众所周知，绝在部分橡胶是难以彻底自然降解的高分子，如不能有效地处理其大量的废弃物，将会危及地球的生态环境，严重影响人们正常的生产和生活。而“高分子废弃物”实质上又是人类宝贵的再生资源，所以许多国家都在致力于回收和综合开发利用废旧高分子材料的工作。

自1839年橡胶工业诞生时起，废旧橡胶的处理问题就客观的摆到人们面前[1]。在人类社会步入能源相对短缺和环境污染严重的时期，提出对橡胶的再生与利用更有现实意义。我国已经把资源的综合利用作为一项重大的技术经济政策来抓，尤其重视对再生资源的回收利用。

1 废旧橡胶及回收利用情况

废橡胶是固体废弃物的一种，其来源主要是报废的轮胎、胶管、胶鞋、工业杂品等，另外一部分来自橡胶制品厂生产过程中产生的边角料和废品。在众多的废旧橡胶中废旧橡胶中废旧轮胎大约占60%~70%。

美国废旧轮胎（占其国内每年使用橡胶的70%）占固体废料总量的1%，擗估计，美国和欧洲年产生的废旧轮胎达到48万t[2]，日本每年约产生96万t废橡胶，其中60%是废轮胎[3]。

我国是世界上橡胶消耗量最大的国家之一，仅次于美国和日本，居世界第三[4]。我国每年约产生69万t废橡胶，废橡胶的产生量约为橡胶制品生产量的40%，回收量一般为废橡胶产生量的50%以下[3]。

废旧橡胶占固体废弃物的比例越来越大（主要是废弃轮胎的增加）。需有效地解决其回收利用问题。所以，废旧橡胶的再生应用已不是区域性问题，而被视作一个国家的发展水平问题[5]。国外从本世纪70年代起开始研究废橡胶再生处理问题，现废橡胶回收再利用技术在发达国家已较成熟，而我国尚处在不断改进和提高的过程中。目前，我国废旧橡胶利用的主要方法是制造再生胶，约占95%[2]。

2 橡胶的回收利用方法

2．1 再生胶

再生胶是橡胶回收利用的最古老、最常见的方法。从19世纪叶开始，至今再生胶技术已较为成熟。

2．1．1 再生胶及再生实质

再生胶（reclaimed rubber）是指废旧硫化橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程，使其从弹性状态变成具有塑性和粘性的、能够再硫化的橡胶。

再生过程的实质是在热、氧、机械作用和再生剂的化学和物理作用等的综合利用下，使硫化胶网络破坏降解，断裂位置既有交联键，也有交联键之间的大分子键。再生原理与结构变化如图1所示[6]。

2．1．2 再生胶生产工艺

再生胶最早出现于1846年，是用硫化胶与石灰氯化物溶液煮沸后制成的。1858年出现了把硫化胶粉放在罐中用直接蒸汽进行加热处理的方法，这是最早的油法工艺（即盘法）。1881年出现了酸法，1899年出现了碱法，1913年有人发现了中性法并在1936年实现了工业化。随着工业的发展又相继出现了过热蒸汽法、密炼机法、水油法、压出法、快速脱硫法、微波脱硫法、低温相位脱硫法、常温塑化法等再生胶生产方法。其中水油法、压出法、快速脱硫法等几种方法得到较广泛地应用[7]。

在脱硫再生中可根据需要添加再生剂、再生油和操作油等。生产的基本流程是：粉碎→脱硫→精炼，不同方法主要区别于脱硫工艺的不同。

传统的脱硫方法（如油法、水油法等），其缺点是二次污染较严重，生产耗能大。在人们环保意识日益增强和能源越来越短缺的今天，这2种方法将不会再受到人们的欢迎。日前比较先进也比较环保的再生方法是高速混合脱硫法、微波脱硫法、辐射脱硫法和超声波脱硫法。

