1随着对人文环境和环保的重视，废橡胶资源的利用和开发愈来愈受到世界各国的重视。据悉全世界每年产生的废橡胶量至少在1 200万t以上，其中60 %～70 %为废轮胎。2000年全球报废的轮胎估计有8亿条之多，仅美国就有2. 5亿条，约合240万t.再加上其他生产过程中产生的边角废料和废制品，1年也有约45～50万t.

　　2001年我国废旧轮胎产生量约为4 000～5 000万条。而同期我国每年消耗生胶约230万t ，其中约45 %需要依赖进口。因此，如何有效的利用这些废橡胶，是关系到节省资源和能源，防止公害污染的一个重要问题。而把废橡胶加工成胶粉正是废橡胶利用的有效方法。在国外，从20世纪80年代末起欧美主要工业国家就开始停止通用型再生胶的生产，转为将废橡胶直接加工成不同细度的胶粉接利用。

　　2胶粉的生产方法

　　胶粉的生产方法主要有3种：常温粉碎法、低温粉碎法和湿法粉碎法。另外，许多新的粉碎方法仍在不断研究开发之中。如臭氧粉碎法、高压爆破法、高温超速粉碎、助剂浸混粉碎和高压射击粉碎等。1是各种生产胶粉的方法及产品目数和使用装备。

　　1胶粉的生产方法

　　2. 1常温粉碎法

　　常温粉碎法一般是指在常温或略高于常温的温度下通过机械作用粉碎橡胶制成胶粉的一种粉碎法。其粉碎原理是通过机械剪切力的作用对橡胶进行挤压、碾磨、剪切和撕拉从而将其切断和压碎的。因此，由常温粉碎法生产的胶粉，其表面凹凸不平、呈毛刺状态。这种胶粉与冷冻胶粉相比，具有较大表面积，故有利于进行活化改性，同时将其配合在新胶料中与基质橡胶的结合力大。常温粉碎法目前主要有3种形式即辊压法、齿盘法和螺杆挤出法。

　　辊压法主要有粗碎和细碎2个工序，一般采用双沟辊粗碎，双光辊和光辊细碎。常温辊压法就生产总量来说是我国废橡胶粉碎的主要方法。

　　但与国外相比，国外的粗碎机一般都比国内设备大，生产效率高。其速比一般可以达到1∶3 ，而我国最大才达到1∶1. 91.国外的细碎机功率大，速比更高，转速更快。辊压法的最大缺点是能耗大、效率低。急需改进。

　　齿盘法是使用一种齿盘粉碎机即作粗碎又用作细碎的胶粉生产方法。这种设备有上下两个带齿的圆盘组成，废橡胶由上部中央的供料口加入，下盘回转，废橡胶在齿间被磨碎排出，改变上下盘间距，可以调节磨碎和剪切作用。其加料粒度为6～10 mm ，出粉粒度在1 mm以下。德国CONDVX公司还开发了一种销钉式磨盘粉碎机，胶粉粒度更细，生产效率更高。

　　螺杆挤出法是一种较新型的粉碎方法。有单螺杆和双螺杆挤出粉碎以及螺杆偏心挤出粉碎等。胶粉细度可达0. 05～0. 5 mm.由美国伊利诺伊理工学院聚合物科学与工程中心研制的固相剪切挤出粉碎技术（SSSE）。就是用一台单螺杆挤出机进行粉碎的。其工艺过程是在加料段和压缩段将机筒温度加热到135℃，在粉碎段则通过通冷却水将温度控制在40℃。在加入直径为1. 5～6. 0 mm的胶粒的情况下，可生产出141 um的胶粉。德国BERSTORFF公司开发出了一种双螺杆挤出机，其型号为ME90X23D.该机投入胶块尺寸要求为20～70 mm ，出粉粒度50～100 um的占5 %～10 % ，100～500 um占75 %～80 %.

