橡胶品种速查手册：再生橡胶

第六章　再生橡胶

第一节　简介

一、主要特点

再生橡胶就是由废橡胶制品转化为塑性橡胶的再生材料，它可以单独作为生胶使用，也可与其他橡胶并用。因此，再生橡胶就是一种用废品或废胶制成的再生产品。

废胶经过处理(脱硫)后，就比较容易转化为塑性橡胶。塑性橡胶像标准天然橡胶或合成橡胶一样，可以进行混炼、加工和硫化。在大多数情况下，它通常与其他生胶并用，以补偿其可加工性和物理性能。

再生橡胶最早的生产方法有碱法和油法等。碱法生产落后，生产的再生橡胶质量低劣，已被淘汰;油法生产设备简单，工艺简便，再生胶质量比碱法优，至今仍在使用。随着再生橡胶生产的发展，出现了水油法。虽然该法生产设备复杂、投资较大，但因再生橡胶质量好、产量大，所以发展很快，成为目前的主要生产方法。

再生橡胶是橡胶工业的原料之一，能部分代替生胶用于橡胶制品，以降低成本，还能减少混炼动力的消耗，改善压延、压出半成品的收缩性和橡胶制品的耐自然老化、耐油、耐酸碱等性能。

再生橡胶可大量用于生产轮胎垫带、胶鞋海绵和某些橡胶配件，也可掺用于力车胎胎面胶、翻胎胶、胶鞋大底以及轮胎的油皮胶、帘布胶和胎面胶。

二、再生橡胶的分类

再生橡胶的质量取决于原生胶的种类。因此，再生橡胶可根据原料废胶进行分类。在日本工业标准(JISK6313—1995)中。将再生橡胶分为以下六类。

(1)AN类。以天然橡胶为主的汽车内胎废胶为原材料的再生橡胶。

(2)AI类。以丁基橡胶为主的汽车内胎废胶为原材料的再生橡胶。

(3)BT类。以载重车、公共汽车等大型汽车轮胎胎面胶或同类废橡胶为原材料的再生橡胶。

(4)BP类。以乘用车胎胎面胶或同类废橡胶为原材料的再生橡胶。

(5)C1。以汽车内外胎以外的废橡胶为原材料的再生橡胶，A级。

(6)C2。以汽车内外胎以外的废橡胶为原材料的再生橡胶，B级。

除此之外，现在还少量生产带色再生橡胶、非污染再生橡胶、充油再生橡胶和特种再生橡胶等品种。

第二节　橡胶再生技术

一、再生技术

橡胶再生方法大体上可以分为三类:物理再生技术、化学再生技术和生物再生技术。

1.物理再生技术

物理再生是利用外加能量，如力、热—力、冷—力、微波、超声波等，使交联橡胶的三维网络破碎成碎片。除微波和超声波能真正地再生橡胶外，其余的物理方法只是粉碎技术，即制作胶粉。这些胶粉只能作为非补强性填料。利用微波、超声波等物理能量可以达到满意的橡胶再生效果，但设备要求高，能量消耗大。

(1)微波再生。通过控制微波强度，可以有效地破坏交联键而不损害橡胶分子主链，从而使再生的橡胶具有生胶的性能。但只有含极性基团(如硫黄硫化)的硫化胶才适合于微波再生，915～2450MHz及 0.324～1.404MJ/kg的能量足以裂解交联键而不破坏分子主链。

(2)超声波再生。利用超声波也能够选择性地破坏交联键而保留分子主链，使硫化橡胶达到再生的目的。如对NR硫化胶施以50kHz的超声能量10min，可获得优良的再生橡胶，然后将其硫化可以获得与原胶相似的性能。

(3)电子束再生。电子束辐照再生方法是利用IIR独有的对射线敏感的特征，借助电子加速器的高能电子束，对其产生化学断键—解聚效应，使之获得再生。

大多数橡胶弹性体在射线作用下发生结构化交联反应，只有极少含叔碳原子基团结构单元的胶种，如IIR和IIR硫化胶等，在高能辐射场下呈现降解反应。

由于IIR分子的降解度(相对分子质量的降低)与辐射剂量在一定范围内呈线性相关，因此通过调节辐照剂量可以方便地产生不同相对分子质量和不同塑性值的IIR再生橡胶，以满足不同产品的需要。电子束辐射粒子注量与IIR再生橡胶性能之间的关系见表6－1。

表6－1　电子束辐射粒子注量与再生橡胶性能的关系

IIR再生橡胶可以任意比例与二烯类橡胶共混，从而扩大了IIR共混胶的品种范围。同时，掺有IIR再生橡胶的IIR或其他橡胶胶料，其加工性能明显得到了改善，且硫化时间缩短，抗撕裂性能也得到了提高。

