硅橡胶的回收利用之化学裂解法

时间： 2019/4/11 9:49:16 | 浏览： 2807 | 更多关于《行业资讯》

废旧硅橡胶中聚硅氧烷分子链之间虽已发生交联，但交联密度不大。通过加入适当的催化剂(酸、碱、盐等)将硅氧硅链节裂解，可将废旧硅橡胶分解成二甲基环硅氧烷混合物(DMC)和小分子链状聚硅氧烷，并可重新应用于硅橡胶生胶制备。上述方法即为化学裂解法，现已成为回收利用废旧硅橡胶的主要途径。化学裂解法主要包括碱催化、酸催化、水、热和超声波裂解法等。欧美在硅橡胶裂解回收利用方面起步较早，现已形成了一整套技术成熟、管理规范的硅橡胶裂解回收技术。主要集中于高温热解、催化热解、真空热解回收等。

1、碱催化裂解法

由于碱和硅橡胶均为固体粉末，常会使用溶剂以提高其接触效果，这会造成溶剂损耗和环境污染。虽然采用该工艺制得的DMC质量较高，设备腐蚀也较小，但仍存在以下几方面的问题:一是催化剂消耗量大，生产1t粗DMC需消耗700～750kgKOH;二是有较高风险，釜内易发生局部的剧烈反应，可能会引发燃烧和爆炸事故；三是产物组成复杂，利用困难；四是适用范围小，只适用于解聚按键类边角料和模具胶，不适用于玻璃胶。因此，近年来国内有关厂家逐渐放弃该工艺。

2、酸催化裂解法

酸催化裂解法是近年来国内厂家普遍采用的工艺，所用催化剂主要为浓硫酸。浓硫酸催化降解法与强碱催化降解法相比，最大的优势在于安全系数高，发生燃烧、爆炸的可能性小。但该方法仍存在诸多不足，主要有四个方面:一是对设备的耐腐蚀性要求较高，实际生产中设备更换频率较高，提高了成本；二是DMC的回收率不稳定，即使对同一种废旧硅橡胶，其DMC回收率的波动范围可达±15%；三是DMC的回收率较低，对于按键类边角料这种高硅氧烷含量的废料来说，其DMC回收率仅为40%～50%；四是大量的酸性废液、废渣会造成二次污染，进一步增加了成本。下图为国内企业所用的浓硫酸催化裂解法的一般工艺流程。

虽然酸催化裂解硅橡胶工艺相比碱催化裂解硅橡胶工艺有了明显改善。但是，当硅橡胶配方中含有氢氧化铝、碳酸钙等碱性物质时，作为催化剂的酸可以与这些碱性物质发生反应，造成催化剂的大量消耗并产生大量副反应残渣。因此酸作为催化剂能够处理的硅橡胶种类有限。

3、超声波裂解法

高能超声波法已成功应用到回收硫化硅橡胶中，硅橡胶中的填料对其回收可能性起到了关键作用。此法虽不能得到DMC，但可得到线形低聚二甲基硅氧烷，并能再次用于硅橡胶的生产。S.E.Shim 等人发现超声波能破坏白炭黑填充的硅橡胶中填料与基质间的强氢键，并在附加了高能超声波的挤出机中进行了硅橡胶的回收。

4、热裂解法

热裂解法反应条件苛刻，能耗较高，副反应多，回收率不高，且反应器体积小，安全性也较低，很难进行大批量生产。但此法也有裂解产物较纯、不引入其它化学杂质等优点。目前国内外采用此工艺的厂家极少。

5、水裂解法

硫化硅橡胶在高压水蒸气中，其硅氧硅键可被打断，而解聚成硅氧烷低聚物。特别是在少量碱金属氢氧化物存在条件下，解聚更易发生。但此法能耗较高，效率很低。

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