高速混合脱硫法中最先进的是连续挤出加工法。该法用高压挤出机在175~205℃下加工胶粉，可以1~3min为一加工周期进行连续加工。

微波脱硫法是利用微波能的作用使胶粉的S—S和S—C键断裂，其优点是热效率高，物理性能好。所以特别适合于与EPDM或IIR并用，并用时间可配合10%~15%的再生胶。

辐射脱硫法是利用γ射线照射的能量使硫化废胶中的交联键断裂，从而达到再生。与其它方法相比，辐射脱硫法处理简单，产品稳定性好。通过调节γ射线照射量，改变再生胶的部分性能。

超声波脱硫法中通过具有一定压力和热的超声波破坏硫化胶的三维结构而达到再生的目的。阿克隆大学于1993年发明此法，加工过程如图2[8]。但该法尚未扫除商业化生产的成本和技术障碍。因此，超声波脱硫法的商业化生产还需要一段时间。

此外一些较为简易的再生法也在逐渐地受到人们的关注。如机械再生法、机械化学法和低温化学法等。

低温化学法中制取再生胶较理想、较简易的方法。具有代表性的TRLLE.BBORGCOLD RECLAIM.POWDER再生法是在低温粉碎胶粉中混入少量的增塑剂和再生剂，然后送入粉末混合机中，于室温或稍高的温度下进行短时间处理。这种方法的优点是环境污染少、省力和节能。

另外，由马来西亚的SekharB.C.博士和俄罗斯的KormerV.A.博士共同发明的De.Link脱硫工艺使脱硫生产变得非常简单。De.Link是一种无毒再生剂，它与硫化橡胶物理混合可以生成De.Vulc——一种使硫化过程逆反的再生材料。这种材料保留了原硫化胶初始性能的50%-70%。De.Vulc无需添加任何昂贵的硫化剂便可再次模制和硫化。

2．2 硫化胶粉

硫化胶粉最大的特点是加工过程简单，其与制造再生胶相比：1）省去了脱硫、精炼等工序，可节省大量专用设备、厂房、动力和人力；2）省去了软化剂、活化剂、增粘剂等加工助剂，节省原材料；3）不存在废水、废气、粉尘等污染。此外，精细胶粉硫化的的性能优于再生胶，可广泛地应用于橡胶制品、建筑、公路、机场、运动场地及各类装饰材料等，是一项集环保和资源再生为一体的新型产业[5]。

粉碎硫化胶有3种方法，常温粉碎、低温（深冷）粉碎及硫化胶经溶剂溶胀后（溶剂楞以回收）粉碎。常温生产胶粉尽管设备磨损严重，耗能多，需要使用带有高耐磨切削元件的设备，但仍是最主要的方法。低温法可以成功地将胶粉中的硫化胶粉末、金属、织物分开，可以得到细分散的胶粉，而且生产起来较为安全。低温法不如常温法之处在于胶粉表面光滑、孔隙少，不易和其他橡胶混炼，所以往往要求加入添加剂，同时液氮耗量达到（0.1~1.0）kg/kg胶粉[2]。

80年代末以来，世界工业发达国家大多已从通用型再生胶的生产转入胶粉活化改性或精细胶粉的直接利用阶段，而我国发展较晚，比发达国家滞后约20年[5]。

2．3 热利用[8]及其它

甘肃省石油化工设计院以废橡胶为原料，采用真空蒸馏分解法制成柴油、碳黑等产品。该工艺采用先进的密闭循环生产技术，其二次废弃物和废气量少，投资省，适应性强，能耗低，产品含硫量低[3]。

有关资料指出每条轮胎经过裂解可提取9.0~13.5L的烃类和碳黑等其它干馏分解物，而燃烧1条废轮胎可产生约32J的热量，其生热值比木材和煤炭高，已用于水泥生产和作为锅炉燃料。

作为水泥燃料和原料——将切碎的废片或整个轮胎从水泥粉末原料投入口投入，橡胶在300~350℃下气化和急剧燃烧，并在450℃下燃烧结束；碳黑在600~650℃下完全燃烧成灰。废轮胎或胶片燃烧可以产生一氧化碳和碳氢化合物，且具有降低氧化物含量的效果。轮胎中的硫磺和钢丝可作水泥原料成分。

