LINIE DO DEWULKANIZACJI GUMY FIRMY MARIS

Firma MARIS jako pierwsza na świecie opracowała i wdrożyła na skalę przemysłową proces termomechanicznej dewulkanizacji gumy bez dodatków chemicznych, w wyniku którego otrzymywany jest wartościowy surowiec wtórny - dewulkanizat - stosowany do produkcji nowych wyrobów gumowych.

Duże doświadczenie i wiele dostarczonych instalacji do dewulkanizacji gumy zapewniają firmie MARIS pozycję lidera w dziedzinie dewulkanizacji oraz gwarantują najwyższą jakość otrzymywanego dewulkanizatu.

Zalety technologii dewulkanizacji MARIS:
  • najwyższa jakość dewulkanizatu gumowego
  • proces wyłącznie termomechaniczny realizowany bez dodatków chemicznych
  • proces ciągły i w pełni automatyczny
  • filtracja w linii
  • materiał bez nieprzyjemnego zapachu
  • technologia ekologiczna – brak odpadu i produktów ubocznych
  • pełen zakres wydajności od 5 do 1000 kg/h
  • duża energooszczędność (0,3 kWh/kg)

Dewulkanizacja termomechaniczna MARIS

Firma MARIS jako pierwsza na świecie opracowała i wdrożyła na skalę przemysłową proces termomechanicznej dewulkanizacji gumy na wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej, umożliwiający otrzymanie najwyższej jakości dewulkanizatu, który można zawracać do procesu produkcji nowych wyrobów gumowych. MARIS dostarcza pełną gamę instalacji do dewulkanizacji gumy o wydajnościach w zakresie od 5 do 1000 kg/h, co umożliwia idealne dopasowanie wielkości linii do indywidualnych potrzeb.

Linia MARIS do dewulkanizacji gumy.

Na czym to polega?

Dewulkanizacja termomechaniczna to nowoczesna metoda recyklingu gumy, polegająca na eliminowaniu powstałej podczas wulkanizacji usieciowanej struktury materiału wyłącznie za pomocą wpływu temperatury i naprężeń mechanicznych oraz bez specjalnych dodatków chemicznych. Dewulkanizacja termomechaniczna umożliwia selektywny rozpad wiązań sieciujących bez naruszania wiązań łańcucha polimerowego.

W technologii dewulkanizacji MARIS, energie termiczna i mechaniczna dostarczone do materiału przez wytłaczarkę powodują przerywanie wiązań sieciujących (wiązania S-S i C-S - Rys 1.). Wiązania sieciujące są niszczone jako pierwsze, ponieważ ich energia wiązania jest niższa od energii wiązania łańcuchów polimerowych (wiązania C-C - Rys.1).

 

Rys. 1: rozkład energii w łańcuchu polimerowym w wiązaniach (C-C) oraz w wiązaniach
sieciujących (S-S), w wyniku zmian termicznych i mechanicznych w materiale.

 

Dzięki specjalnej konstrukcji wytłaczarki dwuślimakowej MARIS, specjalnie zaprojektowanej do dewulkanizacji, możliwy jest właściwy dobór parametrów procesu i precyzyjne regulowanie wielkością energii przekazywanej w procesie do materiału. Odpowiednio dobrana ilość energii powoduje przerwanie wiązań powstałych w procesie wulkanizacji i jednocześnie zapobiega degradacji wiązań węglowych, podstawowych dla struktury gumy. Dzięki temu otrzymany surowiec wtórny – dewulkanizat - posiada właściwości zbliżone do niezwulkanizowanej mieszanki gumowej i może być ponownie zawrócony do procesu produkcyjnego.

Dewulkanizacja.

Dewulkanizat gumowy.

Dewulkanizacja bez dodatków chemicznych

Proces dewulkanizacji MARIS jest procesem wyłącznie termo-mechanicznym, realizowanym bez udziału żadnych dodatkowych środków chemicznych inicjujących proces dewulkanizacji jak np. środki spulchniające stosowane przy produkcji tzw. regeneratu. Dzięki temu koszty prowadzenia procesu są niższe oraz jest on bardziej ekologiczny i bezpieczny.

W trakcie procesu dewulkanizacji MARIS jest natomiast możliwe dozowanie dodatkowych składników umożliwiających modyfikowanie i optymalizowanie składu otrzymanego dewulkanizatu w zależności od potrzeb.

