第２７卷第１期
２００８年２月 声学技术
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ Ｖｏ１．２７．Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．，２００８
功率超声波在废橡胶再生中的应用
朱武，
（上海电力学院。 张佳民
上海２０００９０）
摘要：全世界每年要产生一千五百多万吨废旧橡胶，由于废橡胶具有三维稳定的化学结构．需要很长时间才能降
解，堆放在大自然中，既污染环境，又浪费宝贵的资源，废橡胶的回收利用是解决这一问题的最好方法。再生橡胶的
制造方法很多，近来出现的超声波脱硫法具有高效、环保、产品质量高等优点，被认为是最有希望的方法，已受到广
泛关注。详细地介绍功率超声波在废橡胶脱硫中的应用、介绍近年来国际上的进展情况和～些典型的装置，具有一
定意义。
关键词：功率超声波：废橡胶；脱硫；再生
中图分类号：ＴＢ５５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－３６３０（２００８）一０１－００６１．０５
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ｄｅｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｒｕｂｂｅｒ
ＺＨＵ Ｗｌｕ．ＺＨＡＮＧ Ｊｉａ－ｍｉｎ
（Ｓｈａｎｇ Ｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｓｈａｎｇ Ｈａｉ ２０００９０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｉｓ ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ｔｈａｔ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ａｂｏｕｔ １５ ｍｉｌｌｉｏｎ ｔｏｎｓ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｒｕｂｂｅｒｓ ａｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｎｕａｌｌｙ．Ｂ—
ｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｈａｖｉｎｇ ｓｔｅａｄｙ ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ，ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｍ ｎｅｅｄｓ ｌｏｎｇ ｔｉｍｅ ａｎｄ
ｐｉｌｉｎｇ ｕｐ ｔｈｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｎａｔｕｒｅ ｗｉｔｈｏｕｔ ｂｅｉｎｇ ｄｉｓｐｏｓｅｄ，ｂｒｉｎｇｓ ｓｅｒｉｏｕｓ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｏＵｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｗａｓｔａｇｅ
1 废矿物油资源再生综合利用技术
史召霞
人们在工业生产和日常生活中，不可避免地会产生各种废矿物油。废矿物油属于危险废物，其中含有多种毒性物质。然而， 废油其实并不废，其中变质的部分只有百分之几，是一种宝贵资源，将其综合利用，对于缓解我国资源紧缺的局面、解决油品供不应求的瓶颈问题，对于提高现有资源利用率、保护生态环境都具有十分重要的意义。
一、废矿物油的来源
废矿物油的产生来源主要为以下2种： 1、机械、动力、运输等设备的更换油及清洗油，如各类润滑油、液压油等，主要来自机动车维修行业、机械加工制造业等。 2、油类产品仓储过程中产生的沉积物。如加油站的油罐，隔油池的底泥，炼油厂含油污水处理设施产生的油泥等。
二、废矿物油的危害
废矿物油已被列入《国家危险废物名录》，编号为HW08。废矿物油是由多种物质组成的复杂混合物，主要成分有C15-C36的烷烃、多环芳烃（PAHs）、烯烃、苯系物、酚类等。其中的各种成分对人体都有一定的毒性和危害作用。因此一旦大量进入外环境，将造成严重的环境污染。另外，废矿物油还会破坏生物的正常生活环境，具有造成生物机能障碍的物理作用。例如废矿物油污染土壤后由于其粘稠性较大，除了堵塞土壤孔隙及破坏土质外，还能粘在植物根部形成一层粘膜，妨碍根部对水分和营养物质的吸收，造成植物根部腐烂，缺乏营2
养而大面积死亡。当土壤孔隙较大时，石油废水还可以渗透到土壤深层，甚至污染浅层地下水。
三、废矿油的处置现状