作为锅炉燃料——近几年日本以废轮胎为主燃料的锅炉发展很快。住友公司在其白河厂和名古屋厂都安装了废轮胎为燃料的锅炉。白河厂的锅炉可燃烧整条轮胎，向厂内供汽，处理能力不仅为5kt/a；名古屋厂的锅炉年处理能力也在5kt/a，不仅向厂内供汽，还强发电630kW·h。普利司通公司在其枥木厂也安装了以废轮胎为燃料的发电装置，每天可燃烧约60t废轮胎（相当于9000条轿车轮胎），最大发电能力为5000kW·h[9]。

另外废胶粉还可作为改性剂（CRM）[10]、沥青添加剂，废旧轮胎还可直接用于翻新轮胎壳、皮鞋鞋底、水泥桶等。

3 橡胶回收利用的发展趋势

随着现代工业的飞速发展，特别是轮胎工业的发展，全世界范围内每年再生胶的产量已超过600万t，废弃橡胶再生再一次引起人们的极大关注。橡胶再生工业发展的关键是提高再生胶的质量，降低再生胶的成本，减少生产过程中的环境污染[11~12]。因此，再生胶生产的一个基本任务就是寻找有效破坏硫化胶横向硫键而聚合物链不受破坏的方法。而且，在制造和使用再生胶时（其中包括改性再生胶），必须考虑在最大限度满足生态要求的条件下取得良好经济效益[2]。

从发展的观点看，橡胶的回收利用要在原有工艺基础上，大力开发不经过再生或只加少量再生剂的废旧橡胶产品，如硫化胶粉、活化胶粉等。]

4 结束语

在世界环保意识日益增强的今天，下大力气改造老的橡胶回收技术和传统工艺是我们急需解决的问题，随着高新技术的迅猛发展，橡胶回收利用的技术含量也在不断提高，产品的附加值也日趋增大。创新将成为橡胶回收利用技术发展的主题。

 橡胶的再生及利用

众所周知，绝在部分橡胶是难以彻底自然降解的高分子，如不能有效地处理其大量的废弃物，将会危及地球的生态环境，严重影响人们正常的生产和生活。而“高分子废弃物”实质上又是人类宝贵的再生资源，所以许多国家都在致力于回收和综合开发利用废旧高分子材料的工作。

自1839年橡胶工业诞生时起，废旧橡胶的处理问题就客观的摆到人们面前[1]。在人类社会步入能源相对短缺和环境污染严重的时期，提出对橡胶的再生与利用更有现实意义。我国已经把资源的综合利用作为一项重大的技术经济政策来抓，尤其重视对再生资源的回收利用。

1 废旧橡胶及回收利用情况

废橡胶是固体废弃物的一种，其来源主要是报废的轮胎、胶管、胶鞋、工业杂品等，另外一部分来自橡胶制品厂生产过程中产生的边角料和废品。在众多的废旧橡胶中废旧橡胶中废旧轮胎大约占60%~70%。

美国废旧轮胎（占其国内每年使用橡胶的70%）占固体废料总量的1%，擗估计，美国和欧洲年产生的废旧轮胎达到48万t[2]，日本每年约产生96万t废橡胶，其中60%是废轮胎[3]。

我国是世界上橡胶消耗量最大的国家之一，仅次于美国和日本，居世界第三[4]。我国每年约产生69万t废橡胶，废橡胶的产生量约为橡胶制品生产量的40%，回收量一般为废橡胶产生量的50%以下[3]。

废旧橡胶占固体废弃物的比例越来越大（主要是废弃轮胎的增加）。需有效地解决其回收利用问题。所以，废旧橡胶的再生应用已不是区域性问题，而被视作一个国家的发展水平问题[5]。国外从本世纪70年代起开始研究废橡胶再生处理问题，现废橡胶回收再利用技术在发达国家已较成熟，而我国尚处在不断改进和提高的过程中。目前，我国废旧橡胶利用的主要方法是制造再生胶，约占95%[2]。