Schemat linii do dewulkanizacji gumy metodą MARIS

PRZETWARZANY MATERIAŁ
GUMA
Polimer Guma zwulkanizowana
Pochodzenie Pokonsumenckie lub poprzemysłowe
Zastosowanie końcowe To samo lub inne.

UKŁAD MASZYNY
L/D 64-72
Liczba punktów odgazowania 1
System granulacji Spaghetti lub podwodny

RECEPTURA
Zmielona guma 100 %

Wysoka skuteczność procesu dewulkanizacji MARIS

Stopień dewulkanizacji gumy jest kluczowym parametrem określającym jakość finalnego produktu – dewulkanizatu. Dzięki technologii MARIS możliwe jest osiągniecie wysokiego stopnia dewulkanizacji materiału i otrzymanie powtarzalnej jakości.

Jednym ze sposobów oceny zdewulkanizowanej gumy jest badanie za pomocą reometru MDR (Moving Die Rheometer). Na rysunku 2 pokazano krzywą reometryczną wykonaną dla zdewulkanizowanej gumy SBR poddanej ponownej wulkanizacji z użyciem środków wulkanizujących (linia czerwona) oraz krzywą dla tej samej gumy zdewulkanizowanej bez dodatków wulkanizujących (linia niebieska). Gwałtowny wzrost momentu zanotowany przez urządzenie pomiarowe charakteryzujący linię czerwoną oznacza ponowne zajście procesu wulkanizacji. Jednocześnie płaski charakter krzywej niebieskiej świadczy o tym, że w zdewulkanizowanym materiale nie ma już ani aktywnych środków wulkanizujących ani pozostałości struktury usieciowanej.

 

Rys. 2: Krzywe reometryczne wykonane dla zdewulkanizowanej gumy SBR poddanej ponownej wulkanizacji (linia czerwona)
oraz dla tej samej gumy zdewulkanizowanej bez dodatków wulkanizujących (linia niebieska).

Niższe koszty surowców

Chociaż dewulkanizat ma własności nieco gorsze niż materiał nowy i jest zwykle używany jako dodatek do materiału nowego to w praktyce jego udział w nowej recepturze może wynosić ok. 10 do nawet 40%. Pozwala to znacznie oszczędzić na kosztach nowych surowców w produkcji mieszanek gumowych.

Rys. 3 pokazuje przykładowe krzywe reometryczne dla czystego NBR oraz domieszkowanego odpowiednio 33% i 50% zdewulkanizowanym NBR. Widoczne są tylko niewielkie różnice w kształcie krzywych reometrycznych, które można łatwo skompensować dokonując niewielkich zmian receptury nowej mieszanki.

 

Rys. 3: Testy reometryczne wykonane na NBR (przy 160°C) czystym
oraz z dodatkiem dewulkanizat (33% and 50%).

 

Na rys. 4. pokazane są przykładowe własności mechaniczne zwulkanizowanej mieszanki NBR z dodatkiem dewulkanizatu. Otrzymane próbki porównano pod względem wydłużenia przy zerwaniu, wytrzymałości na rozciąganie oraz wytrzymałości na rozdzieranie. Mimo dodatku nawet 50% dewulkanizatu, spadek właściwości mechanicznych jest stosunkowo niewielki.

 

Rys.4: Wydłużenie przy zerwaniu, wytrzymałość na rozciąganie:   a) oraz wytrzymałość na rozdzieranie   b) dla czystego NBR i domieszkowanego 33% i 50% zdewulkanizowanym NBR.

 

W tabeli 1. pokazano wpływ dodatku zdewulkanizowanego poliizoprenu do materiału nowego w stosunku 40/60. Spadek parametrów wytrzymałościowych mieszanki po ponownej wulkanizacji jest niemal pomijalny.

 

Tabela 1: Parametry wytrzymałościowe zwulkanizowanego poliizoprenu bez dodatku oraz z dodatkiem dewulkanizatu w ilości 40%.

Eliminacja zapachu

Ważnym czynnikiem decydującym o jakości otrzymanego dewulkanizatu jest jego zapach. W wyniku niewłaściwego prowadzenia procesu dewulkanizacji i emisji lotnych monomerów otrzymywany dewulkanizat może wydzielać bardzo nieprzyjemny zapach i tylko z tego powodu może nie nadawać się do dalszych zastosowań. Technolodzy MARIS opracowali specjalną metodę eliminacji zapachu w procesie dewulkanizacji, dzięki której otrzymany dewulkanizat może być stosowany także do produkcji wyrobów o zwiększonych wymaganiach w tym zakresie.

