Page 37 - 《橡塑智造与节能环保》2024年10期

综述与专论

如图1所示，Arduro可持续橡胶公司专有的专利回 供了机会。Arduro通过该工艺开发的第一种产品是
收工艺采用了一种新颖的环保方法，对ELT中的 Eldarixr1000再生炭黑（rCB）。Eldarixr1000是Arduro
炭黑和橡胶进行再覆盖。与热解工艺不同，Arduro的 的注册商标。
专利氯胺脱硫化工艺在相对较低的温度（低于100℃） Eldarixr1000rCB的原始炭黑替代率为25%，其性
下运行，不使用有害化学品。 能与N660原生炭黑相当。该产品可供制造商添加到其
产品中，以限制对化石燃料提取的原炭黑的依赖，同
1 背景 时保持加固性能。
2012年，路易斯维尔大学的研究人员（包括现任 与热解不同的是，ELTs的高效脱硫方法可用于炭
Arduro首席技术官PatrickKroeger博士）对城市水处理 黑的后续回收，从而有机会减少有害的副产品，如多
设施中橡胶部件的加速降解进行了调查。结果发现， 环芳烃（PAHs）。多环芳烃是高度致癌的化合物，对
氯转化为氯胺是造成橡胶部件降解的原因。 人类和环境都有危害。减少这些化合物的生产对橡胶
2016年，路易斯维尔大学申请并获得了一项临时 使用的可持续性至关重要。
专利。此后不久，Arduro公司首席执行官lanLowe与
Kroeger联系，表示有兴趣成立一家公司，围绕氯胺脱 2 Eldarixr1000rCB：Arduro工艺
硫化技术回收报废轮胎。2019年，Arduro团队开发出 路易斯维尔大学化学工程系就氯胺对硫化橡胶影
一种可扩展的工艺，利用氯胺对ELT中的橡胶进行脱 响所做的初步工作显示出其具有明显的潜力。然而，
硫。与其他方法相比，这种新型、创新的脱硫化方法 这些结果需要在更大的试验规模上进行验证。2014年
具有明显的优势。 至2022年期间开展了大量工作，以开发一种使用氯胺
Arduro的氯胺工艺与所有脱硫方法一样，旨在选 回收炭黑和橡胶的可扩展生产工艺。这项工作由路易
择性地断开橡胶基体中的硫碳交联，同时保留构成橡 斯维尔大学和Arduro可持续橡胶公司的试验工厂共同
胶聚合物骨架的碳碳键。与其他方法不同，Arduro的 完成。
工艺在低温（低于100℃）和低压下进行。此外，它使 图2展示了Arduro公司的专有再回收工艺。在
用的化学物质既不会对环境造成危害，也不会对人体 Arduro的工艺中，在温度低于100℃的脱硫化反应器中
产生毒性。 对橡胶屑进行氯胺水溶液脱硫化。脱硫过程结束后，
许多其他化学脱硫方法使用的都是对环境有害的 通过一系列特定的分离过程将回收的炭黑和橡胶从水
化学物质，而Arduro基于氯胺的水解回收工艺使用的 反应物中分离出来。然后对回收的炭黑进行干燥和研
是一种易于分解的良性反应物，在水流中留下的是无 磨，将其转化为Eldarixr1000rCB产品，如图3所示。
害的溶解盐。美国的许多城市都使用氯胺作为水消毒
剂，而像路易斯维尔这样的许多其他城市也正在根据
美国环保局的建议开始使用氯胺。
脱硫反应的低温（低于100℃）和低压对ELT回
收产品的性能至关重要。这些条件有利于选择性地裂
解硫交联，同时保持由碳－碳键组成的聚合物结构
骨架。与其他炭黑回收工艺相比，这些操作条件为 图2 Arduro从ELT回收EIdarixr1000rCB的流程
Eldarixr1000rCB提供了另一个竞争优势：热解。通过
保持低温暴露，炭黑保留了更多的表面活性。这可能 3 Eldarixr1000rCB产品测试
是炭黑在橡胶中混炼时具有补强性能的原因，尤其是 Eldarixr1000rCB测试由第三方认可实验室进
模量性能。不过，聚合物残留物的存在及其对炭黑性 行，以验证产品性能。第一轮测试提供了分析指标，
能的影响仍有待评估。 而第二轮测试则评估了含有25%Eldarixr1000rCB和
氯胺水溶液工艺的操作条件允许分离橡胶、 75%VirginN660炭黑的SBR试品的性能。作为对照，还
填料和添加剂。这就为一次加工生产多种产品提 对含有100%N660原生炭黑的SBR进行了评估。

2024年 第10期 总第562期 5