Новая технология переработки разбивает старые шины на материалы, пригодные для повторного использования

Только в 2019 году во всем мире было произведено около трех миллиардов автомобильных шин. Автомобильные шины — классический пример крупносерийного продукта, полученного из невозобновляемых нефтяных ресурсов, который предназначен для одноразового использования; они не соответствуют желаемой парадигме сокращения, повторного использования, переработки.

Некоторые старые шины используются в качестве топлива в цементной промышленности или измельчаются до резиновой крошки и используются в качестве армирующего агента — родители будут знакомы с резиновыми ковриками, используемыми на детских площадках.

Это неэффективные способы использования невозобновляемых ресурсов. Проблема заключается в том, что многие шины попадают на свалки для шин, где они подвергаются риску загрязнения окружающей среды через фильтрат (жидкость, которая просачивается через свалки в землю) или, что еще хуже, из-за пожаров, выделяющих токсичные газы и твердые частицы в атмосферу.

Пожары в шинах

20 декабря 2019 г. возник трудноуправляемый пожар на заводе по переработке шин TRACC в Минто, штат Северная Каролина, где хранилось около миллиона шин. . На тушение пожара ушла неделя. Такие пожары не редкость: еще один заметный пожар в покрышках случился 30 лет назад, когда 14 миллионов шин в Хагерсвилле, Онтарио, сгорели более двух недель.

В 1840-х годах Чарльз Гудиер открыл процесс, называемый вулканизацией, который превращает мягкий натуральный каучук в износостойкие каучуки. Вулканизация использует цепочки серы для объединения больших органических молекул в сеть, и до сих пор широко используется для производства автомобильных шин.

До достижений в автомобильном дизайне, особенно появления стальных лент и радиальных профилей 50 лет назад, шины необходимо было заменять через 20 000–40 000 километров. Теперь мы ожидаем, что шины прослужат 100 000 километров. Такая надежность на дороге делает переработку шин чрезвычайно трудной.

Новые способы разрушения шин

В моей лаборатории, Brook Research Group в Университете Макмастера, мы обнаружили эффективный и мягкий процесс, в котором для разрушения используется химия силикона. связи серы с серой, которые скрепляют шины. Силиконы выборочно разрывают связи серы и серы, оставляя только органические цепи, которые можно легко изолировать и повторно использовать для создания новых продуктов. Этот процесс, первоначально предназначенный для производства новых силиконов с использованием очень малых количеств катализатора, был изменен для обеспечения устойчивости шин на нефтяной основе.

Химический процесс сначала включает разрезание покрышек на секции, а затем формирование из них порошкообразной крошки. Эти этапы в настоящее время используются на коммерческих предприятиях по утилизации шин.. Затем мягкая быстрая реакция, возникающая при нагревании этого материала со специальными силиконами при 100 ° C в течение 45 минут, превращает около 90% доступных органических материалов в легко перерабатываемое бледно-желтое масло. Остальные вещества, такие как неорганический углерод, диоксид кремния, металлические и полиэфирные волокна корда, легко удаляются фильтрацией.

Масла, извлеченные из использованных шин, очень похожи по составу на первичные полимеры, изначально использовавшиеся для изготовления новых шин. Моя лаборатория также продемонстрировала, что их можно использовать повторно.

В одном случае восстановленные полимеры были преобразованы обратно в новые каучуки, как показано выше на шине модели игрушечной машины. Неорганический остаток, первоначально удаленный фильтрацией, также можно было повторно использовать в качестве усиливающего агента в новом каучуке.

Есть еще кое-что, что нужно сделать. Нам необходимо лучше определить ассортимент продуктов, которые можно производить из регенерированных полимеров, и уменьшить количество катализатора, необходимого для улучшения экономических показателей процесса.

Общий процесс дает возможность замкнуть петлю на автомобильных шинах, поскольку резина может быть эффективно разложена, а затем повторно использована для производства других полезных материалов. Он предлагает новую стратегию для перенаправления ценных материалов в использованные шины и одновременно решения сложной экологической проблемы.

[ Экспертиза в вашем почтовом ящике. Подпишитесь на информационный бюллетень The Conversation и ежедневно получайте дайджест академических обзоров сегодняшних новостей. ]

  • Recycling
Оцените статью
motary.ru
Добавить комментарий