电子束再生IIR技术是冷加工工艺，过程中不产生废料，不存在热加工工艺带来的环境污染问题。

2.化学再生技术

化学再生是利用化学助剂，如有机二硫化物、硫醇、碱金属等，在一定温度下，借助机械力破坏橡胶交联键，从而达到再生目的。在化学再生过程中，要使用大量的化学品，需要高温和高压，而这些化学品几乎都是难闻和对人体有害的。

(1)二硫化物和硫醇为再生剂。二硫化物和硫醇再生剂主要有二硫化二苯、二硫化二苄、二戊基化二硫、丁硫醇、硫酚等。一般将废胶粉末与再生剂混合(浸泡溶胀几小时至几十小时)，然后加热至180℃左右维持几小时至几十小时。如以烷基酚硫化物为再生剂，使用5目胶粉，在188℃下处理4h，可以制得SBR、CR和NBR的再生橡胶。

将SBR细胶粉与二芳基二硫化物再生剂混合溶胀至少12h，然后以不超过3cm的厚度装入托盘，放入直径为1.5m、深为3.8m的反应釜内，保证釜内良好的空气和蒸汽循环，加压至0.4MPa，然后关掉空气，使蒸汽升压至0.8～0.9MPa，温度至190℃，维持3～5h。用这种方法制得的再生橡胶的性能一般。不损害C—C键而选择断裂C—S 和S—S键的化学试剂见表6－2。

表6－2　选择断裂C—S和S—S键的化学试剂

(2)无机化合物为再生剂。将胶粉悬浮于甲苯、环己烷等溶剂中，在金属钠的存在下，于300℃下隔氧处理，可使单硫键、双硫键和多硫键断裂，使再生的橡胶具有与初始生胶完全相同的结构。

采用铁基催化剂和铜基催化剂，也能够使硫化交联键断裂得到橡胶溶液。

(3)其他化学再生剂。采用硫代醋酸的甲苯溶液与30目胶粉混合，室温溶胀24h，然后在120℃下轧炼，可以获得力学性能良好的再生橡胶。

(4)化学降解。将废胶粉悬浮于三氯甲烷中，用含臭氧的氧气在室温下鼓吹，然后用过氧化氢处理，可以得到含—COOH基的液体橡胶，这种液体橡胶可用三(2－甲基－1－吖丙啶基)氧化膦在100℃下硫化。

3.生物再生技术

NR胶乳可以生物降解，但加入硫黄和其他配合剂将其转化为一种交联材料后，生物降解就难以实现了。

生物降解可利用矿物质化学营养细菌降解悬浮于水中的橡胶粉末的表面，从而使其在与原始生胶混合并用时，表面橡胶分子链可以扩散到原始生胶中，并在硫化时与原胶结合在一起。

利用细菌可以分离硫元素和硫酸，这项技术的意义在于可以利用简单的方式同时获得再生橡胶和硫黄。

二、再生剂

随着橡胶工业的发展，硫化方法的不断改进，新型防老剂和补强剂的采用，增加了废橡胶再生的困难，单靠加热不能达到再生目的，必须使用软化剂和活化剂。此类软化剂和活化剂就称为再生剂。

1.软化剂

软化剂是膨胀剂和增塑剂(增黏剂)的总称。膨胀剂是对于起预增塑作用的低沸点物质而言的，例如双戊烯、双萜烯等。增塑剂(增黏剂)是对于起增塑作用的高沸点物质而言的，例如古马隆树脂、松焦油、氧化松浆油(妥尔油)、石油加工副产品中的重馏分等。

生产实践表明，单独使用一种软化剂，再生效果不佳;将两种以上的软化剂并用，能提高再生效果，获得工艺加工性能和力学性能优良的再生橡胶。

目前，再生橡胶生产中使用的软化剂，根据来源不同，可分为下列几类，如下所示。

①植物油系。包括松香、松焦油、松节油、松香裂化油、氧化松浆油、山苍子油、萜烯等。

②煤焦系。包括煤焦油、古马隆树脂、煤沥青等。

③石油系。包括石油加工过程中的苯酚和糠醛抽出物(如三线油、六线油、机油)、裂化渣油、重油、残渣油、石油树脂、石油沥青等。

④合成物系。包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、高级脂肪醇、高级脂肪酸等。

现将常用的几种软化剂的组成和性能介绍如下。

①煤焦油。煤焦油是焦化工厂中炼焦的副产品。其组分复杂，由酚类、烷基芳香烃、吡啶、萘、蒽、沥青等组成。此种软化剂制成的再生橡胶，有较高的力学性能，但污染性较大，捏炼和精炼有刺激性味道。

②松焦油。松焦油是松树根干馏的原油经分出轻油后所剩下的黑色黏稠液体。此种软化剂制成的再生剂有良好的加工性能和力学性能，无污染性。

③氧化松浆油。氧化松浆油是造纸工业中的副产品松浆油原油，经氧化改性得到的质量均匀、性质稳定的黏稠液体。其中，树脂酸含量占50%左右。它的再生效果与松焦油相似。

④松香。为透明的黄色或橙黄色固体物质。再生过程中采用不含树脂酸的软化剂时，一般可加入少量的松香，来提高再生橡胶的黏性。松香用量不宜过多，否则会影响再生橡胶的耐老化性能。