2 橡胶的回收利用方法

2．1 再生胶

再生胶是橡胶回收利用的最古老、最常见的方法。从19世纪叶开始，至今再生胶技术已较为成熟。

2．1．1 再生胶及再生实质

再生胶（reclaimed rubber）是指废旧硫化橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程，使其从弹性状态变成具有塑性和粘性的、能够再硫化的橡胶。

再生过程的实质是在热、氧、机械作用和再生剂的化学和物理作用等的综合利用下，使硫化胶网络破坏降解，断裂位置既有交联键，也有交联键之间的大分子键。再生原理与结构变化如图1所示[6]。

2．1．2 再生胶生产工艺

再生胶最早出现于1846年，是用硫化胶与石灰氯化物溶液煮沸后制成的。1858年出现了把硫化胶粉放在罐中用直接蒸汽进行加热处理的方法，这是最早的油法工艺（即盘法）。1881年出现了酸法，1899年出现了碱法，1913年有人发现了中性法并在1936年实现了工业化。随着工业的发展又相继出现了过热蒸汽法、密炼机法、水油法、压出法、快速脱硫法、微波脱硫法、低温相位脱硫法、常温塑化法等再生胶生产方法。其中水油法、压出法、快速脱硫法等几种方法得到较广泛地应用[7]。

在脱硫再生中可根据需要添加再生剂、再生油和操作油等。生产的基本流程是：粉碎→脱硫→精炼，不同方法主要区别于脱硫工艺的不同。

传统的脱硫方法（如油法、水油法等），其缺点是二次污染较严重，生产耗能大。在人们环保意识日益增强和能源越来越短缺的今天，这2种方法将不会再受到人们的欢迎。日前比较先进也比较环保的再生方法是高速混合脱硫法、微波脱硫法、辐射脱硫法和超声波脱硫法。

高速混合脱硫法中最先进的是连续挤出加工法。该法用高压挤出机在175~205℃下加工胶粉，可以1~3min为一加工周期进行连续加工。

微波脱硫法是利用微波能的作用使胶粉的S—S和S—C键断裂，其优点是热效率高，物理性能好。所以特别适合于与EPDM或IIR并用，并用时间可配合10%~15%的再生胶。

辐射脱硫法是利用γ射线照射的能量使硫化废胶中的交联键断裂，从而达到再生。与其它方法相比，辐射脱硫法处理简单，产品稳定性好。通过调节γ射线照射量，改变再生胶的部分性能。

超声波脱硫法中通过具有一定压力和热的超声波破坏硫化胶的三维结构而达到再生的目的。阿克隆大学于1993年发明此法，加工过程如图2[8]。但该法尚未扫除商业化生产的成本和技术障碍。因此，超声波脱硫法的商业化生产还需要一段时间。

此外一些较为简易的再生法也在逐渐地受到人们的关注。如机械再生法、机械化学法和低温化学法等。

低温化学法中制取再生胶较理想、较简易的方法。具有代表性的TRLLE.BBORGCOLD RECLAIM.POWDER再生法是在低温粉碎胶粉中混入少量的增塑剂和再生剂，然后送入粉末混合机中，于室温或稍高的温度下进行短时间处理。这种方法的优点是环境污染少、省力和节能。

另外，由马来西亚的SekharB.C.博士和俄罗斯的KormerV.A.博士共同发明的De.Link脱硫工艺使脱硫生产变得非常简单。De.Link是一种无毒再生剂，它与硫化橡胶物理混合可以生成De.Vulc——一种使硫化过程逆反的再生材料。这种材料保留了原硫化胶初始性能的50%-70%。De.Vulc无需添加任何昂贵的硫化剂便可再次模制和硫化。

2．2 硫化胶粉

硫化胶粉最大的特点是加工过程简单，其与制造再生胶相比：1）省去了脱硫、精炼等工序，可节省大量专用设备、厂房、动力和人力；2）省去了软化剂、活化剂、增粘剂等加工助剂，节省原材料；3）不存在废水、废气、粉尘等污染。此外，精细胶粉硫化的的性能优于再生胶，可广泛地应用于橡胶制品、建筑、公路、机场、运动场地及各类装饰材料等，是一项集环保和资源再生为一体的新型产业[5]。

