Capitolul 12

Valorificarea Resurselor Secundare 76

XII. Valorificarea materialelor elastomere secundareXII. Valorificarea materialelor elastomere secundareXII. Valorificarea materialelor elastomere secundareXII. Valorificarea materialelor elastomere secundare

12. Valorificarea materialelor elastomere secundare

12.1 Aspecte introductive

Elastomerii reprezintă practic o serie de polimeri sintetici cu o comportare elasto – plastică, asemănătoare cu cea a cauciucului natural. Cele mai semnificative exemple de elastomeri sunt, în primul rând cauciucul sintetic, polimerii plastifiaţi şi o serie de produşi anorganici printre care sulful elastic, seleniul elastic etc.

Cauciucul sintetic reprezintă practic un produs macromolecular obţinut prin polimerizarea butadienei sau a derivaţilor acesteia sau prin copolimerizarea lor cu stiren sau cu nitril acrilic.

Tratarea la cald cu sulf a cauciucului brut (plastic) reprezintă un proces de vulcanizare a acestuia, obţinându-se astfel proprietăţile elastice necesare.

Valorificarea prin reprelucrare a resurselor polimerice secundare care au în compoziţia lor elastomeri are în vedere atât materialele rezultate în procesele de sinteză şi prelucrare, dar mai ales, pe cele sub formă de produse uzate din cauciuc. Preocuparea de a reintroduce în procesele de prelucare a ultimilor două grupe de materiale elastomere secundare este la fel de veche ca şi industria de prelucrare a elastomerilor.

Interesul faţă de acest mod de valorificare a materialelor elastomere secundare tehnologice şi a materialelor elastomere secundare uzate s-a modificat continuu în funcţie de cantiatea şi preţul acestora, în permanentă competiţie cu cel al noilor elastomeri. Problema valorificarii prin reprelucrare a elastomerilor secundari a devenit mai presantă în ultimii ani, ca urmare a crizei generale de materii prime şi energie precum şi datorită cantităţilor mari de astfel de materiale acumulate şi care, determină scoaterea din circuitul economic al unor impotante resurse materiale dar şi o intensă poluare a mediului înconjurator.



12.2 Valorificarea materialelor elastomere secundare rezultate în

cadrul proceselor de prelucrare

Numărul mare de tehnologii de prelucrare a elastomerilor şi gama largă de produse fabricate din aceştia fac ca şi elastomerii secundari rezultaţi să se prezinte sub forme foarte variate .O analiză de ansamblu a tuturor produselor elastomere secundare formate în instalaţiile de prelucrare a elastomerilor evidenţiază faptul că acestea au la bază, în majoritatea absolută a cazurilor, compozitii de cauciuc nevulcanizate, semivulcanizate sau vulcanizate, cu sau fără materiale de armare. La recircularea unor asemenea materiale trebuie să se ţină cont de compoziţia şi gradul de reticulare a elastomerilor care stau la baza lor.

Materialele elastomere secundare tehnologice sub formă de amestecuri de cauciuc nevulcanizate se regăsesc cel mai adesea, ca ştraifuri, bucăţi, foi, plăci, material rezultat la pornirea şi oprirea instalaţiilor de formare etc. În marea majoriate a cazurilor, pentru valorificarea materialelor elastomere secundare tehnologice de acest tip se impune reintroducerea lor directă în fluxul de fabricaţie. O atenţie deosebită trebuie acordată faptului că, reintroducerea în circuitul de fabricaţie să se facă împreună cu amestecuri de cauciuc care au aceeaşi compoziţie şi destinatie.

Pentru materialele elastomere secundare tehnologice care au în compoziţia lor amestecuri de cauciuc nevulcanizat, dar conţin materiale de armare (cord textil sau metalic gumat, pânze tehnice fricţionale etc.), reintroducerea directă în fluxul de fabricaţie nu mai este posibilă decât limitat şi după operaţii speciale de pregatire. Dacă aceste materiale se prezintă sub formă de ştraifuri sau bucăţi, ele pot fi folosite la fabricarea unor produse de dimensiuni mai mici folosite, de asemenea, la obţinerea unor amestecuri de cauciuc.

