文 献 综 述

1.1课题背景

自查尔斯#183;固特异发明用硫磺硫化橡胶以来,废旧橡胶,特别是废旧轮胎胶的产出量日益增长。废旧轮胎胶具有三维网络状分子结构,在环境中难以降解,污染环境。脱硫再生不仅可以解决废轮胎的大量堆积,污染环境等问题,还可以节约资源。本文叙述了多年来国内外轮胎胶脱硫再生方法的技术进展和研究成果,分析了传统脱硫法、利用近代物理技术脱硫法、微生物脱硫法、具有较高力场强度的力化学脱硫法和超/亚临界流体技术处理法的主要优缺点。对于如何进一步发展废旧轮胎胶的脱硫再生技术,提出了新的看法。

废旧橡胶主要源于废轮胎、胶管、胶带、胶鞋、密封件、垫板等工业制品，其中以废旧轮胎的数量最多，此外还有橡胶生产过程中的边角料。随着工业的快速发展，废旧橡胶的数量越积越多，会造成严重的环境问题：因此，废旧橡胶的回收利用已上升为全球性的战略问题，而我国是橡胶工业大国，也是废旧橡胶产量大国，因而废旧橡胶回收利用也是我国面临的重大问题。将废旧橡胶回收利用对环境不会造成二次污染。既适应可持续发展的需求，也可以带来可观的经济效益。我国废旧橡胶利用主要分为三大块：轮胎翻新、胶粉生产、再生胶生产。其中，发展最快的是再生胶产业，其利用的废旧橡胶已达到总理用量的80%。从再生胶的作用看，再生胶不仅具有良好的工艺性能，而且有较好的物理机械性能，可以根据橡胶烃和其合成胶的恢复含量分别替代部分天然橡胶和合成橡胶。因此再生胶与天然橡胶、合成橡胶并列为橡胶工业的原料。[1,2]

我国是世界上最大的橡胶应用国，同时橡胶资源匮乏，2009年耗胶量达到588万吨，占世界耗胶量的五分之一以上，目前每年70%的天然橡胶依靠进口。而随着汽车工业的发展， 60％以上的橡胶被应用于轮胎工业 。与此同时，废旧轮胎的产量也越来越多。由于轮胎是由纺织物和钢丝增强的不同橡胶组成的复合材料，而且橡胶组分被硫化，经过硫化后的橡胶制品是一种热固性材料，不溶化、不熔融，难以成型、重复使用，尽管废旧轮胎所占的总体固体废弃物比例较小，却是固体废弃物再处理的主要问题之一 。

1.2 丁基橡胶概述

图1-1丁基橡胶分子结构

丁基橡胶（IIR）是合成橡胶的一种，由异丁烯和少量异戊二烯合成。制成品不易漏气，一般用来制造汽车、飞机轮子的内胎。丁基橡胶是异丁烯和异戊二烯的共聚物，它在1943年投入工业生产。丁基橡胶英文：butyl rubber丁基橡胶，简称IIR，是Isobutylene Isoprene Rubber的缩写。具有良好的化学稳定性和热稳定性，最突出的是气密性和水密性。它对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7，丁苯橡胶的1/5，而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的1/200，丁苯橡胶的1/140。因此主要用于制造各种内胎、蒸汽管、水胎、水坝底层以及垫圈等各种橡胶制品。

1943年，美国埃索化学公司首先实现了工业化生产。此后，加拿大、法国、苏联等也相继实现了丁基橡胶的工业化生产。80年代初，世界丁基橡胶生产能力约为650kt，占合成橡胶总产量约5%。

为改善丁基橡胶共混性差的缺点，1960年以来出现了卤化丁基橡胶。这种橡胶是将丁基橡胶溶于烷烃或环烷烃中，在搅拌下进行卤化反应制得。它含溴约2%或含氯1.1%～1.3%，分别称溴化丁基橡胶和氯化丁基橡胶。丁基橡胶卤化后，硫化速度大大提高，与其他橡胶的共混性和硫化性能均有所改善，粘结性也有明显提高。卤化丁基橡胶除有一般丁基橡胶的用途外，特别适用于制作无内胎轮胎的内密封层、子午线轮胎的胎侧和胶粘剂等。