science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe rubberbanden smelten

Als u een rubberband in een oven plaatst, zelfs een hete band, smelt deze niet. De banden zijn gevulkaniseerd, wat betekent dat ze een proces hebben doorgemaakt dat de rubbermoleculen combineert met koolstof en andere elementen om te voorkomen dat ze oxideren of verbranden. Het is de reden waarom hete rodders "rubber kunnen verbranden" zonder iets in brand te steken. De conventionele manier om banden te recyclen is ze te bevriezen en in kleine stukjes te beuken, maar de rubberindustrie heeft een methode ontwikkeld om rubber uit banden te halen met behulp van warmte. Het proces verloopt volledig zonder zuurstof.

Het smelten van banden is als bakken met brood

Vulkaniseren betekent rubber kneden met andere ingrediënten, waaronder oliën, koolstofvullers en weekmakers, en het vervolgens verhitten op hoge temperaturen. De polymeren in het mengsel worden tijdens het proces verknoopt en daarna kunnen de links niet ongedaan worden gemaakt. Het is vergelijkbaar met de verknoping die optreedt wanneer polyurethaan opdroogt. Elke schilder weet dat als een polyurethaanlaag is uitgehard, je hem niet kunt smelten met oplosmiddelen; als je het wilt verwijderen, moet je het eraf schrapen. Een andere analogie komt uit de keuken. Nadat u meel, water en gist in brood hebt gecombineerd, kunt u die ingrediënten niet herstellen door het brood te verwarmen of in water op te lossen.

Hoe worden oude banden gerecycled?

Amerikanen verwijderen ongeveer 100 miljoen banden per jaar, wat een soort van recyclingmethode oproept om overbelasting van stortplaatsen te voorkomen. Een veel gebruikte methode is om de banden in stukken van een halve inch te hakken en de stukken te mengen met vloeibare stikstof bij een temperatuur van minus 148 graden Fahrenheit (min 100 graden Celsius). Deze procedure maakt ze bros en gemakkelijk te vermalen tot een fijn poeder met deeltjes met een gemiddelde diameter van ongeveer 180 micron. Dit proces, bekend als cryogeen slijpen, produceert een poeder dat zich gemakkelijk mengt met andere materialen, zoals asfalt, verf, plastic en nieuwe rubberbanden. Maar het verbrandt nog steeds niet.

Het Pyrolisis-proces

Hoewel je brood niet terug in meel en gist kunt veranderen, kun je een deel van de oorspronkelijke ingrediënten in banden herstellen door ze te verwarmen in een speciale oven. Het proces heet pyrolisis, en het is gebaseerd op het principe dat als je banden verwarmt zonder zuurstof, ze zullen ontleden tot het punt waarop de oorspronkelijke ingrediënten kunnen worden hersteld.

Pyrolisis wordt al 300 jaar gebruikt om cokes te verfijnen steenkool, maar het heeft nadelen. Een daarvan is dat de teruggewonnen materialen zelden zuiver zijn. Een andere is dat het een grote hoeveelheid energie vereist, en een derde is dat de oven kan exploderen als zuurstof binnenkomt.

Een Zweeds recyclingbedrijf overwint deze nadelen met een innovatieve aanpak. Het gebruikt een gesloten systeem om de introductie van zuurstof te voorkomen en recyclet de energie die nodig is voor het opstarten door nieuw rubber in de reeds verwarmde gassen te introduceren. Bij 1.112 graden Fahrenheit (600 graden Celsius) zijn de gassen heet genoeg om het nieuwe rubber bijna onmiddellijk te smelten, wat resulteert in een schonere scheiding van het gesmolten rubber van gassen en andere aggregaten.

Toepassingen voor schrootrubber

Of het nu is verkregen door cryogene vermaling of door pyrolisis, schroot bevat nog steeds onzuiverheden die het ongeschikt maken om rechtstreeks in nieuwe banden te gieten. Bandenfabrikanten gebruiken het echter vaak als een additief en gerecycled rubber is een veelgebruikt ingrediënt in met rubber bekleed asfalt, dat wordt gebruikt voor het maken van nieuwe rijwegen, trottoirs en speelpleinen. Om deze reden is het een gewilde grondstof. Bovendien kan het staal dat de banden helpt hun vorm te behouden, worden teruggewonnen en gerecycled tot nieuw staal.