Dezavantajele acestor căi de recirculare a materialelor elastomere secundare tehnologice nevulcanizate care conţin materiale de armare, derivă din faptul că valorifică cu eficienţă scazută materii prime scumpe (materiale elastomere secundare tehnologice rezultate din industria de fabricare a anvelopelor sunt constituite în medie din cca. 60% amestec de cauciuc şi 40% cord textil) care posedă un potenţial înalt de ultilizare.



O valorificare eficientă a materialelor elastomere secundare tehnologice de acest tip poate fi asigurată numai prin transformarea lor într-un material care să poată fi reintrodus în procesul de fabricaţie din care provin. Pentru aceasta se recurge la măcinarea materialelor elastomere secundare tehnologice şi folosirea produselor obţinute ca materiale de şarjare la fabricarea amestecurilor de cauciuc. Ca principal dezavantaj al acestei căi de valorificare apare faptul că, în timpul măcinării materialelor elastomere secundare tehnologice conţinând materiale textile, are loc o desfibrare a acestora. Se distinge astfel stratul depus pe suprafaţa materialului de armare, (stratul de impregnare) în scopul îmbunătăţirii adeziunii dintre acestea şi amestecurile de cauciuc. Drept urmare, fibrele textile conţinute în materialele elastomere secundare tehnologice măcinate au o adeziune redusă faţă de cauciuc, ele se dispersează greu în masa amestecului nou fabricat, formând cocoloaşe care determină dificultăţi în prelucrarea ulterioară a acestuia şi diminuează caracteristicile fizico-mecanice ale produselor fabricate.

Unele perfecţionări aduse operaţiilor de măcinare a materialelor elastomere secundare tehnologice şi combinarea lor cu faze de separare a materialului textil, au permis realizarea unor materiale care, adăugate în proporţii determinate la amestecurile de cauciuc nu modifică esenţial caracteristicile acestora.

Pentru recircularea materialelor elastomere secundare tehnologice având la bază amestecuri nevulcanizate de cauciuc şi material textil, formate la fabricarea curelelor trapezoidale, se poate folosi o instalaţie a cărei schemă de pricipiu este reprezentată în figura 12.1.

În vederea recircularii, materialele elastomere secundare tehnologice sunt colectate în containere, transportate la o moară cu cuţite, iar materialul mărunţit este alimentat la un rafinor. Cu ajutorul acestuia se separă aproape complet materialul textil încorporat în materialele elastomere secundare tehnologice. Amestecul de cauciuc obţinut la rafinor se trece apoi pe un valţ la care se aduce şi amestecul nou, pregătit într-un malaxor sau pe o baterie de valţuri. Proporţia de amestec recirculat poate să ajungă până la 15% din totalul compoziţiei de cauciuc.



După omogenizarea celor două amestecuri, produsul obţinut este trecut la un calandru de profilare şi de aici la tamburul de fabricare a curelelor trapezoidale. Şi în acest caz eventualele fibre de material textil rămase în materialele elastomere secundare tehnologice recirculate acţionează ca material de armare a amestecului de cauciuc fabricat. Dacă proporţia de amestec de cauciuc reintrodus în proces nu depăşeşte limita menţionată, nu se observă nici o modificare a caracateristicilor de exploatare a curelelor trapezoidale conţinând materiale elastomere secundare tehnologice recirculate.

Există şi alte căi de recirculare a materialelor elastomere secundare tehnologice constituite din amestecuri de cauciuc nevulcanizat şi materiale de armare, fiecare prelucrător putând să şi-o aleagă pe cea mai convenabilă dintre ele.

Materialele elastomere secundare tehnologice constituite din amestecuri de cauciuc semivulcanizate sau vulcanizate apar în întreprinderile de prelucrare sub formă de compoziţii prevulcanizate, bavuri, culee (în cazul vulcanizării prin presare sau injecţie), produse necorespunzătoare calitativ formate în timpul pornirii sau opririi utilajelor de formare, rebuturi etc.