Czy wszystkie rodzaje gumy można dewulkanizować?

Badania w centrum Technologicznym MARIS potwierdziły, że większość popularnych mieszanek gumowych stosowanych w przemyśle można dewulkanizować i otrzymać dewulkanizat wysokiej jakości. Wśród przebadanych materiałów znalazły się m.in.:

  • Zużyte opony
              - opony samochodowe
              - opony ciężarowe
              - opony terenowe
  • ACM – kauczuk akrylowy
  • BR – kauczuk butadienowy
  • EPDM – kauczuk etylenowo propylenowo-dienowy
  • FKM – fluoroelastomery
  • IIR – kauczuk butylowy
  • IR – kauczuk izoprenowy
  • NR – kauczuk naturalny
  • Q – silikon
  • SBR – kauczuk styrenowo-butadienowy

Linia MARIS do dewulkanizacji gumy.

Jak mogę zastosować dewulkanizację?


Zawracanie własnych odpadów produkcyjnych

Producenci wyrobów gumowych stosują proces dewulkanizacji w celu ponownego przerobu własnych poprodukcyjnych odpadów gumowych. Tak prowadzona produkcja jest praktycznie bezodpadowa a oszczędności wynikają z mniejszego zapotrzebowania na nowe surowce, częściowo zastępowane dewulkanizatem. Możliwość bieżącej selekcji własnych odpadów gumowych i dewulkanizacja mieszanek o zawsze znanym składzie powoduje, że uzyskany dewulkanizat może być w prosty sposób dodawany do nowej mieszanki o tej samej recepturze. Dzięki temu osiąga się najlepsze efekty, zarówno jeśli chodzi o jakość dewulkanizatu jak i jakość wyrobów wyprodukowanych z jego udziałem.

Dewulkanizacja usługowa

Innym praktykowanym sposobem jest prowadzenie usługowej dewulkanizacji odpadów gumowych. Wielu producentów wyrobów gumowych chętnie odzyskiwałoby cenne surowce dewulkanizując swoje odpady, jednak ilość posiadanych odpadów nie uzasadnia zakupu własnej linii do dewulkanizacji. W takiej sytuacji korzystnie jest powierzać dewulkanizację własnych odpadów wyspecjalizowanej firmie.

Wielu klientów firmy MARIS używa linię do dewulkanizacji swoich odpadów i jednocześnie prowadzi dewulkanizację usługową dla innych firm.

Linia do dewulkanizacji MARIS EVOREC RUBBER PLUS - filtracja w linii

Konieczność zapewnienia przetwórcom przefiltrowanej mieszanki gumowej nabiera coraz większego znaczenia, szczególnie w zakresie mieszanek gumowych do artykułów technicznych. To samo się tyczy dewulkanizatu.

Linia MARIS EVOREC RUBBER PLUS umożliwia prowadzenia filtracji otrzymanego produktu w tym samym procesie technologicznym co pozwala na spore oszczędności i poszerza pole zastosowań gotowego produktu. Technologia MARIS EVOREC RUBBER PLUS gwarantuje otrzymanie najwyższej jakości dewulkanizatu bez zanieczyszczeń.

Linia MARIS EVOREC RUBBER PLUS składa się z wytłaczarki dwuślimakowej, wytłaczarki jednoślimakowej oraz automatycznego zmieniacza sit. Wysokie ciśnienie, niezbędne do przeprowadzenia filtracji mieszanki, osiągane jest dzięki obecności wytłaczarki jednoślimakowej. Sam proces filtracji oprócz usuwania zanieczyszczeń dodatkowo poprawia homogenizację dewulkanizatu.

Testy w Centrum Technologicznym MARIS

Dla sprawdzenia jakości dewulkanizatu oraz wydajności produkcji istnieje możliwość przeprowadzenia prób w Centrum Technologicznym MARIS jeszcze przed dokonaniem inwestycji. Dzięki temu zakup maszyn nie jest obciążony żadnym ryzykiem technologicznym a kupujący ma gwarancję, że jego dewulkanizat będzie posiadać jakość zgodną z otrzymaną podczas prób jeszcze przed zakupem maszyny.

Linia MARIS do dewulkanizacji gumy.


Copyright © 2018 by IPM