⑤三线油、六线油。三线油、六线油为带侧链环状化合物含量较多、脂肪烃含量较少的黏稠状液体。此种软化剂制成的再生橡胶无污染性，但力学性能较低。与其他软化剂(如氧化松浆油、松焦油)并用，能提高再生效果，改善力学性能。

⑥裂化渣油。裂化渣油是石油加工中的残余物，为黑色黏稠液体。由此种软化剂制成的再生橡胶虽有较好的力学性能，但污染性较大。

2.活化剂

在废橡胶再生过程中，能大幅度缩短再生时间，减少软化剂用量，改善再生橡胶的加工性能的物质叫做活化剂。

应用较广泛的活化剂有硫酚、硫酚锌盐以及芳香二硫化物。此外还有萘酚、多烷基苯酚和氯化硫的反应产物、噻吩及其衍生物、苯酚亚砜和硫化芳胺等。其中，硫酚活性较高，但毒性大，质量不稳定;硫酚锌盐活性较低，制备工艺复杂;芳烃二硫化物类活化剂既无毒性，活性又高，且制备工艺简便(表6－3)。

表6－3　芳烃二硫化物类活化剂的外观和组成

在水油法生产中使用这些活化剂后，外胎类废胶的再生时间由原来的6～8h缩短到2～4h;胶鞋类废胶的再生时间由原来的3～4h缩短到1～2h。在油法生产中也收到了同样的效果。活化剂的应用给各种合成胶的废胶再生提供了有利条件。

3.新型再生剂

(1)De－link再生剂。近几年市场上出现的De－link再生剂给橡胶的再生开拓了全新的概念和方法。这是马来西亚科学家Sekbar博士和俄罗斯科学家Kormer博士共同研究发明的一种再生橡胶的新技术。其基本原理是采用一种化学剂(De－link)，使其与S—S键反应，而不破坏C—C键，只使硫化网络断裂。该技术已在马来西亚、美国、欧洲、印度、中国和日本申请了专利。专利的关键是研究发明了De－link化学剂。其核心De－link再生剂是市售各种促进剂的混合调配物，再生工艺非常简单，如废轮胎的再生工艺是先除去废轮胎胶中的金属、纤维和其他非橡胶成分，然后粗碎成小胶块，最后在开炼机上与6%的De－link化学剂混炼即成再生橡胶，再生后的胶料在135℃下无须再加硫化体系即可还原成硫化胶，而且速度极快，整个过程不产生新的污染。鉴于其特点，国内外已有许多针对De－link再生剂的应用研究。

(2)RRM再生剂。在化学再生过程中，要使用大量的化学品，如二硫化物及硫醇等，并需要高温和高压，而这些化学品几乎都是难闻和有害的，且价格不低，因此也是不经济的。

印度开发了一种以植物为原料的再生剂，即利用可再生资源(RenewableResourceMaterialRRM)作为再生剂，其效果与De－link再生剂相当，有着非常广阔的发展前景。几种橡胶再生技术的比较见表6－4。天然植物再生剂利用了可再生资源，具备了可持续发展的条件，对黑色污染的处理以及橡胶资源的回收利用具有长远意义。

表6－4　几种橡胶再生技术的比较

(3)力化学再生。日本横滨橡胶公司与丰田中央研究所合作开发了一种新的废橡胶再生技术，被称为“剪断流动场反应控制技术”，其特点是不使用化学药剂，只耗用电能和水，通过给予废胶热能、压力和剪切力，使硫化胶的硫键(交联点)发生断裂而成为性能稳定且有弹性的新型再生橡胶，而由传统方法得到的再生橡胶的性能会有很大下降。

采用新方法制造的再生橡胶在新配方中不影响轮胎的质量，而且可降低生产成本。采用该技术，可将工厂产生的废胶自行处理为新原料。

横滨公司目前已将此方法用于IIR胶囊和NR比例较高的载重轮胎胎面胶的再生。该公司用于内衬层的再生橡胶从外部购入，用量为轮胎生胶量的1.5%。此项新的再生技术的应用，可进一步增大再生胶的用量。此外，该公司还计划用此技术对废弃轿车轮胎进行再生，同时打算将这种新型再生橡胶用在轻量化、低能耗的高性能轮胎中，从而最终使公司内部的废弃物排放量为零。

三、再生橡胶的制备

再生橡胶的制备有油法和水油法。油法和水油法再生橡胶生产工艺的主要区别在于再生工段，其他各工段基本相同。

油法再生工段是将废胶粉送入拌油机，经过拌油后，装在小车上，送进卧式蒸汽再生罐中再生。该法设备简单、易启动、投资少，适合用于胶鞋类和杂胶类的再生橡胶生产。如果生产外胎类再生橡胶，则质量低于水油法。该法对小厂较为适用。

