Kumimuru

Kumimurska  on joukko erilaisia ​​dispergoituja ja erimuotoisia murskattuja kumihiukkasia , joille on ominaista ensisijaisesti se, että ne säilyttävät alkuperäisen kumin molekyylirakenteen ja elastomeeriominaisuudet ja hiukkasten pintaa voidaan aktivoida antamaan erityisiä ominaisuuksia. kumimurskaaksi tai osittaisella devulkanoinnilla hiukkasten pintakerroksella tai modifioimalla hiukkasten pintaa kemiallisella tai fysikaalis-kemiallisella käsittelyllä.

Kumin raaka-aineet

Kumimurska on yksi sekundäärikumin raaka-aineiden (kumijätteet, mukaan lukien vanhat renkaat ) kierrätyksen tuotteista. Kuluneita renkaita tulee pitää kumimurun pääraaka-aineena, sillä yli puolet maailmassa tuotetusta kumista käytetään renkaiden valmistukseen.

Liittovaltion jäteluokitusluettelon (luonnonvaraministeriön määräys 02.12.2002 nro 786, rekisteröity Venäjän oikeusministeriössä nro 4107, 09.01.2003) mukaan kuluneet renkaat luokitellaan haitallisuusasteen mukaan. ympäristövaikutukset 4. vaaraluokkaan seuraavalla jaottelulla komponentteihin pakollisen hävitettävän renkaan elementit ja rakenteet:

Lisäksi renkailla on korkea palovaara ja niiden hallitsemattoman palamisen tuotteilla on erittäin haitallisia ympäristövaikutuksia.

Kumin ja kumimurun palo- ja räjähdysvaaran tärkeimmät indikaattorit [1]

• palavuusryhmä - palavuus on aineen tai materiaalin kykyä levittää tulipaloa tai kytemistä (aineet ja materiaalit jaetaan kolmeen ryhmään: palamattomat, hitaasti palavat, palavat);
• syttymislämpötila (tvs, ºС) - palavan aineen alin lämpötila, jossa aine vapauttaa syttyviä höyryjä tai kaasuja sellaisella nopeudella, että niiden syttymisen jälkeen tapahtuu stabiili liekin palaminen;
• itsesyttymislämpötila (tsv, ºС) - alin lämpötila, jossa liekin palamiseen päättyvien eksotermisten reaktioiden nopeus kasvaa jyrkästi (todellisissa olosuhteissa itsesyttymislämpötila voi olla määritettyä alhaisempi, koska itsesyttymislämpötilaan vaikuttavat: kammion tilavuus, seinän materiaali ja muut tekijät );

• kytemislämpötila spontaanin palamisen aikana (tsl , ºС) - aineen lämpötila, jossa eksotermisten hapettumisreaktioiden nopeus kasvaa jyrkästi, mikä päättyy kytemiseen;

• kyteminen - kumin liekkitön palaminen suhteellisen alhaisessa lämpötilassa (400-600 ºС), tapahtuu myös silloin, kun ilman happipitoisuus putoaa 5 prosenttiin, johon liittyy usein savun muodostumista (liekin palautuminen on mahdollista nostamalla nopeutta ja hapen määrä kytemispaikalle) [2] ;

• liekin etenemisen ala- ja yläpitoisuusrajat (sytytys - LEL, g/m³) [3] - polttoaineen vähimmäis- ja enimmäispitoisuus palavan aineen ja hapettavan ympäristön seoksessa, joissa liekin eteneminen seoksen läpi on mahdollista millä tahansa etäisyydellä initiaatiolähteestä;

• pienin sytytysenergia (Wmin, mJ) [3]  - sähköpurkausenergian pienin arvo, joka pystyy syttämään syttyvimmän kaasun, höyryn tai pölyn seoksen ilman kanssa;

• räjähtävän hapen vähimmäispitoisuus (MVSK, tilavuus-%) — palavan seoksen happipitoisuus, jonka alapuolella seoksen syttyminen ja palaminen on mahdotonta;

• suurin räjähdyspaine (Pmax, kPa) [3]  - korkein paine, joka syntyy kaasun, höyryn tai pöly-ilmaseoksen syttymisräjähdyksen aikana suljetussa tilavuudessa palavan seoksen alkupaineella 101,3 kPa;

• paineen nousunopeus räjähdyksen aikana (dP/dτ , kPa/s) on räjähdyspaineen derivaatta ajan suhteen nousevassa osassa kaasun, höyryn tai pölyn räjähdyspaineen riippuvuudesta -ilmaseos suljetussa tilavuudessa ajoissa.

