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液氮深冷处理设备用于低温粉碎制备胶粉

    液氮深冷处理设备是低温粉碎制备橡胶胶粉的理想设备。液氮的沸点为-196℃,很容易获得理想的低温效果。同时液氮是制气工业的副产品,有被利用的需要。另外,液氮无色、无味、无毒、不存在环境污染,因此是橡胶及很多物料冷冻粉碎较理想的制冷剂。液氮粉碎有两种方式,一种是废胎经分割切块后进行冷冻粉碎;一种是直接将整胎冷冻粉碎。在液氮利用形式也分为预冷处理粉碎和无预冷处理粉碎。
一、低温粉碎制备橡胶胶粉工艺的应用
   冷冻粉碎是伴随着低温工艺的问世而逐渐被人们认识并发展的。1927年,美国的一家公司提出了干冰为制冷剂粉碎橡胶、糊状物、粘性物的方法。其做法是将被粉物料与干冰混合在一起,投入球磨机或削磨机进行粉碎。
胶粉的应用概括起来可分为两大领域:一是直接成型或与新橡胶并用做成产品,这属于橡胶工业范畴;二是在非橡胶工业的广阔领域中应用。现在全球范围内越来越多的厂商采用胶粉替代原生材料,不仅有益于环境保护,而且更重要的是因为使用胶粉能够有效的降低成本、提高性能,得到其它材料得不到的效果。它可以作为橡胶、填料及复合材料被广泛的用于轮胎、胶管、胶带、胶鞋、橡胶工业制品(再生胶)、电线、电缆及建筑物材料等。胶粉还可以和塑料并用,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨脂等,以提高性能,降低成本。
    用胶粉对沥青进行改性铺设公路应用也很广。用胶粉改性沥青铺设的公路在很多发达国家入加拿大、美国、比利时、法国、荷兰等国均有应用。中国也有些省市入江西、湖北、广州、北京等地,相继铺设了实验路段。实践证明,用胶粉改性的沥青铺设的公路可以减少路面龟裂和软化,路面不易结冰和打滑,提高了行驶安全性,还可以提高路面寿命,比一般的沥青路面的使用寿命至少提高了一倍。
二、低温粉碎原理
    低温粉碎是利用某些材料在低温条件下的冷脆特性进行粉碎,可以得到较细的颗粒,在低温条件下粉碎物料,可以保持物料的品性,价值提高。在国外,低温粉碎已经实现了工业化,利用液氮或天然气的冷量,粉碎废旧轮胎,得到精细冷冻胶粉。用制冷剂将需要粉碎的物料快速冷冻到冷脆温度以下,随后将冷冻物料送入粉碎装置中进行粉碎。利用低温粉碎可以粉碎常温下难以粉碎的物料,如橡胶、热塑性塑料。粉碎热敏性物料,防止粉碎时变质。粉碎后的制品成型好,堆比重大,流动性好。随着温度的降低,橡胶塑料等物质的抗拉强度、硬度、压缩强度会增高,而其冲击韧性、延伸率降低,材料从常温降到低温,由“软”变“硬”表现出“温脆性”。
    橡胶的结晶态多发生在低温或处于拉伸状态下。在通常情况下,橡胶都处于非结晶态。通过制冷介质将橡胶冷冻到玻璃化温度以下时,橡胶分子链会处于冻结状态,橡胶失去弹性,变得同普通玻璃一样脆。在玻璃化温度以下粉碎橡胶就像常温下粉碎玻璃、石子一样方便,而且可把橡胶粉碎地很细。为防止冷冻粉碎所得的橡胶粉末恢复到常温时发生相互粘连,粉碎后的橡胶粉末中应添加一定量的隔离剂,或对粉末粒子进行表面涂敷。
  三、低温粉碎制备橡胶胶粉工艺发展及现状
    近年来,世界经济发达国家在废橡胶回收利用技术上的重大突破是制造不同细度的胶粉,以取代再生胶,广泛应用于交通、建筑、橡胶制品及运动场地的铺装等领域。20世纪80年代以来,美国、德国、荷兰、瑞典、日本、澳大利亚、加拿大等国都相继建立了一批废橡胶胶粉公司,其生产能力已大大超过再生胶。如美国,1990年再生胶占41%,而胶粉生产占59%,目前已淘汰再生胶生产。日本在70年代后期胶粉产量所占比例已达到37%,80年代超过65%,是保留再生胶产量比例(35%)较多的国家。俄罗斯从1982年开始逐步将废橡胶全部用于胶粉生产,至20世纪90年代初其胶粉产量已超过35万吨。其主要原因是胶粉生产流程简化,与制造再生胶相比,节约大量设备、厂房、动力和人力,不用软化剂、活化剂等化工原材料,也不存在废水、废气、粉尘的污染,生产环境有明显改善,而且胶粉硫化后性能优于再生胶,为橡胶制品行业降低产品成本、提高效益创造了有利条件。目前,就国内外胶粉应用情况来看,新的应用领域不断开发,胶粉的应用价值已由橡胶的代用材料,液氮深冷处理设备走向工业填料和建材塑料工业的增韧改性材料用途趋于广阔。 
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