EPDM gumi újrahasznosítása hengerszéken és belső keverőn történő devulkanizációval
Az utóbbi években az etilén-propilén-dién monomer (EPDM) gumi a harmadik legnagyobb számban előállított mesterséges gumivá vált a világon. Az 1960-as évek első felében kezdődött meg a tömeges előállítása, és évről évre egyre nagyobb teret hódított az elasztomerek piacán, köszönhetően kitűnő tulajdonságainak és felhasználási sokszínűségének [1]. A 21. században rengeteg anyag újrahasznosítási lehetőségeire próbálnak rátalálni, nincs ez másképp az EPDM gumi esetében sem. Azonban a használt gumik kezelése az egyik legnagyobb kihívást jelenti a modern hulladékgazdálkodásban. Az EPDM gumi esetében az egyik legkörnyezetbarátabb lehetőséget a devulkanizáció jelenti, amelyet a jővőben akár ipari méretkben is alkalmazni tudnak. Ezt a kezelést úgy is fel lehet fogni, mint egy fordított irányú vulkanizációt, ugyanis itt az a cél, hogy a térhálósítás során kialakított kén-kén kötéseket felszakítsuk az EPDM-et alkotó szénláncok degradálódása nélkül [2].
Az évek során több elméletet is kidolgoztak az egyes elasztomerek devulkanizációjára, amelyeket a gyakorlatban is meg tudtak valósítani laboratóriumi körülmények között. A devulkanizált gumikat ezek után újratérhálósítják vagy a visszanyert anyagok felhasználásával blendeket készítenek, amelyek másik alkotórésze ugyanazon nyerskeverék, vagy különböző termoplasztikus polimerek. Ezeknek a keverékeknek a szakítószilárdságát és keménységét elemezve értékelik ki végsősoron a devulkanizációs technológia hatékonyságát [2].
Az én esetemben az újrahasznosítási folyamatot, olyan gépeken valósítottuk meg, amelyek a gumiiparban széleskörben elterjedtek. A devulkanizációt hengerszéken majd belső keverőben végeztük, míg előbbinél a hengerhőmérséklet és a frikció játszik fontos szerepet utóbbinál a hőmérséklet, a tartózkodási idő és a fordulatszám kerül előtérbe. Az egyes folyamatokat Horikx analízis alapján értékeltük. A Horikx diagramon a gumi oldható hányadát ábrázoltuk a térhálósűrűség csökkenése függvényében, ezáltal a devulkanizáció foka és minősége¬ egyaránt értékelhető a keresztkötések és főszénlánc hasadások aránya alapján. [2].
Irodalom:
[1] Sutanto, P., Laksmana, F.L., Picchioni, F., Janssen, L.P.B.M.: Modeling on the kinetics of an EPDM devulcanization in an internal batch mixer using an amine as the devulcanizing agent. Chemical Engineering Science, 61, 6442-6453 (2006).
[2] Seghar, S., Asaro, L., Rolland-Monnet, M., Hocine, N.A.: Thermo-mechanical devulcanization and recycling of rubber industry waste. Resources, Conservation & Recycling, 144, 180-186 (2019).
szerző
-
Nagy Bence Attila
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Pölöskei Kornél
adjunktus, Polimertechnika Tanszék -
Pirityi Dávid Zoltán
Doktorandusz, Polimertechnika Tanszék