Kumin murusen palo- ja räjähdysominaisuudet [4]

• dispersiteetti - dispergoidun faasin hiukkasten koon ominaisuus dispergoiduissa järjestelmissä;

• aerosoli - hajaantunut järjestelmä, joka koostuu pienistä ilmaan suspendoituneista hiukkasista (ilmasuspensio, merkitsemme AB);

• aerogeeli (AG) — voi olla löysä (löysä) polydisperssi ja huokoinen seos (saatu kuivaamalla hydrogeeliä).

Pöytä. Autonrenkaiden ja kumimurun palo- ja räjähdysvaaran ilmaisimet

Renkaat sisältävät muihin kumituotteisiin verrattuna eniten kumia, sekä luonnollista että synteettistä [6]

• Luonnollinen (venäläinen nimitys - NK; ulkomainen - NR);

• Styreenibutadieeni (SBR);

• Butadieeni (SKD;BR);

• Isopreeni (SKI-3;IR):

Kuminmurujen valmistukseen käytettävien kumin raaka-aineiden laatua säätelee nykyinen standardi GOST 8407-89 (Toissijaiset kumiraaka-aineet. Renkaat ja rengaskammiot. Tekniset tiedot).

Kuminmurskan hankintamenetelmät ja ominaisuudet

Lupaavimpia ovat ne käsittelytyypit, jotka liittyvät jätekumituotteiden ja käytettyjen renkaiden jauhamiseen.

Jauhaminen (tai murskaus)  on prosessi, jossa kiinteä kappale erotetaan jatkuvasti pieneneviin osiin ulkoisten voimien vaikutuksesta negatiivisissa tai positiivisissa jauhatuslämpötiloissa.

Kumimurun rakenne ja ominaisuudet riippuvat voimakkaasti kuluneiden renkaiden tuhoamismenetelmistä (kierrätys) ja rengaskumin hiomisesta, joihin käytetään seuraavanlaisia ​​energiavaikutuksia:

• leikkausvaikutus; • leikkausmuodonmuutos; • altistuminen sähkömagneettisille ja ultraääniaalloille; • sähköpurkaukset; • Laser säteet; • iskuaaltoisku tai räjähtävä kierto

Kuluneiden renkaiden mekaaninen murskaus

Mekaanisen hiontamenetelmän katsotaan olevan yksi tehokkaimmista, koska tämän tyyppisessä renkaiden hionnassa murukumi säilyttää molekyyliominaisuudet, mikä edistää korkealaatuiseen murukumiin perustuvien tuotteiden tuotantoa. Hionta tapahtuu kolmesta viiteen vaiheeseen.

Ensimmäisessä vaiheessa renkaiden karkean murskaamisen aikana muodostuu paloja ("lastuja"), joiden koko on suunnilleen 10÷50 mm, jolloin saavutetaan leikatun kumin suurin irtotiheys (480÷520 kg/m³). ) [7] , ja niin tärkeä lopputuotteen laadun indikaattori, "lastujen" ominaispinnan kehitystekijänä on alhainen arvo ~1÷3 cm²/g.

Renkaiden mekaanisen hionnan seuraavassa vaiheessa teräslangan ja tekstiilien erottamiseksi saadaan rakeita, joiden hiukkaskoko on 3-10 mm ja joiden irtotiheys on ~400 kg/m³ ja renkaan ominaispinta. hiukkasten määrä on ~100 cm²/g.

