Под приклеиванием в данном случае подразумевается автоматическая вулканизация, которая осуществляется при помощи специальных химических веществ, ускоряющих данный процесс. Предприятие дает на свою продукцию гарантию один год.
Процесс восстановления начинается с визуального контроля, в результате которого отсеиваются покрышки с видимыми дефектами. Затем следует проверка шины под давлением, после которой колесо поступает на участок, где с него снимаются остатки старого протектора.
После устранения мелких дефектов, вскрытых после снятия старого протектора, осуществляется процесс подготовки каркаса к обработке клеем. Затем наносится клей, в состав которого входят вещества, активизирующие процесс вулканизации, и прокладочная лента, по составу напоминающая сырую резину.
После всех этих операций на шину накладывается протектор фирмы "Эллерброк".
Следующий этап - закладка колеса в оболочки, называемые энвелопами.
Полученный "бутерброд" подается в автоклав, где при температуре чуть ниже +100°С происходит холодная вулканизация. На финишных же операциях осуществляется проверка покрышки под давлением и придание колесу товарного вида.
В России по технологии холодной вулканизации работают: ООО "Скай", дилер германской компании Vergolst в Северо-Западном регионе, Чеховский шиновосстановительный завод (ЧШЗ); "Совтрансавто-Брянск", работающий по технологии американской компании Bandag; завод РТИ (г. Копейск).
Для примера, цена одного нового колеса карьерного самосвала (в зависимости от грузоподъемности) составляет 8000$ - 20000$, а восстановление методом холодной вулканизации обходится в 2 - 5 раз дешевле. Шины легковых автомобилей, в виду их большего распространения и значительно меньшей стоимости, восстанавливать не всегда выгодно, поэтому целесообразно их утилизовывать для получения гранулята или использовать их как вторичный энергоресурс.
При низкотемпературной обработке изношенных шин дробление производится при температурах (-60)°С - (-90)°С, когда резина находится в псевдохрупком состоянии. Результаты экспериментов показали, что дробление при низких температурах значительно уменьшает энергозатраты на дробление, улучшает отделение металла и текстиля от резины, повышает выход резины. Во всех известных установках для охлаждения резины используется жидкий азот. Но сложность его доставки, хранения, высокая стоимость и высокие энергозатраты на его производство являются основными причинами, сдерживающими в настоящее время внедрение низкотемпературной технологии. Для получения температур в диапазоне (-80)°С - (-120)°С, более эффективными являются турбохолодильные машины. В этом диапазоне температур применение турбохолодильных машин позволяет снизить себестоимость получения холода в 3-4 раза, а удельные энергозатраты в 2-3 раза по сравнению с применением жидкого азота.
Технологический процесс начинается с того, что изношенные автомобильные шины подаются в машину для удаления бортовых колец. После этого шины поступают в шинорез и далее в ножевую роторную дробилку. Затем следует магнитный сепаратор и аэросепаратор. Для охлаждения порезанные и предварительно очищенные куски резины подаются в холодильную камеру, где охлаждаются до температуры (-50)°С - (-90)°С. Холодный воздух для охлаждения резины подается от генератора холода воздушной турбохолодильной машины. Далее охлажденная резина попадает в роторно-лопаточный измельчитель, откуда она направляется на повторную очистку в магнитный сепаратор и аэросепаратор, где отбирается резиновая крошка менее 1мм - 0,5мм, а также более крупная и затаривается в мешки и отправляется к заказчику.
Технология основана на явлении "псевдосжижения" резины при высоких давлениях и истечении её через отверстия специальной камеры. Резина и текстильный корд при этом отделяются от металлического корда и бортовых колец, измельчаются и выходят из отверстий в виде первичной резинотканевой крошки, которая подвергается дальнейшей переработке: доизмельчению и сепарации. Металлокорд извлекается из камеры в виде спрессованного брикета.
Производительность линии 6000т/год. В настоящее время реализованы и успешно работают 2 перерабатывающих завода: "Астор" (Пермь), ЛПЗ (Лениногорск, Татарстан).
Процесс начинается когда автопокрышка подаётся под пресс для резки шин, где режется на фрагменты массой не более 20 кг. Далее куски подаются в установку высокого давления.
В установке высокого давления шина загружается в рабочую камеру, где происходит экструзия резины в виде кусков размерами 20-80 мм и отделение металлокорда.
После установки высокого давления резинотканевая крошка и металл подаются в аппарат очистки брикетов для отделения металлокорда (поступает в контейнер) от резины и текстильного корда, выделение бортовых колец. Далее остальная масса подаётся в магнитный сепаратор, где улавливается основная часть брекерного металлокорда. Оставшаяся масса подаётся в роторную дробилку, где резина измельчается до 10 мм. Далее вновь в кордоотделитель, где происходит отделение резины от текстильного корда и разделение резиновой крошки на две фракции:
Ø менее 3 мм;
Ø от 3 до 10 мм.