粉碎硫化胶有3种方法，常温粉碎、低温（深冷）粉碎及硫化胶经溶剂溶胀后（溶剂楞以回收）粉碎。常温生产胶粉尽管设备磨损严重，耗能多，需要使用带有高耐磨切削元件的设备，但仍是最主要的方法。低温法可以成功地将胶粉中的硫化胶粉末、金属、织物分开，可以得到细分散的胶粉，而且生产起来较为安全。低温法不如常温法之处在于胶粉表面光滑、孔隙少，不易和其他橡胶混炼，所以往往要求加入添加剂，同时液氮耗量达到（0.1~1.0）kg/kg胶粉[2]。

80年代末以来，世界工业发达国家大多已从通用型再生胶的生产转入胶粉活化改性或精细胶粉的直接利用阶段，而我国发展较晚，比发达国家滞后约20年[5]。

2．3 热利用[8]及其它

甘肃省石油化工设计院以废橡胶为原料，采用真空蒸馏分解法制成柴油、碳黑等产品。该工艺采用先进的密闭循环生产技术，其二次废弃物和废气量少，投资省，适应性强，能耗低，产品含硫量低[3]。

有关资料指出每条轮胎经过裂解可提取9.0~13.5L的烃类和碳黑等其它干馏分解物，而燃烧1条废轮胎可产生约32J的热量，其生热值比木材和煤炭高，已用于水泥生产和作为锅炉燃料。

作为水泥燃料和原料——将切碎的废片或整个轮胎从水泥粉末原料投入口投入，橡胶在300~350℃下气化和急剧燃烧，并在450℃下燃烧结束；碳黑在600~650℃下完全燃烧成灰。废轮胎或胶片燃烧可以产生一氧化碳和碳氢化合物，且具有降低氧化物含量的效果。轮胎中的硫磺和钢丝可作水泥原料成分。

作为锅炉燃料——近几年日本以废轮胎为主燃料的锅炉发展很快。住友公司在其白河厂和名古屋厂都安装了废轮胎为燃料的锅炉。白河厂的锅炉可燃烧整条轮胎，向厂内供汽，处理能力不仅为5kt/a；名古屋厂的锅炉年处理能力也在5kt/a，不仅向厂内供汽，还强发电630kW·h。普利司通公司在其枥木厂也安装了以废轮胎为燃料的发电装置，每天可燃烧约60t废轮胎（相当于9000条轿车轮胎），最大发电能力为5000kW·h[9]。

另外废胶粉还可作为改性剂（CRM）[10]、沥青添加剂，废旧轮胎还可直接用于翻新轮胎壳、皮鞋鞋底、水泥桶等。

3 橡胶回收利用的发展趋势

随着现代工业的飞速发展，特别是轮胎工业的发展，全世界范围内每年再生胶的产量已超过600万t，废弃橡胶再生再一次引起人们的极大关注。橡胶再生工业发展的关键是提高再生胶的质量，降低再生胶的成本，减少生产过程中的环境污染[11~12]。因此，再生胶生产的一个基本任务就是寻找有效破坏硫化胶横向硫键而聚合物链不受破坏的方法。而且，在制造和使用再生胶时（其中包括改性再生胶），必须考虑在最大限度满足生态要求的条件下取得良好经济效益[2]。

从发展的观点看，橡胶的回收利用要在原有工艺基础上，大力开发不经过再生或只加少量再生剂的废旧橡胶产品，如硫化胶粉、活化胶粉等。]

4 结束语

在世界环保意识日益增强的今天，下大力气改造老的橡胶回收技术和传统工艺是我们急需解决的问题，随着高新技术的迅猛发展，橡胶回收利用的技术含量也在不断提高，产品的附加值也日趋增大。创新将成为橡胶回收利用技术发展的主题。