Kumimuru erotetaan langasta, kuidusta ja vieraista aineista värähtelevien seulojen, leikkausrumpujen, erityyppisten magneetti- ja ilmaerottimien avulla. Jauhatusasteen mukaan kumirouhe seuraa granulaattia, joka voidaan sisällyttää kumimurun rakeiseen koostumukseen, sekä hienoksi jauhettua kumijauhetta, jonka hiukkaskoko on alle 0,5 mm.

Kuluneiden renkaiden iskuaaltohionta

silppuaminen (renkaiden kierrätys) suoritetaan kahdessa tai kolmessa vaiheessa

Sääntelyn laatuindikaattorit

Kumimurulle määritetään standardilaatuiset indikaattorit seuraavien ominaisuuksien mukaan (esimerkiksi taulukossa esitetään tekniset vaatimukset teollisissa määrissä tuotetulle kumimurulle käyttämällä iskuaalto- (räjähdysainekierto) jauhamistekniikkaa, renkaiden explotex-käsittely ) : Pöydässä:

Tavaramerkki, RK - kumimurska, (numeerinen ilmaisin) - jakeiden koko millimetreinä.

Kumimurun ulkonäkö: Mustan värinen jauhemainen irtonainen materiaali ilman näkyviä vieraiden esineiden epäpuhtauksia.

Vaaraluokka

Kumimuru kuuluu myrkyttömien materiaalien ryhmään ja GOST 12.1.007-76:n mukaisen haitallisten aineiden luokituksen mukaan 4. vaaraluokkaan. Alle 1 mm:n kokoisten kumimuruhiukkasten ominaispinta erilaisilla renkaiden hiontamenetelmillä on [8]  :

• kaskadi murskaimissa — 1200÷1500 cm2/g;

• murskaus jäähdyttämällä miinusarvoon — 1000÷1200 cm2/g;

• korkean lämpötilan leikkaus - 2500÷3200 cm2/g;

• iskuaalto (räjähtävä kierto) + korkean lämpötilan leikkaus - 5000÷30000 cm2/g.

Kuminmurskan pinta

Kuluneiden renkaiden mekaanisen tuhoutumisen spesifisyys on sellainen, että sekä matalissa että normaaleissa ja korkeissa (mutta ei liian korkeissa) lämpötiloissa hionta johtaa kumihiukkasten muodostumiseen, joilla on sileä pinta ja jotka muistuttavat lasinsärkyä. Tällaisilla hiukkasilla on alhainen tarttuvuus sekä raakakumiin että useimpiin polymeerisiin kestomuoveihin. Ne liukenevat huonosti bitumiin ja imevät huonosti öljytuotteita.

Pinnan muokkaamiseksi ja sen tasaisemmaksi tekemiseksi murukumihiukkaset altistetaan erilaisille tekijöille, jotka vaikuttavat pintakerroksen devulkanisaatioon: hiukkasten pulssikuumennus tulistetulla höyryllä, lämmitys lasersäteilyllä, hiukkasten säteilytys gammasäteillä , jota seuraa erityyppisten monomeerien oksastaminen pintaan, jauhemaisten rikkihiukkasten levittäminen pinnalle jne. Tällä hetkellä kuminmurskan modifiointiin etsitään ja kehitetään uusia menetelmiä seuraavilla alueilla:

1. Murskattujen kumihiukkasten pinnan kemiallinen muuntaminen ja/tai pehmentäminen;

2. Murskatun kumin fysikaalinen ja kemiallinen jauhatus polymeerisidosten seurauksena (samanlainen kuin regenerointi);

3.Fysikaalis-kemiallinen käsittely rikkisidosten tuhoamiseksi.

