СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1999 года по МПК B29B17/00 B29B17/02 C08J11/04 B02C23/24 B02C23/30 

Изобретение относится к области утилизации промышленных отходов, в частности, к способу утилизации резинотехнических изделий (РТИ), преимущественно изношенных автопокрышек.

Известен способ переработки резинотехнических изделий путем разрушения их резиновой составляющей, заключающийся в том, что изделие подвергают воздействию озоносодержащей газовой среды с одновременным приложением деформирующих резину нагрузок (Патент RU 2060882, кл. В 29 В, 17/00, опубликованный в 1996 году). Этот способ выбран нами в качестве прототипа.

Недостатком этого способа является относительно невысокая скорость процесса разрушения резиновой составляющей.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа, позволяющего повысить скорость процесса разрушения резины РТИ за счет интенсификации действующих на нее факторов в сочетании с применением дополнительных видов воздействий.

Эта задача решается тем, что при реализации способа переработки резинотехнических изделий путем разрушения их резиновой составляющей, когда процесс ведут в озоносодержащей газовой среде с одновременным приложением деформирующей резину нагрузки, перерабатываемое изделие и газовую среду подвергают воздействию механических колебаний, и/или светового потока, и/или подогреву; параметры воздействия механических колебаний на газовую среду составляют по интенсивности акустической энергии 120 - 150 дБ в частотном диапазоне 6 кГц - 1 МГц; параметры воздействия механических колебаний на изделие составляют по амплитуде 1 мкм - 0,2 м в частотном диапазоне 0,01 Гц - 1 МГц; используют ультрафиолетовую и видимую области светового потока; нагрев газовой среды ведут до температуры 35 - 40^oС; нагрев изделий ведут до температуры 35 - 40^oС.

Такое решение задачи позволяет получить технический результат, который выражается в повышении скорости разрушения резины РТИ.

Осуществление способа рассмотрим на примере переработки автопокрышки путем разрушения ее резиновой составляющей.

Подлежащую утилизации автопокрышку предварительно подогревают от автономного источника тепла до температуры 35±40^oС и помещают в герметичную рабочую камеру в зону действия средства для создания деформации. Рабочую камеру наполняют озоносодержащим газом, который в процессе прохождения по трубопроводу от генератора озона до камеры подогревают также до температуры 35 - 40^oС. Далее запускают средство для создания деформаций, которое, деформируя автопокрышку, расширяет уже имевшиеся на ней трещины и создает новые. В трещины поступает озон и разрушает резину. Благодаря нагреву изделия и газа до температуры 35 - 40^oС, химическая реакция между озоном и резиной идет существенно активнее, и, как следствие, повышается скорость разрушения резины, однако нагрев их до более высокой температуры вреден из-за начинающейся деструкции озона.

Одновременно со средством для создания деформаций включают источники светового потока, отсекая, например, с помощью фильтров, инфракрасную область спектра, т.е. используя для воздействия на изделие и озоносодержащий газ только видимую и ультрафиолетовую области спектра, которые положительно влияют на процесс разрушения резины.

Так, ультрафиолетовое излучение разлагает остаточный кислород, содержащийся в озоносодержащем газе и повышает в нем концентрацию озона. Вместе с тем, под воздействием ультрафиолетовых лучей и видимой области спектра озон разлагается с образованием атомарного кислорода, а это, с учетом его высокой реакционной способности, активирует процесс разрушения резины. Кроме того, благодаря фотоокислительным процессам и увеличению подвижности деструктированных молекул каучуковой части резины, скорость растрескивания резины повышается.

Инфракрасную область спектра необходимо отсечь потому, что ее наличие приводит, во-первых, к нерегулируемому перегреву автопокрышки, что изменяет ее эластичность, т. е. реакцию на деформацию и, во-вторых, к деструкции озона.

Одновременно со средством для создания деформаций включают излучатели механических колебаний, ориентированные таким образом, что максимум их излучения попадает на разрушаемую автопокрышку и ближайшую к ней озоносодержащую газовую среду.

