与共混材料键合的活性基团，形成具有一定可塑性和表面活性的脱硫橡胶。

1.物理脱硫再生

物理脱硫法是利用外界能量，如机械应力、微波、超声波等，断开废旧橡胶分子中的硫交联键，毁坏其立体网络，形成具有一定塑性的脱硫橡胶的方法。机械应力脱硫法是利用机械剪切（挤出）力，使拌入再生剂的废旧橡胶在热、氧的作用下脱硫并获得较高塑性的机械法。微波脱硫法是一种利用微波发生器产生能量切断S-S键、S-C键的非化学、非机械的硫化橡胶脱硫再生法。微波脱硫法在破坏橡胶三维交联网状结构的同时会导致橡胶主链发生热氧老化反应等副反应，因此在操作过程中必须控制好微波脱硫时间和辐照功率【2】。

2.化学脱硫再生

化学脱硫法是指在一定温度下，通过化学助剂与S-S键、C-S键反应，而尽可能的保留CC键，破坏硫化胶三维网络结构，达到再生目的。常用的方法有油法、水油法和高温高压动态脱硫法等，其产品质量对比表1所示。化学再生方法的关键在于化学脱硫助剂的选择，脱硫助剂如何从外向胶粒内部渗透。传统的方法借助水蒸汽、油等介质，通过边反应边渗透的原理，实现了交联键的解离。这种方法脱硫效果好，成本低，因此在工业界广泛采用。目前，高温动态脱硫法制备的再生橡胶展示出了最好的拉伸强度和伸长率。

3.生物脱硫再生

生物脱硫法是在常态温度和压力下，将经解毒处理的废旧橡胶粉与微生物及营养物混合，经过一定时间的共培养，从混合物中分离得到脱硫胶粉的新方法。采用酿酒酵母提取物对废橡胶再生处理，认为含硫醇基团的酿酒酵母提取物，易脱氢形成自由基，并与交联硫结合而使交联结构破坏，从而达到再生橡胶的目的。

三、脱硫橡胶的应用

随着塑料工业的发展，必然对共混废旧橡胶的品种、质量及产量的要求将更高更苛刻。对目前废旧橡胶的脱硫再生及与塑料共混过程中存在的问题进行分析并展望，以期推动废旧橡胶脱硫再生的发展以及脱硫橡胶在塑料中的应用。

就脱硫橡胶在塑料中的应用而言，目前脱硫再生胶在橡胶中的应用研究较多，而有关脱硫胶粉在塑料中的应用相对较少。因此，今后应进一步扩大脱硫橡胶在塑料中的应用，尤其可考虑脱硫橡胶/回收塑料复合材料的制备与应用研究，为同时回收再利用两种或多种废弃物提供一种切实可行的途径，减少环境的污染并提高资源的利用。

微生物脱硫只能作用于胶粉表面且发现适用于工业生产的脱硫微生物种类不多，化学脱硫法会造成一定程度上的环境污染且脱硫速度较慢。在今后的研发工作中除了可以逐步完善外，还可辅佐使用机械应力、超临界流体等手段进行脱硫，进一步尝试联合使用两种或多种脱硫方法，比如可尝试耦合微波法与酵母菌脱硫法，利用微波预处理克服酵母菌仅作用于胶粉表面且不能断裂S-C键的不足，及酵母菌脱硫法补微波辐射法瞬时断键不彻底或长时易致橡胶热氧老化的缺点，对硫化废胶粉进行脱硫处理。

就脱硫橡胶在塑料中的应用而言，目前脱硫再生胶在橡胶中的应用研究较多，而有关脱硫胶粉在塑料中的应用相对较少。因此，今后应进一步扩大脱硫橡胶在塑料中的应用，尤其可考虑脱硫橡胶/回收塑料复合材料的制备与应用研究，为同时回收再利用两种或多种废弃物提供一种切实可行的途径，减少环境的污染并提高资源的利用。

四、结语

随着人们环保意识的加强，市场对橡胶材料的要求也越来越高。如今受到国内劳动力成本不断上升以及全球经济一体化的发展影响，传统的橡胶材料制作方式已不适应国内低成本、高效率的生产方式竞争需求。因此，环保、对人体无害、低成本、高品质是未来橡胶制品市场发展的主要方向。

【参考文献】

【1】乐初枝， 林文森. 一种废旧橡胶再生脱硫的装备与技术[J]. 木工机床， 2018， 152（03）：23-26.

【2】张燕斌. 再生橡胶四种脱硫工艺的技术探讨[J]. 中国橡胶， 2017（20）.