Kumin käyttö ja käyttö [8]

Kumimurun käyttöalue on melko laaja. Jauhatusasteesta riippuen sitä käytetään:

• jauhettua kumimurskaa, jonka hiukkaskoko on 0,2–0,45 mm, käytetään lisäaineena (5–25 painoprosenttia) kumisekoituksissa uusien autonrenkaiden, umpirenkaiden ja muiden kumituotteiden valmistukseen. Kumimurun käyttö, jolla on pitkälle kehittynyt hiukkasten ominaispinta, lisää renkaiden taipumisen ja iskujen kestävyyttä, pidentää niiden käyttöikää;

• korkealaatuisten regeneraatti- ja kumisekoitusten saamiseksi kumi murskataan enintään 0,5 mm:n hiukkasiksi; kumiyhdisteissä tiivistysrenkaita, hihansuita ja tiivisteitä jne. varten saa lisätä enintään 30 painoprosenttia. h. kumimuru, jonka hiukkaskoko on enintään 0,5 mm;

• alle 0,63 mm:n hiukkasia käytetään bitumin muokkaamiseen (7-12 painoprosenttia), vedeneristysmastiksien valmistamiseen eri tarkoituksiin lisäaineina (jopa 40 painoprosenttia), jarrupalojen valmistukseen, kumi-polymeeriseoksiin ;

• 0,63 mm - 1 mm:n murusikumin avulla parannetaan tiebitumin laatua käyttämällä kumi-bitumikomposiittisideaineita lisäämällä bitumiin murusikumin lisäaineita (14-15 tonnia 1 km ajoa kohti) ) sekä erityisiä kemiallisia reagensseja. Tätä murua käytetään myös sorbenttina öljykaivojen tukkimiseen;

• Urheilukenttien, juoksuratojen, stadionien jne. muotoiltuihin kaksikerroksisiin pinnoiteelementteihin suositellaan 80 paino-% isopreenikumipohjaista kumisekoitusta. kumimuru, jonka hiukkaskoko on alle 2 mm (alle 0,5 mm:n fraktiopitoisuus on vähintään 70 %). Lattiapäällysteiden muovattuihin elementteihin galvanoinnissa, aggressiivisissa ympäristöissä jne. toimivissa liikkeissä suositellaan isopreenikumipohjaista kumisekoitusta , joka sisältää enintään 75 painoprosenttia. kumimurska, jonka hiukkaskoko on alle 2 mm;

Kumimurua käytetään myös täyteaineena nyrkkeilysäkkeihin, kumilaattojen valmistukseen, reunakiveyksiin, kumiportaisiin, sisäänkäyntimatoihin.

• 2 mm - 5 mm — jalkapallokenttien täyttö tekonurmella, leikkikenttien päällysteet, urheiluvälineiden pehmusteet, urheilupäällysteiden valmistus. Kumimurupinnoite on lisännyt loukkaantumisturvallisuutta. Asennus tehdään erikoistuneella pinoajalla tai käsin.

Huomautus

1. ↑ Aineiden ja materiaalien sekä niiden sammutusaineiden palo- ja räjähdysvaara: Ref. toim.: 2 kirjassa; kirja 1/A. N. Baratov ja muut - M., Chemistry, 1990.-496s.
2. ↑ Kumin terminologinen opas: Ref. toim. - M.: Chemistry, 1989. - 400
3. ↑ 1 2 3. GOST 12.1.041-83. Palavien pölyjen palo- ja räjähdysturvallisuus. Yleiset vaatimukset. Standards Publishing, 1983
4. ↑ Chemical Encyclopedic Dictionary, toim. I. A. Knunyants. - M.: Sov. Encyclopedia, 1983. - 792 s.
5. ↑ Aineiden ja materiaalien sekä niiden sammutusaineiden palo- ja räjähdysvaara: Ref. toim.: 2 kirjassa; kirja 2/A. N. Baratov ja muut - M., Chemistry, 1990.-384s
6. ↑ Ovcharov V.I. et al. Kumiyhdisteiden ja kumien ominaisuudet: arviointi, säätö, stabilointi Tieteellinen julkaisu. toim. cand. tekniikka. Tieteet V. I. Ovcharov. Moskova. Ed. talo "SANT-TM" - 2001. - 400 s.;
7. ↑ Kuluneiden renkaiden kierrätys: Monografia / E. M. Sokolov et al.; Tul. osavaltio un-t; Tula, 1999.- 134 s.
8. ↑ 1 2 Kasatkin M. M. Poistottujen autonrenkaiden ja kumituotteiden käsittelyongelmat. - M., 1998.- 64 s.