水油法再生工段是在带有搅拌器和高压蒸汽夹套的再生罐中，装入温水、再生剂和胶粉，在搅拌下以水作传热介质进行再生。再生后的胶粉还须经清洗、压水和干燥等工序处理。该法所需的设备较多，投资较大，但优点是再生橡胶质量好、再生时间短、产量较大。该法适用于产量较大的再生橡胶生产，但不适宜品种变化频繁和再生条件差异较大的产品。

从油法和水油法的工艺流程来看，再生橡胶生产工艺大致可分为粉碎、再生(脱硫)和精炼三个工段。

1.粉碎

粉碎工段包括切胶、洗涤和粉碎三个工序。

(1)切胶。经过分类的废胶，由于长短不一，厚薄差距较大，不能直接投入粉碎设备，否则将严重影响设备的安全;在洗涤时也不能很好地达到洗涤要求，为此必须进行切胶。

对于宽度不大于10cm的外胎类废胶，厚度在3cm以下的，切胶长度要求不大于25cm;厚度在3cm以上的，切胶长度要求不大于15cm。对于其他类废胶，如水胎、管带、长条边皮等，胶层厚度在2cm以下的，切胶长度要求不大于30cm。对于胶鞋类及零星模压制品等废胶，可不必切胶。其他特殊制品根据具体情况而定。

(2)洗涤。废胶特别是轮胎和胶鞋的废胶，由于长期和地面接触，会夹杂许多泥沙等杂质，它们会在加工过程中飞扬，影响工人的身体健康和环境卫生;如将杂质带入再生橡胶中，也会影响再生橡胶的质量，因此必须洗涤，此工序是在锥形圆筒转鼓洗涤机中进行的。洗涤要求为:洗涤时废胶投料必须保持量的均匀;水量充足，洗涤后废胶块要保持清洁。

(3)粉碎。把洗涤后的废胶块通过粉碎机轧成胶粉，以增大废胶与再生剂的接触面积，提高再生效果。废胶的粉碎有如下两种方法:

第一种方法:洗涤后的废胶块经输送装置送入两只辊筒都带有沟槽的粗碎机中进行粗碎，辊距一般控制在2mm。粗碎后，胶粉粒度在6～8mm，从滚网筛落入螺旋输送器内送入风选机中;未达到要求的胶粉返回粗碎机。在风选机中，根据胶粒和纤维密度的不同除去部分大纤维，而将胶粉送入光辊粉碎机进行细碎。辊距一般为1mm左右。细碎后的胶粉进入高方筛。在高方筛中，将大纤维、粗胶粉和细胶粉分离。胶粒细度外胎类在0.8～1mm，胶类和杂胶类在0.9～1.1mm。细胶粉被送入空气分离器除去小纤维，然后送入贮粉仓;粗胶粉(细度不合格的)返回光辊粉碎;大纤维送入纤维贮存塔。在粗碎和细碎胶粉的输送设备中还装有磁选器，以除去铁屑等杂质。

第二种方法:洗涤后的胶块不经过粗碎工序，直接进入一只辊筒有沟槽另一只辊筒无沟槽的沟光辊粉碎机中进行粉碎。粉碎后的胶粉处理与第一种方法细碎后的胶粉相同。

2.再生

再生又叫脱硫，是再生橡胶生产过程中的中心环节。再生橡胶性能的好坏取决于再生剂的选择、配方设计和再生条件的控制。

(1)再生剂的选择。再生剂的选择原则如下。

①随着合成橡胶的发展，橡胶制品的种类也增多了，要制取优良的再生胶，必须根据废胶的种类选用合适的再生剂。例如，天然橡胶一般选用松焦油、重油类，丁苯橡胶、丁腈橡胶等合成胶一般选用煤焦油、氧化松浆油或两者并用。

②不同的橡胶制品对再生橡胶的性能要求也不相同。如浅色制品需要用无污染性的再生橡胶，软化剂就要选用氧化松浆油或松焦油;对污染性无特殊要求、而力学性能要求较高的制品，选用煤焦油较为理想。

③再生剂要适应工艺特点。再生剂一般有固体、半固体(黏稠液体)、液体三种。液体适于油法，而固体和半固体在油法中操作就比较困难。此三种再生剂对水油法均适用。

④再生剂应价廉易得，可根据各地资源，因地制宜、就地取材。

(2)油法再生工艺。

①再生剂的配制。将软化剂和活化剂加热，按再生技术的要求称量，于80～90℃进行混合搅拌备用。

②再生。将贮粉仓内的胶粉称量后，装入卧式连续搅拌机内，再把混合搅拌好的再生剂通过流量控制槽和孔板定量加入，在一定量的蒸汽下进行连续拌和。拌和后的胶粉从搅拌机流出，通过输送器分别装盘、装车，然后送入卧式再生罐中进行再生。油法再生剂的配制及再生的技术条件见表6－5。