Отделившийся от резины текстильный корд поступает в контейнер.
В случае если резиновая крошка фракцией более 3 мм интересует потребителя как товарная продукция, то она фасуется в бумажные мешки, если нет, то она попадает в экструдер-измельчитель. После измельчения вновь в кордоотделитель. Текстильный корд - в контейнер, а резиновая крошка - в вибросито, где происходит дальнейшее её разделение на три фракции:
Ø от 0,3 до 1,0 мм;
Ø от 1,0 до 3,0 мм;
Ø свыше 3,0 мм.
Фракция резиновой крошки более 3 мм возвращается в экструдер-измельчитель, а резиновая крошка меньшей фракции отгружается покупателю.
В основу технологии переработки заложено механическое измельчение шин до небольших кусков с последующим механическим отделением металлического и текстильного корда, основанном на принципе "повышения хрупкости" резины при высоких скоростях соударений, и получение тонкодисперсных резиновых порошков размером до 0,2 мм путем экструзионного измельчения полученной резиновой крошки. Производительность линии 5100 т/год. Технология и оборудование успешно используется в ЗАО "Экошина" (Москва).
Технологический процесс включает в себя три этапа:
) предварительная резка шин на куски;
2) дробление кусков резины и отделение металлического и текстильного корда;
3) получение тонкодисперсного резинового порошка.
На первом этапе технологического процесса поступающие со склада шины подаются на участок подготовки шин, где они моются и очищаются от посторонних включений.
После мойки шины поступают в блок предварительного измельчения - агрегаты трехкаскадной ножевой дробилки, в которых происходит последовательное измельчение шин до кусков резины, размеры которых не превышают 30х50 мм.
На втором этапе предварительно измельченные куски шин подаются в молотковую дробилку, где происходит их дробление до размеров 10х20 мм. При дроблении кусков обрабатываемая в молотковой дробилке масса разделяется на резину, металлический корд, бортовую проволоку и текстильное волокно.
Резиновая крошка с выделенным металлом поступает на транспортер, с которого свободный металл удаляется с помощью магнитных сепараторов и поступает в специальные бункеры. После металлические отходы брикетируются.
На третьем этапе куски резины подаются в экструдер-измельчитель. На этой стадии обработки происходит параллельное отделение остатков текстильного волокна и отделение его с помощью гравитационного сепаратора от резиновой крошки. Очищенный от текстиля резиновый порошок подается во вторую камеру экструдера-измельчителя, в котором происходит окончательное тонкодисперсное измельчение.
По выходу из экструдера порошок попадает вибросито, где и происходит его рассев на 3 фракции [9]:
1) 0,5-0,8 мм;
2) 0,8-1,6 мм;
) 0,2-0,45 мм (по заказу).
В 2000 году, предложенный группой российских ученых, способ озонной переработки изношенных шин получил золотую медаль 26-го Международного салона изобретений в Женеве.
Суть технологии - в "продувании" озоном автомобильных покрышек, что приводит к их полному рассыпанию в мелкую крошку с отделением от металлического и текстильного корда.
При этом технология значительно экономнее всех существующих и, кроме того, абсолютно экологически безвредна - озон окисляет все вредные газообразные выбросы. В России созданы две опытные озонные установки, их суммарная производительность - около 4 тыс. тонн резиновой крошки в год [9].
Резиновая крошка, полученная в результате переработки изношенных автопокрышек, имеет массу перспективных областей дальнейшего практического применения.
Порошковая резина с размерами частиц от 0,2 до 0,45мм используется в качестве добавки (5-20%) в резиновые смеси для изготовления новых автомобильных покрышек, массивных шин и других резинотехнических изделий. Применение резинового порошка с высокоразвитой удельной поверхностью частиц (2500-3500 см2/г), получаемой при его механическом измельчении, повышает стойкость шин к изгибающим воздействиям и удару, увеличивая срок их эксплуатации [6].
Порошковая резина с размерами частиц до 0,6мм используется в качестве добавки (до 50-70%) при изготовлении резиновой обуви и других резинотехнических изделий. При этом свойства таких резин (прочность, деформируемость) практически не отличаются от свойств обычной резины, изготовленной из сырых каучуков [6].
Порошковую резину с размерами частиц до 1,0мм можно применять для изготовления композиционных кровельных материалов (рулонной кровли и резинового шифера), подкладок под рельсы, резинобитумных мастик, вулканизованных и не вулканизованных рулонных гидроизоляционных материалов [6].
Порошковая резина с размерами частиц от 0,5 до 1,0 мм применяется в качестве добавки для модификации нефтяного битума в асфальтобетонных смесях [1].
Такие порошки (размерами частиц от 0,5 до 1,0 мм) используются также в качестве сорбента для сбора сырой нефти и жидких нефтепродуктов с поверхности воды и почвы, для тампонирования нефтяных скважин, гидроизоляции зеленых пластов и т.д. [10].