Pentru valorificarea materialelor elastomere secundare tehnologice de acest tip poate fi luată în considerare şi transformarea lor în pudretă şi folosirea acesteia ca adaos la fabricarea amestecurilor de cauciuc, în alte sectoare de activitate sau la regenerare.

Măcinarea acestor materiale elastomere secundare tehnologice poate fi realizată chiar în întreprinderile în care ele se formează, în timp ce regenerarea se face în fabrici specializate. Excepţie de la această regulă fac materialele elastomere secundare tehnologice sub formă de amestecuri prevulcanizate (care nu conţin material de armare), a căror regenerare se poate face în întreprinderile de prelucrare a cauciucului, folosind în acest scop un malaxor închis. Acest lucru este posibil deoarece aceste materiale elastomere secundare tehnologice se regenerează uşor, necesită un număr mic de auxiliari de regenerare şi implică mai puţine operaţii de prelucrare.

Procedeul poate fi aplicat şi materialelor elastomere secundare tehnologice conţinând materiale de armare, fibrele textile dispersându-se în masa de regenerat determină aramarea amestecurilor de cauciuc în care acesta se introduce. Regeneratul obţinut este folosit la



fabricarea amestecurilor de cauciuc chiar în întreprinderile care îl produc. 12.3 Valorificarea materialelor elastomere sub formă de produse

uzate

Resursele polimerice secundare sub formă de produse uzate din

cauciuc constituie ponderea cea mai însemnată din întreaga cantitate de materiale elastomere secundare pe bază de elastomeri. Acestea se prezintă sub formă de anvelope, camere de aer şi de apă, diafragme, articole tehnice (benzi transportoare, curele de transmisie, curele trapezoidale, furtunuri, garnituri etc.) şi încălţăminte (tălpi, tocuri, galoşi, textile cauciucate) etc.

În vedera valorificării, materialele elastomere secundare uzate sunt colectate de la consumatorii industriali sau individuali, de la întreprinderile de prelucrare a caucicului, sau separate din deşeurile urbane. 12.3.1 Posibilităţi de valorificare

Există numeroase procedee de valorificare a materialelor

elastomere secundare (în cadrul acestora incluzând şi materialele elastomere secundare tehnologice vulcanizate, formate în întreprinderile de prelucrare a cacuciucului). Ele au în vedere repararea produselor pentru utilizarea în continuare, folosirea lor fără distrugerea formei, mărunţirea amestecurilor de cauciuc, regenerarea elastomerilor conţinuţi în acestea, recuperarea unor produse chimice utile sau a conţinutului lor energetic etc.

S-a stabilit că repararea produselor uzate (anvelope, camere de aer, benzi transportoare etc.) cu păstrarea formei şi a destinaţiei lor iniţiale, reprezintă calea cea mai avantajoasă, din punct de vedere economic, de valorificare a materialelor elastomere secundare uzate. Marea dificultate care apare în acest caz este legată de faptul că nu toate tipurile de produse pe bază de elastomeri pot fi reparate, iar dintre cele ce pot fi supuse unor asemenea operaţii, nu toate îndeplinesc condiţiile impuse. Astfel, pot fi reparate numai produsele



care au structura de rezistenţă intactă, sau deteriorată numai într-o mică masură.

Pentru materialele elastomere secundare uzate care nu pot fi reparate, cel mai avantajos procedeu de valorificare este măcinarea şi folosirea pudretei obţinute (pulbere de cauciuc) ca material de adaos la fabricarea compoziţiilor de cauciuc. Deşi prezintă o serie de avantaje, procedeul este puţin utilizat datorită consumului mare de energie solicitat de operaţiile de măcinare până la fineţea cerută şi inexistenţa unor instalaţii universale care să poată măcina atât materiale elastomere secundare uzate având inserţii textile cât şi metalice.

Folosirea pudretei obţinute prin măcinarea unor astfel de materiale elastomere secundare uzate în alte domenii de utilizare face ca procedeul să-şi piardă din economicitate.