На газовую среду воздействуют механические колебания с интенсивностью акустической энергии от 120 до 500 дБ, имеющие частотный диапазон от 6 кГц до 1 МГц, вызывающие турбулентные микропотоки газовой среды, скорость которых находится в диапазоне от 1 до 100 м/с. Особенность таких потоков состоит в том, что газ при таких скоростях находится вблизи поверхности обрабатываемого материала, высота таких микропотоков над поверхностью материала составляет от 0,01 до 1 мм. Результатом "работы" микропотоков является, во-первых, обновление состава газовой среды и локальное восполнение концентрации озона вблизи поверхности обрабатываемого материала и, во-вторых, снятие диффузионных ограничений на процессы массопереноса. Все это способствует ускорению процесса разрушения резины.

В то же время на резину автопокрышки воздействуют механические колебания в частотном диапазоне от 0,01 Гц до 1 МГц с амплитудами от 1 мкм до 0,2 м, вызывающие в ее материале нормальные и тангенциальные деформации, а также деформации сдвига и кручения. Это приводит к перемещению отдельных участков материала, отрыву их от массива резины, что в свою очередь ведет к увеличению скорости разрушения резины.

Переработку автопокрышки, на которую одновременно воздействуют озоносодержащая среда и усилия деформации, ведут как при использовании всех трех дополнительных воздействий (механических колебаний, светового потока и подогрева), так и при использовании или одного из них, или двух в любом сочетании.

Таким образом, все перечисленные выше дополнительные воздействия как совместно, так и порознь направлены на решение единой технической задачи, т.е. на переработку автопокрышки путем разрушения ее резиновой составляющей. Эти же воздействия направлены и на достижение единого технического результата - увеличение скорости разрушения этой составляющей автопокрышки.

Способ переработки резинотехнических изделий осуществляют путем разрушения их резиновой составляющей и процесс ведут в озоносодержащей газовой среде с приложением деформирующей резину изделия нагрузки. Озоносодержащую газовую среду подвергают воздействию механических колебаний и/или светового потока и/или подогреву, а на перерабатываемое изделие дополнительно воздействуют световым потоком. Параметры воздействия механических колебаний на газовую среду составляют по интенсивности акустической энергии I20-150 дБ в частотном диапазоне 6 кГц - 1 МГц; параметры воздействия механических колебаний на изделие составляют по амплитуде 1 мкм -0,2 м в частотном диапазоне 0,01 Гц - 1 МГц; используют ультрафиолетовую и видимую области светового потока; нагрев газовой среды ведут до температуры 34-40^oC; нагрев изделий ведут до температуры 35-40^oС. Перерабатываемое изделие дополнительно подогревают. Подогрев изделия осуществляют перед началом процесса. Способ обеспечивает высокую скорость процесса разрушения резинотехнических изделий. 10 з.п. ф-лы.

1. Способ переработки резинотехнических изделий путем разрушения их резиновой составляющей, при котором процесс ведут в озоносодержащей газовой среде с приложением деформирующей резину изделия нагрузки, отличающийся тем, что озоносодержащую газовую среду подвергают воздействию механических колебаний, и/или светового потока, и/или подогреву, а на перерабатываемое изделие дополнительно воздействуют световым потоком. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие механических колебаний на газовую среду составляет по интенсивности акустической энергии 120 ^oC 150 Дб. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что частотный диапазон воздействия механических колебаний на газовую среду составляет 6 КГц - 1 МГц. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перерабатываемое изделие подвергают воздействию механических колебаний с амплитудой 1 мкм - 0,2 м. 5. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что частотный диапазон механических колебаний составляет 0,01 Гц - 1 МГц. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при воздействии на озоносодержащую газовую среду используют ультрафиолетовую область светового потока. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при воздействии на озоносодержащую газовую среду используют видимую область светового потока. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что подогрев газовой среды ведут до температуры 35 - 40^oC. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что перерабатываемое изделие дополнительно подогревают. 10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что подогрев изделия ведут до температуры 35 - 40^oC. 11. Способ по п.9, отличающийся тем, что подогрев изделия осуществляют перед началом процесса.