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液氮深冷處理設(shè)備用于低溫粉碎制備膠粉
日期：2025-08-01 09:03
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摘要：
液氮深冷處理設(shè)備是低溫粉碎制備橡膠膠粉的理想設(shè)備。液氮的沸點為－196℃，很容易獲得理想的低溫效果。同時液氮是制氣工業(yè)的副產(chǎn)品，有被利用的需要。另外，液氮無色、無味、無毒、不存在環(huán)境污染，因此是橡膠及很多物料冷凍粉碎較理想的制冷劑。液氮粉碎有兩種方式，一種是廢胎經(jīng)分割切塊后進行冷凍粉碎；一種是直接將整胎冷凍粉碎。在液氮利用形式也分為預(yù)冷處理粉碎和無預(yù)冷處理粉碎。
一、低溫粉碎制備橡膠膠粉工藝的應(yīng)用
冷凍粉碎是伴隨著低溫工藝的問世而逐漸被人們認識并發(fā)展的。1927年，美國的一家公司提出了干冰為制冷劑粉碎橡膠、糊狀物、粘性物的方法。其做法是將被粉物料與干冰混合在一起，投入球磨機或削磨機進行粉碎。
膠粉的應(yīng)用概括起來可分為兩大領(lǐng)域：一是直接成型或與新橡膠并用做成產(chǎn)品，這屬于橡膠工業(yè)范疇；二是在非橡膠工業(yè)的廣闊領(lǐng)域中應(yīng)用。現(xiàn)在全球范圍內(nèi)越來越多的廠商采用膠粉替代原生材料，不僅有益于環(huán)境保護，而且更重要的是因為使用膠粉能夠有效的降低成本、提高性能，得到其它材料得不到的效果。它可以作為橡膠、填料及復(fù)合材料被廣泛的用于輪胎、膠管、膠帶、膠鞋、橡膠工業(yè)制品（再生膠）、電線、電纜及建筑物材料等。膠粉還可以和塑料并用，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨脂等，以提高性能，降低成本。
用膠粉對瀝青進行改性鋪設(shè)公路應(yīng)用也很廣。用膠粉改性瀝青鋪設(shè)的公路在很多發(fā)達國家入加拿大、美國、比利時、法國、荷蘭等國均有應(yīng)用。中國也有些省市入江西、湖北、廣州、北京等地，相繼鋪設(shè)了實驗路段。實踐證明，用膠粉改性的瀝青鋪設(shè)的公路可以減少路面龜裂和軟化，路面不易結(jié)冰和打滑，提高了行駛**性，還可以提高路面壽命，比一般的瀝青路面的使用壽命至少提高了一倍。
二、低溫粉碎原理
低溫粉碎是利用某些材料在低溫條件下的冷脆特性進行粉碎，可以得到較細的顆粒，在低溫條件下粉碎物料，可以保持物料的品性，價值提高。在國外，低溫粉碎已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)化，利用液氮或天然氣的冷量，粉碎廢舊輪胎，得到精細冷凍膠粉。用制冷劑將需要粉碎的物料快速冷凍到冷脆溫度以下，隨后將冷凍物料送入粉碎裝置中進行粉碎。利用低溫粉碎可以粉碎常溫下難以粉碎的物料，如橡膠、熱塑性塑料。粉碎熱敏性物料，防止粉碎時變質(zhì)。粉碎后的制品成型好，堆比重大，流動性好。隨著溫度的降低，橡膠塑料等物質(zhì)的抗拉強度、硬度、壓縮強度會增高，而其沖擊韌性、延伸率降低，材料從常溫降到低溫，由“軟”變“硬”表現(xiàn)出“溫脆性”。
橡膠的結(jié)晶態(tài)多發(fā)生在低溫或處于拉伸狀態(tài)下。在通常情況下，橡膠都處于非結(jié)晶態(tài)。通過制冷介質(zhì)將橡膠冷凍到玻璃化溫度以下時，橡膠分子鏈會處于凍結(jié)狀態(tài)，橡膠失去彈性，變得同普通玻璃一樣脆。在玻璃化溫度以下粉碎橡膠就像常溫下粉碎玻璃、石子一樣方便，而且可把橡膠粉碎地很細。為防止冷凍粉碎所得的橡膠粉末恢復(fù)到常溫時發(fā)生相互粘連，粉碎后的橡膠粉末中應(yīng)添加一定量的隔離劑，或?qū)Ψ勰┝Ｗ舆M行表面涂敷。
三、低溫粉碎制備橡膠膠粉工藝發(fā)展及現(xiàn)狀
近年來，世界經(jīng)濟發(fā)達國家在廢橡膠回收利用技術(shù)上的重大突破是制造不同細度的膠粉，以取代再生膠,廣泛應(yīng)用于交通、建筑、橡膠制品及運動場地的鋪裝等領(lǐng)域。20世紀80年代以來，美國、德國、荷蘭、瑞典、日本、澳大利亞、加拿大等國都相繼建立了一批廢橡膠膠粉公司，其生產(chǎn)能力已大大超過再生膠。如美國，1990年再生膠占41％，而膠粉生產(chǎn)占59％，目前已淘汰再生膠生產(chǎn)。日本在70年代后期膠粉產(chǎn)量所占比例已達到37％，80年代超過65％，是保留再生膠產(chǎn)量比例（35％）較多的國家。俄羅斯從1982年開始逐步將廢橡膠全部用于膠粉生產(chǎn)，至20世紀90年代初其膠粉產(chǎn)量已超過35萬噸。其主要原因是膠粉生產(chǎn)流程簡化，與制造再生膠相比，節(jié)約大量設(shè)備、廠房、動力和人力，不用軟化劑、活化劑等化工原材料，也不存在廢水、廢氣、粉塵的污染，生產(chǎn)環(huán)境有明顯改善，而且膠粉硫化后性能優(yōu)于再生膠，為橡膠制品行業(yè)降低產(chǎn)品成本、提高效益創(chuàng)造了有利條件。目前，就國內(nèi)外膠粉應(yīng)用情況來看，新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷開發(fā)，膠粉的應(yīng)用價值已由橡膠的代用材料，液氮深冷處理設(shè)備走向工業(yè)填料和建材塑料工業(yè)的增韌改性材料用途趨于廣闊。