Valorificarea materialelor elastomere secundare uzate pe calea regenerării elastomerilor conţinuţi în aceasta şi-a găsit o largă aplicabilitate. Totuşi, indicii de calitate, din ce în ce mai severi impuşi regeneratului şi imposibilitatea satisfacerii permanente a lor, fac ca cererea pentru acest produs să fie limitată, şi drept urmare, nici cantitatea de materiale elastomere secundare uzate valorificată pe această cale să nu fie prea mare.

Materialele elastomere secundare uzate care nu pot fi valorificare prin nici unul din procedeele de mai sus, pot fi folosite în diferite scopuri fără distrugerea formei (formarea de recife artificiale, evitarea eroziunii solului etc.) mărunţite şi utilizate sub acestă forma în construcţia de drumuri, pavaje etc., descompuse termic sau incinerate.

Cu excepţia reparării unor tipuri de produse uzate pe baza de elastomeri, nici unul din celelalte produse nu asigură o valorificare acceptabilă din punct de vedere al conţinutului energetic al acestor materiale. Drept urmare, în unele ţări se practică mărunţirea materialelor elastomere secundare uzate (în mod deosebit al anvelopelor), iar bucăţile obţinute sunt depozitate controlat în halde şi păstrate sub această formă până la găsirea unor procedee economice de valorificare.

Deşi pentru mărunţirea materialelor elastomere secundare uzate se consumă o cantitate însemnată de energie, această operaţie este necesară deoarece asigură reducerea volumului lor (până la 2- 3,5 ori).



Se obţine astfel o reducere a suprafeţei de depozitare şi, în plus, se evită pericolul proliferării rozătoarelor care şi-ar găsi un adăpost sigur în spaţiul din interiorul anvelopelor.

Depozitarea controlată a materialelor elastomere secundare uzate mărunţite pune probleme legate de pericolul de incendiu şi de poluare a mediului. Se consideră că prin mărunţire se realizează o mărire a suprafeţei libere a acestor materiale, fapt ce favorizează extracţia componentelor organice conţinute în amestecurile vulcanizate de cauciuc. În plus, depozitarea în vederea unei eventuale valorificări ulterioare determină scoaterea din circuitul economic a unor importante resurse materiale.

Deşi ponderea anvelopelor în totalul produselor de cauciuc este de circa 60%, când se pune problema valorificării materialelor elastomere secundare uzate, aproape exclusiv se discută despre cele sub formă de anvelope. Proporţia celorlalte tipuri de produse în cadrul materialelor elastomere secundare uzate este redusă (sub 20%), iar colectarea sau separarea lor este dificil de realizat. În plus, compoziţia acestor materiale elastomere secundare uzate este atât de variată încât valorificarea lor prin reciclare ar conduce la produse ce nu şi-ar găsi utilizare.

Pe lângă aceasta, în unele materiale elastomere secundare uzate (benzi transportoare, curele trapezoidale, unele articole de încălţăminte etc.), conţinutul de elastomeri este redus (sub 50%), fapt ce face imposibilă valorificarea lor prin procedee utilizate în mod obişnuit pentru asfel de materiale.

O analiză de ansamblu a tuturor posibilităţilor de valorificare a materialelor elastomere secundare uzate evidenţiază faptul că în acest scop pot fi folosite urmatoarele căi:

• valorificarea fără distrugerea formei (repararea şi reşaparea, folosirea produselor uzate în alte domenii de activitate etc.);

• valorificarea cu distrugerea formei produselor (mărunţirea sau măcinarea materialelor elastomere secundare uzate şi utilizarea produselor obţinute în diferite domenii, regenerarea elastomerilor conţinuţi în acestea etc.).



Fig. 12.1 Schema de principiu a instalaţiei de recirculare a materialelor elastomere

secundare formate la fabricarea pe tambur a curelelor trapezoidale: 1 – tambur pentru fabricarea inimii curelei; 2 – moară cu cuţite; 3 – rafinor;

4 – malaxor închis; 5 – valţ de omogenizare

Capitolul 12

Documents

Transcript of Capitolul 12