表6－5　油法再生剂的配制及再生的技术条件(以胶粉100%计)

(3)水油法再生。工段包括再生、清洗、压水和干燥四个工序。

①再生。再生是在带有搅拌装置的立式夹套的再生罐中进行的。首先，将预热水(约80℃)加入再生罐，加入软化剂，然后加入活化剂。经充分搅拌后，再把贮粉仓中取出的废胶粉称量加入，在搅拌下升温再生。胶粉与水的比例一般为1∶2。水油法再生剂的配制和再生的技术条件见表6－6。

表6－6　水油法再生剂的配制和再生的技术条件(以胶粉100%计)

升温时，先开直接蒸汽和夹套蒸汽，当达到所需温度和压力后，关闭直接蒸汽，用夹套蒸汽保持罐内温度。再生结束后，必须先开减压阀门，等罐内蒸汽压力降至0.2～0.3MPa时，再逐渐开放料阀门，用罐内的余压将再生后的胶料送到清洗罐。

②清洗。清洗在立式单层罐中常压进行。胶料进入罐内后，放入热水(水温60～80℃)，开底部阀门通入压缩空气(压力0.3MPa)，然后进行鼓泡帮助搅拌5～10min。水洗后，悬浮物、游离硫和纤维等从罐上部排除;水经滤水网(20～24号筛)滤除;滤水后的胶料从罐底部排出，进入搅拌罐，在此罐中将胶料团打散，经可调出料口进入立式螺旋推进器，再送到螺旋压榨机。

③压水。在压榨机中，水从排条缝隙排出，胶料从出口挤出。

④干燥。经压水后的胶料的含水量一般在15%左右，还需进行干燥。干燥机有立式和卧式两种，采用夹套蒸汽加热，蒸汽压力约为0.4MPa。干燥机还装有水蒸气排出装置，以提高干燥效率。干燥前后，胶料含水率的控制指标见表6－7。(www.xing528.com)

表6－7　干燥前后胶料含水率的控制指标

①Ⅲ级外胎。

3.精炼

精炼工段包括捏炼、滤胶、回炼和精炼四个工序。

(1)捏炼。经再生后的胶粉一般可塑度较低。为进一步提高可塑性，必须进行捏炼。捏炼的方法有如下两种:

第一种为薄通连续捏炼法。将干燥后的胶粉通过输送器加入捏炼机进行薄通，辊距约1mm，辊温在70℃以下。薄通后的胶片用后辊刮刀将胶片刮落到输送带上再送到第二台捏炼机上进行薄通，这样依次多台进行，可达到塑性要求。

第二种单机自动翻炼捏炼法，是将干燥后的胶粉通过自动称量装置称量，然后加入捏炼机进行捏炼。辊距1～2mm，辊温70℃以下，时间6～8min。捏炼后的胶片自动落入翻料装置，再送入该机中捏炼，如此反复进行，即可达到塑性要求。

捏炼后的再生橡胶，其可塑度要求达到0.25～0.35。

(2)滤胶。为保证杂质不混入再生橡胶中，捏炼后的胶料必须进行滤胶。滤胶是将捏炼后的胶料送入滤胶机内，洁净胶料从机头排出;杂质被机头滤网挡住，再将洁净胶料送往回炼机进行回炼。滤胶操作中应注意:滤胶前将滤胶机充分预热，机头温度一般为80～100℃，机身温度为50℃左右;滤胶开始时，关闭预热蒸汽，逐渐开启冷却水，使机头温度保持在120℃以下，机身温度保持在60℃以下;滤胶时间不宜过长，否则易焦烧，影响再生橡胶的质量;滤胶后，必须对滤网和机头处的积胶进行清理，根据情况及时更换滤网。

(3)回炼。回炼是在带有刮刀装置的开炼机中进行的。操作以薄通方法为好，辊距约1mm，辊温在70℃以下，经回炼后，胶料的可塑度达到0.3～0.4。

(4)精炼。精炼是再生橡胶生产中的最后一道工序，对提高再生橡胶的质量有重要作用。精炼是在精炼机中进行的。精炼机的辊筒呈腰鼓形，在小辊距下能将硬颗粒(未再生好的胶粒)挤到辊筒两侧除掉。该机工作速度比较大，因而对胶料的剪切作用也较大，能促使橡胶分子链的断裂，提高再生橡胶的可塑度和外观质量。精炼操作时，胶片的厚度应控制在0.2～0.4mm，辊温约在90℃以下。辊温高，胶片薄，再生橡胶的性能低。辊温对再生橡胶的质量影响较大，精炼时，为了得到厚度和质量均匀一致的胶料，辊温应保持低温和稳定。从精炼机下来的胶片，经自动卷取切割装置切成大小相等、重量相近的胶块，涂以隔离剂即得再生橡胶成品。精炼次数一般以两遍为好。