Резиновая крошка с размерами частиц от 2 до 10 мм используется при изготовлении массивных резиновых плит для комплектования трамвайных и железнодорожных переездов, отличающихся длительностью эксплуатации, хорошей атмосферостойкостью, пониженным уровнем шума и современным дизайном; спортивных площадок с удобным и безопасным покрытием; животноводческих помещений и т.д. [9].
Следует привести некоторые результаты исследования ее влияния на эксплуатационные свойства асфальтобетона. При исследовании изучалось влияние количество вводимой в асфальтобетонную смесь резиновой крошки по количеству и размерам частиц на трещиностойкость асфальтобетона и коэффициент сцепления колеса автомобиля с поверхностью проезжей части дороги.
) Установлено, что применение резиновой крошки в асфальтобетоне в два раза повышает коэффициент сцепления на мокром покрытии. На сухом покрытии существенных изменений нет [11].
2) При использовании резиновой крошки от 0 до 1,0 мм трещиностойкость возрастает на 30%. С уменьшением размера частиц трещиностойкость увеличивается. Особенно эффективно применение частиц крошки от 0,14 мм и меньше. Частицы меньше 0,08мм за время перемешивания распадаются, составляющие модифицируют битум, улучшая его свойства [9].
) При небольших размерах частиц крошка распределяется по массе асфальтобетонной смеси, более равномерно повышая упругую деформацию при отрицательных температурах [11].
) Объем дробленой резины в составе таких усовершенствованных покрытий должен составлять около 2% от массы минерального материала, т.е. 60-70 тонн на 1 км дорожного полотна. При этом срок эксплуатации дорожного полотна увеличивается в 1,5 - 2 раза [11].
В настоящее время существуют следующие методы модификации резиновой крошки [12]:
Ø химическая модификация и/или размягчение поверхности частиц измельченной резины.
Ø физико-химическое размельчение измельченной резины в результате разрушения полимерных связей (аналогично регенерации).
Ø физическая обработка с целью разрушения серных связей.
Рассмотрим виды модификаций более подробно.
Химическая модификация предусматривает применение модификатора различной природы. Модификатор использует активные функциональные группы в составе полимерных отходов (резиновой крошки) и создает свою полимерную сетку вместе с другими компонентами смеси [12].
В производстве шин более эффективно применение шероховальной крошки, а также крошки, полученной при переработке шин, в шинных резинах. При этом близкий химический состав матрицы и измельченного продукта обуславливает образование развитого слоя на границе "частица - матрица", обеспечивающего наибольшее взаимодействие между фазами.
При выборе компонентов составов учитывалось, что в крошке имеется значительное количество непрореагировавших при вулканизации активных центров исходного эластомера, а при обработке ее на оборудовании возникают дополнительные центры с кислородсодержащими, в основном гидроксильными и карбоксильными, группами.
В ходе исследований показано, что вулканизаты, содержащие модифицированную резиновую крошку, обладают более высокой износостойкостью по сравнению с вулканизатами содержащими не модифицированную резиновую крошку.
Введение до 30 мас. ч. крошки, обработанной модифицирующее - регенерирующими составами (МРС), позволяет получать резины, которые по комплексу свойств, практически не уступают базовой и соответствуют нормативным показателям для данного вида резин [13].
Отдельные рецептуры могут содержать до 80% резиновых отходов. Доля модификатора в смесях в зависимости от их предназначения находится в пределах 2,5-3,2% (оптимальное содержание для большинства рецептур - 2,83%) [12].
Особое внимание в ряде стран уделяется проблеме модификации
резиновой крошки газовой смесью, содержащей фтор и реакционноспособный газ, в
водной эмульсией каучука, содержащей серу как ускоритель, с жидкими полимерами,
с целью увеличения связи между резиновой крошкой и полимерной матрицей.
Поверхность модифицированной резиновой крошки повышает адгезию и совместимость
с другими полимерными материалами. Полученные композитные материалы имеют
высокие механические свойства, превосходящие свойства соответствующих
материалов с необработанными частицами резины. Это позволяет также значительно
увеличить содержание резиновой крошки в полимерных смесях [14].
Физические и физико-химические методы воздействия на материалы, такие как механоактивация, ударно-волновая обработка, радиационное облучение, использование магнитных и электрических полей, широко применяются на различных стадиях производства полимерных композитов и являются эффективными технологическими приемами, позволяющими повысить эксплуатационные свойства материалов [15].
В последнее время наметилась тенденция использования механохимических методов диспергирования минеральных наполнителей для перевода их в метастабильное состояние. К таким методам относятся механическое дробление и активация материалов с помощью различного рода измельчительного оборудования: планетарных мельниц, дезинтеграторов, аттриторов и т.д. Перспективность технологий механической активации порошковых материалов связана с низкими энерго - и металлоемкостью оборудования, экологической безопасностью процесса, возможностью расширения сырьевой базы [16].