近几年，人们的环保意识逐年增强，因此，在实际的生产生活中，将废矿物油直接排放的为数不多，主要还是将产生的废矿物油转移给其他单位进行回收处置。但目前国内具有相应环保资质的企业不多，有近2/3的废矿物油被转移至无资质回收企业进行再提炼，这些废矿物油再加工企业的提炼工艺绝大多数为国家强制淘汰的落后工艺，这种“小炼油”企业基本没有任何污染防治措施，其简单落后的加工过程造成了环境的严重污染和资源的极大浪费。
橡胶的再生及利用
众所周知，绝在部分橡胶是难以彻底自然降解的高分子，如不能有效地处理其大量的废弃物，将会危及地球的生态环境，严重影响人们正常的生产和生活。而“高分子废弃物”实质上又是人类宝贵的再生资源，所以许多国家都在致力于回收和综合开发利用废旧高分子材料的工作。
自1839年橡胶工业诞生时起，废旧橡胶的处理问题就客观的摆到人们面前[1]。在人类社会步入能源相对短缺和环境污染严重的时期，提出对橡胶的再生与利用更有现实意义。我国已经把资源的综合利用作为一项重大的技术经济政策来抓，尤其重视对再生资源的回收利用。
1 废旧橡胶及回收利用情况
废橡胶是固体废弃物的一种，其来源主要是报废的轮胎、胶管、胶鞋、工业杂品等，另外一部分来自橡胶制品厂生产过程中产生的边角料和废品。在众多的废旧橡胶中废旧橡胶中废旧轮胎大约占60%~70%。
美国废旧轮胎（占其国内每年使用橡胶的70%）占固体废料总量的1%，擗估计，美国和欧洲年产生的废旧轮胎达到48万t[2]，日本每年约产生96万t废橡胶，其中60%是废轮胎[3]。
我国是世界上橡胶消耗量最大的国家之一，仅次于美国和日本，居世界第三[4]。我国每年约产生69万t废橡胶，废橡胶的产生量约为橡胶制品生产量的40%，回收量一般为废橡胶产生量的50%以下[3]。
废旧橡胶占固体废弃物的比例越来越大（主要是废弃轮胎的增加）。需有效地解决其回收利用问题。所以，废旧橡胶的再生应用已不是区域性问题，而被视作一个国家的发展水平问题[5]。国外从本世纪70年代起开始研究废橡胶再生处理问题，现废橡胶回收再利用技术在发达国家已较成熟，而我国尚处在不断改进和提高的过程中。目前，我国废旧橡胶利用的主要方法是制造再生胶，约占95%[2]。
2 橡胶的回收利用方法
2．1 再生胶
再生胶是橡胶回收利用的最古老、最常见的方法。从19世纪叶开始，至今再生胶技术已较为成熟。
2．2 硫化胶粉
硫化胶粉最大的特点是加工过程简单，其与制造再生胶相比：1）省去了脱硫、精炼等工序，可节省大量专用设备、厂房、动力和人力；2）省去了软化剂、活化剂、增粘剂等加工助剂，节省原材料；3）不存在废水、废气、粉尘等污染。此外，精细胶粉硫化的的性能优于再生胶，可广泛地应用于橡胶制品、建筑、公路、机场、运动场地及各类装饰材料等，是一项集环保和资源再生为一体的新型产业[5]。
废旧橡胶的回收和循环利用
随着工业和现代文明的发展，各种工业和生活废弃物的处理已经成为人们面临的一大难题，特别是对于经过化学交联的橡胶，由于它内部具有交联的网络结构，因此既不溶也不熔。目前橡胶制品已经广泛应用于生活中的每一个领域，而这些橡胶制品使用后如果处理不当，可能会给环境带来严重的污染，同时造成资源的浪费。如何经济\有效\环保地回收具有交联结构的橡胶，始终是全社会关注的焦点问题。
自150多年前Goodyear发明了弹性体的硫化工艺以来，人们为了解决硫化橡胶回收利用问题想出了各种各样的解决方法，甚至于Goodyear本人都在1853年发明了一项专利，其工艺就是将各种废旧的硫化橡胶磨成胶粉然后回收利用，这种方法目前仍在广泛利用。现在人们已经发明了各种各样的方法用以解决废旧弹性体的回收利用问题，例如轮胎翻新、焚化燃烧以作为燃料、掩埋、磨成胶粉用作填充剂以及脱硫制备再生胶等等。本文将介绍废旧橡胶的回收和循环利用的主要途径。
一、废旧橡胶的直接利用
直接利用是将废旧橡胶制品以原有形状或近似原形加以利用，以废旧轮胎为例，轮胎翻修便是其直接利用中最有效、最直接而且经济的利用方式。在使用保养良好的情况下，一条轮胎可多次翻修，这样总的翻胎寿命往往可达新胎的1-2倍，而所耗原材料仅为新胎的15%-30%，所以世界各过都普遍重视轮胎翻修工作。目前世界上最先进的翻胎技术为预硫化翻胎法，又称冷翻法，即把已经硫化成型的胎面胶粘合到经过打磨处理的胎体上，装上充气内胎和包封套，送入大型硫化罐，在较低温度和压力下硫化，一次可生产多条翻新轮胎。除翻修外，废旧轮胎还可作为人工鱼礁、码头护弦以及赛道车辆等的缓冲材料；在美国还有将其做成高速公路的隔音墙使用。另外，废旧橡胶还用于防止重金属污染，据分析这是因为水银等重金属会和橡胶制品中的硫磺及其他化合屋发生化学反映的缘故。
二、粉碎为胶粉后利用 将废旧橡胶通过常温粉碎或者低温粉碎等方法制备胶粉后加以利用，这是很早以来就采用的方式，也是目前废旧橡胶回收的一种非常重要的途径，目前生产精细胶粉已成为废旧橡胶再利用的主导方向。现在胶粉的应用主要在三个方面：一是橡胶工业，用于直接成型弹性体或新胶料并用；二是塑料工业，主要为掺入热塑性塑料和热固性塑料中作为填充材料或者增韧材料，胶粉在填充前往往需要表面改性以使得其与塑料基体具有良好的相容性。三是用于沥青、塑胶跑道和建筑等方面。此外，近年来还开发了许多新用途，如用于制备离子交换剂、用于土壤改良、作为轻质工程回填料等。