第三节　再生橡胶的性能

一、基本性能

再生橡胶的优点是:可缩短混炼时间;未硫化胶尺寸稳定性优异;黏度与温度的相关性小;混炼加工生热小，是易焦烧胶料不可缺少的配合剂;硫化中的形状保持性优异，即不易产生塌模现象;硫化速率高，硫化平坦性好;耐热老化性优异。再生橡胶不单可以作为廉价的增容剂使用，还可用作提高混炼、成型和硫化工序生产效率的高级配合剂。再生橡胶的缺点主要表现在物理性能方面，即耐磨耗性、压缩永久变形、抗屈挠龟裂等性能较差。再生橡胶主要用于生产内胎、胶带、胶管等工业制品以及压敏胶黏剂等。

再生橡胶的基本性能见表6－8。

表6－8　再生橡胶的基本性能

续表

各种再生橡胶的等级和化学、物理性能指标见表6－9。

表6－9　各种再生橡胶的等级和化学、物理性能指标(GB13460—1992)

二、再生橡胶的主要品种

1.再生普通合成橡胶

由于合成橡胶的结构和性能与天然橡胶不同，而且不同的合成橡胶又有各自的特殊性能，对再生配方和工艺条件的要求也各不相同。对于氯丁橡胶和丁腈橡胶等耐油废胶料的再生，煤焦油、松焦油、氧化松浆油皆可作为软化剂，而酯类软化剂并无明显的再生效果。丁腈橡胶、氯丁橡胶具有较高的抗氧化性和耐油性，因而用油法或水油法再生时，需要适当改变再生条件，增加软化剂和活化剂的用量(与天然橡胶比)。合成橡胶再生胶较天然橡胶再生胶具有较高的力学性能，但在使用中硫黄和各种配合剂的用量应比使用天然橡胶再生胶时多些。合成橡胶的再生技术条件与性能见表6－10。

表6－10　合成橡胶的再生技术条件与性能

续表

注　除使用表中几种活化剂外，使用活化剂420、活化剂901皆可达到同样的再生效果。

2.再生硅橡胶

由于硅橡胶具有很多优异性能，而且价格较贵，因此使废胶(废硫化边皮、废品)的再生利用对节约原材料、降低生产成本具有重大的经济意义。

硅橡胶再生工艺过程包括精选、切块、裂解、精制与配料，即首先将废胶进行清洗，以去除垃圾和杂质，然后进行挑选和分类，再切成小块，送往裂解。

裂解的方法很多，有机械轧炼裂解、直接蒸汽热裂解、干热裂解和化学裂解等。

影响硅橡胶再生的因素如下。

(1)填料。硅橡胶所用的填料直接影响边角料的再生。例如，将相同质量的边角料(300g)放入炼胶机上反复轧炼，直至胶料包辊，目测包辊胶料至表面光滑时为止，这个过程所花费的时间见表6－11。

表6－11　轧炼不同填料硅橡胶胶料所花费的时间

(2)轧炼温度。炼胶机两辊筒的温度对机械轧炼也有影响，试验证实:调节两辊筒温度至(35±10)℃，两辊筒间胶料能正常轧炼;调节两辊筒温度至(70±0)℃，胶料在两辊筒间打滑或浮在两辊间，呈间断式轧炼;当温度降低后又能恢复正常轧炼。

(3)加料方法。在轧炼过程中，加料的方法也会对轧炼胶料的质量和轧炼时间产生影响。以导电硅橡胶(填充乙炔炭黑)边角料轧炼为例，见表6－12。选用混炼胶/再生胶的比例为65∶35，这一配比的胶料可生产医用电极板，其性能完全可以达到使用要求(表6－13)。

表6－12　加料方法对轧炼导电硅橡胶废胶料时间的影响

表6－13　导电硅橡胶混炼胶中掺加再生导电硅橡胶后的力学性能对比

3．再生氟橡胶

氟橡胶是一种具有很多优良性能的贵重弹性材料，因此对其在加工过程中产生的胶边、废品等再生利用，具有重大的经济意义。

氟橡胶的再生通常是指将一次硫化定型的橡胶(即一段硫化橡胶)进行再生利用。

三、再生橡胶性能的主要影响因素与控制

(1)再生活化剂的品种及用量对再生橡胶性能的影响。影响再生橡胶性能的因素很多，但是再生剂、活化剂及软化剂为主要因素。活化剂的作用是在再生过程中分解出游离基，不但能加速热氧化速度，而且能稳定硫化胶裂解出的游离基，从而加速再生速度。表6－14列出的是分别用3种再生活化剂在同样的再生工艺条件下，对废乳胶手套进行再生所得乳胶再生橡胶的性能。结果表明，3种活化剂均适用于乳胶再生，所得再生橡胶的性能有一定差异，如Y－3所得再生橡胶的可塑度稍小，但拉伸性能较好，Y－1和Y－2的可塑度较合适，拉伸性能稍差。

表6－14　活化剂品种对乳胶再生橡胶性能的影响

表6－15给出了Y－1活化剂的陈化时间对再生橡胶性能的影响。结果表明，陈化时间对活化剂的再生效果有一定影响。陈化2.7年，除再生橡胶的拉伸强度有所降低外，其他性能变化不大，说明Y－1活化剂品质比较稳定。

表6－15　陈化时间对乳胶再生橡胶性能的影响

由表6－16给出的活化剂用量对再生橡胶性能影响的结果看出，随着活化剂用量的增加，再生橡胶的门尼黏度下降;硫化胶的拉伸强度和扯断伸长率在再生活化剂用量为1～1.5份(以再生橡胶为100份计)时出现极大值。用量少时，废胶再生程度低，塑性小;用量太多会导致过塑炼，故强度反而下降。因此，适量的再生活化剂是必要的。

表6－16　活化剂用量对再生橡胶性能的影响

①以再生橡胶为100份计，下同。

(2)软化剂品种和用量对再生橡胶性能的影响。软化剂可使硫化橡胶的网络蓬松，从而改善再生活化剂在胶中的分布，加速氧化断链的进程，同时还可抑制凝胶化。不同软化剂因其与橡胶的相容性不同，而对再生橡胶性能产生差异，表6－17结果证明了这一论述。由结果可知，石油系重油及松焦油等软化效率较高，所得再生胶的性能较好。

表6－17　软化剂品种对再生橡胶性能的影响

由表6－18可以看出，随软化剂用量的增加，再生橡胶的门尼黏度下降，塑性增加，其硫化胶的性能在软化剂为5～15份时出现峰值。如乳胶再生橡胶不加软化剂时，其拉伸强度仅为2.5MPa，而添加5份软化剂即可使拉伸强度提高约9倍(22.5MPa)，足见软化剂在废胶再生中的重要性。软化剂用量少时，再生橡胶的门尼黏度过高，加工性能不佳;软化剂用量过多，虽然可塑度提高，但硫化后的拉伸强度和扯断伸长率均下降。因此，软化剂的用量应适度。乳胶再生时，软化剂一般为10份，胎面胶再生则为10～15份。

表6－18　软化剂用量对再生橡胶性能的影响

(3)胶粉粒径及杂质对再生橡胶性能的影响。一般认为，胶粉粒径越小(目数高)，再生活化剂的分散越均匀，再生效果越好。表6－19表明，在相同的再生条件下，胶粉粒径在16～40目范围内，对再生橡胶性能的影响不大。采用适度目数的废胶粉，既不影响再生橡胶的质量，又可降低能耗，提高产率。

胶粉的灰分来源于废胶中的无机填料或砂土等。灰分高，则再生橡胶的强度下降(表6－19)。

表6－19　胶粉目数及灰分对再生橡胶性能的影响

注　100份再生橡胶中加入活化剂1份、软化剂15份。

(4)精炼程度的影响。表6－20列出的是不同精炼时间(或次数)对再生橡胶性能的影响。结果表明，随着精炼时间的增加，再生橡胶的门尼黏度下降，可塑度增加，但硫化胶的拉伸强度有所降低。乳胶(即天然橡胶)更加明显，这可能与精炼时间延长，橡胶分子链和交联链在机械剪切力作用下断裂加剧，相对分子质量过低，硫化胶网络结构缺陷增加，强度下降有关。因此，控制适宜的精炼时间对再生橡胶的质量和节能至关重要。

表6－20　精炼程度对再生橡胶性能的影响

(5)改性剂对再生橡胶性能的影响。选用亚丁基二乙酸/含镍氧化剂聚戊二烯改性再生轮胎橡胶，并分别用开炼机和密炼机进行塑炼改性，测得的性能见表6－21。

表6－21　未改性和改性再生橡胶的性能

显而易见，采用开炼机改性，由于较大的机械应力和较低的温度，比用密炼机进行化学改性显得更有效。

由此看来，通过化学改性剂改性再生橡胶能极大地改善再生橡胶的技术性能。

第四节　再生橡胶的应用

在胶料中掺用再生橡胶，将在一定程度上降低硫化胶的物理性能。所以，制品是否可以安全地发挥再生橡胶的经济优势，要根据经验和实际试验来判断。再生橡胶和原料橡胶(天然橡胶或丁苯橡胶)比例的选择，必须符合标准要求并由成品的最终用途来决定。

1.在鞋底中的应用

鞋底胶料中使用再生橡胶是传统的做法，尽管鞋底胶料中的高苯乙烯胶的应用越来越普及，但目前再生橡胶仍被广泛地使用。

2.在胶管胶带中的应用

胶管和胶带的制造，是再生橡胶应用十分广泛的领域。对某些制品来说，例如园艺胶管，再生橡胶可能是橡胶烃的唯一来源，当可以满足质量要求时，采用这种方法不会出现问题。但是，通常的做法是向再生橡胶中添加适当新胶，以提高硫化胶的强度。

再生橡胶中游离硫的含量很低，可忽略不计。因此，可用秋兰姆进行无硫硫化，用于制备耐热胶管。下面列举蒸汽胶管内胶层的配方。

蒸汽胶管内胶层的配方:

3.在硬质胶中的应用

使用再生橡胶制作硬质胶的代表例子，是生产硬质胶蓄电池外壳胶料。此时，再生橡胶可以单独使用，也可与丁苯或天然橡胶并用。当要求好的绝缘性时，需使用优质的水油法再生橡胶。用全再生橡胶生产发动机蓄电池外壳的典型配方如下:

全再生橡胶发动机电池外壳的典型配方:

配方中使用的无机促进剂——重质焙烧氧化镁，其最高用量为3%，用它配合的胶料，在加工过程中不易焦烧。也可较多量地使用氧化钙，因为含氧化钙的胶料不易受到蓄电池中酸的侵蚀。用沥青油和煤焦油并用软化剂时，它们可同时起润滑剂的作用，从而减少模型润滑剂的需求。用陶土作主要填充剂时，它的散热作用仅次于氧化锌，可以把放热反应的影响降至最低，有助于高温快速硫化而不起泡。若添加少量新制橡胶，则可改善胶料质量。

动力型蓄电池外壳壁很薄，因此要求使用质量较好的硬质胶，多采用原料橡胶与再生橡胶并用。

4.在车胎中的应用

胎面胶里使用再生橡胶，只限用于断面较小的外胎，或虽然断面较大，但行驶速度慢的轮胎。胎面胶使用再生橡胶时，人们不得不严肃对待再生橡胶对回弹性、撕裂强度和耐疲劳性能的影响。就回弹性来看，使用再生橡胶可使这一性能显著下降。回弹性越低，滞后损失越大。滞后损失是胎面行驶过程中生热的主要原因，随着温度的上升，橡胶的所有性能都会受到影响，特别是造成撕裂强度和耐疲劳性能的下降。车辆的耗油量也因轮胎的这些能量损失而增加。

断面较大的轮胎，由于使用条件苛刻和橡胶导热性差，其行驶温度特别高，因此绝不能使用再生橡胶，否则将引起危险。飞机轮胎和载重胎等，由于对耐疲劳性能的要求，妨碍了再生橡胶的应用。此外，在小客车、摩托车车胎中使用再生橡胶会影响轮胎的耐磨性能，因此，再生橡胶只限于在翻胎胎面胶中使用。下面列举一个配方。

翻胎胎面胶的配方:

对于小规格载重车胎、小客车轮胎，可以把少量再生橡胶用于内层帘布贴胶和隔离胶。以100份新聚合物为基础，可以安全地添加60份优质再生橡胶。优质再生橡胶可用作胎圈或三角填充胶条胶料的压延操作助剂。

自行车车胎是黑色的，通常可以掺用一定比例的再生橡胶。胎面和胎体胶料都可以采用天然橡胶、丁苯橡胶和再生橡胶的并用胶，掺用比例取决于所要求的质量以及加工性能。

5.在胶黏剂中的应用

胶黏剂中所用的再生橡胶大多来自于天然橡胶，由于硫化后的再生橡胶中导入了较多的极性基团，同时产生了有利的物质结构，与天然橡胶胶黏剂相比，对橡胶与金属结合制品的粘接强度没有不利影响，同时具有良好的耐老化性能和耐热性能。

由再生橡胶制备的胶黏剂可分为两类:一类是把再生橡胶分散在水介质中;另一类是把再生橡胶分散在适宜的有机溶剂中。

再生橡胶水分散胶黏剂的制备，是把再生橡胶与所需的增塑剂、树脂、填充剂一起，放入具有Z形刀片的捏合机内捏炼，使之细分成胶体微粒，然后加入分散剂，使粒子外表面有一层可使粒子在水中保持悬浮的亲水保护层，当分散剂完全混入后，慢慢加入适量水，使相态发生变化后，稀释至适当浓度。目前，它主要用于生产带背衬针织地毯及各种不同的背衬。这类胶黏剂的一个优点是能浸润油污表面，如金属表面，并与之粘接。

而将再生橡胶分散在适宜溶剂烃、氯化烃中，并添加树脂可以得到产生具有流变性能和粘接性能的胶黏剂。这类胶黏剂的性能受到树脂种类和用量、再生胶品种、填充剂品种和用量的影响。再生橡胶通常用水油法再生橡胶。

与天然橡胶胶黏剂相比，它的优点是:价格低、粘接性能好、耐老化、固体物含量高、具有易涂刷和易挤出的特性，在垂直黏合面上不会产生流淌。但缺点是:耐溶剂性差，仅限于黑色。可用于粘接陶瓷瓦(砖)、吸音贴砖、小客车车身、小客车装饰物、地面瓷砖、毛毡屋顶、泡沫胶等。

6.在工业制品中的应用

再生橡胶可用于生产胶板、垫圈、把套及其他性能要求不十分高的工业制品。