　　年生产能力可达2 000 t.由俄罗斯聚合物制品实验厂发明的螺杆偏心挤压粉碎机，可将20～30 mm的胶块加工成200～500 um的胶粉（占81. 5 %以上）。其工艺过程大致为：将20～30 mm的胶料经皮带运输机送入主机，在粉碎机的螺旋区中挤压施以0. 2～0. 7兆帕的压力，然后在粉碎机的偏心区中。将物料加热至80～120℃，并通过0. 2～50兆帕的压力和增至0. 03～5 NΠmm 2的剪切力的共同作用将物料粉碎，然后冷却至15～60℃，并进行筛分分级包装。

　　2. 2低温粉碎法

　　低温粉碎法是通过制冷介质使橡胶冷冻到玻璃化温度以下，在低温下进行粉碎的一种有效的制备胶粉的方法。在国外一般是液氮冷冻粉碎法。其工艺过程是以液氮为致冷剂，当致冷温度在- 320 F（ - 196℃）以下时。橡胶处于脆化的玻璃态，再用锤磨粉碎机等进行粉碎，所得胶粉粒径为47～200目。使用液氮致冷的粉碎方法有美国的UCC粉碎法、日本关西环境开发株式会社粉碎法、乌克兰LN2冷冻粉碎技术、和德国WHG集团HOGER公司发明的豪格旋风粉碎机冷冻粉碎法等。我国青岛绿叶橡胶有限公司和深圳机电技术研究所也合作开发出了LY型液氮冷冻法，可生产80～200目的胶粉。另外浙江丰利粉碎设备有限公司与浙江大学也联合开发出了DFJ超低温胶粉生产粉碎机。也是使用液氮致冷。鉴于液氮冷冻成本偏高，而冷冻液的排放还受到环保限制。因此冷冻粉碎法在我国的工业化生产还须进一步研究。同时，国内还开发了压缩空气冷冻胶粉生产技术，其原理是利用空气的压缩与膨胀制冷，可获得- 120℃左右的低温。这种方法进料胶粒粒度为2～4 mm ，生产的胶粉的粒度为60～120目。这种方法与液氮冷冻粉碎法相比不仅成本较低，而且节能。每千克胶粉耗电量仅为0. 75 kWh- 1.

　　我国的609研究所已开发出这项技术并在南京飞利宁深冷工程公司建成工业化空气膨胀制冷精细胶粉生产线。其它如北京航空航天大学、西安交通大学和中科院低温实验中心等也开发了这项技术。虽然由冷冻粉碎法生产的胶粉，粒径小，表面光滑，受热氧化程度低，但生产成本高，因此主要用于高性能制品中。

　　2. 3湿法粉碎法

　　湿法或溶液粉碎法是一种在溶剂或溶液等介质中对废橡胶进行粉碎生产胶粉的方法。该法主要采用的粉碎设备是磨盘式胶体研磨机。其粉碎过程分三个步骤。第1步是废旧橡胶的初碎，采用常温粉碎法进行；第2步是用化学药剂或水对胶粉进行预处理，预处理有3种方式：即使用脂肪酸和碱预处理；使用极性溶液介质进行预处理；使用过量水预处理胶粉。第3步是将预处理的胶粉投入一个或多个磨盘式胶体研磨机中进行研磨粉碎，并经除碱、除溶剂和脱水干燥等处理后，即得超细胶粉。用该法生产超微细胶粉过程中胶粉的温度应严格控制在100℃以下，以防止橡胶分解和某些合成胶的高分量化现象。其中适量水预处理生产胶粉较适宜工业生产，但工艺复杂、生产效率低、产品成本高，推广困难，仅在高档制品和一些有特殊要求的材料中使用。

　　2. 4臭氧粉碎法

　　该法是将废轮胎整体置于一密封装置中，通入超高浓度臭氧（O3） ，O3浓度是空气中O3浓度的1万倍，加工60 min以后，启动密封装置内配置的10 kW动力机械，使轮胎骨架材料与硫化橡胶分离，并进行橡胶粉碎，可得到粒径分布较宽的粉末橡胶。该装置每吨胶耗电仅为60kWh ，较之滚筒粉碎法节能约85 %.

　　2. 5高压爆破粉碎法

　　该法是将轮胎整体放于一高压容器中，施以500个大气压的压力，利用高压使橡胶和骨架材料分离，骨架材料和橡胶可进行分离回收。该方法单位能耗每吨胶粉约60～70 kWh.所产胶粉部分粒径为10～16目，占32 %左右，最大粒径为2～4目。该方法可作为超细胶粉生产的前期配置。

　　2. 6高压射击粉碎法及其它粉碎方法

　　用高压水枪，以245 MP以上高压水流和直径1～2 mm的喷嘴连续射击废橡胶，从而使废橡胶粉碎。所生产的胶粉最大细度可达0. 4 mm ，一般为5～10 mm的胶屑。这种方法省去了通常机械粉碎工艺所需的各种设备，简化了生产工艺，降低了加工过程的能耗。助剂浸混粉碎是常温与实体相结合的方法。其特点是先将由传统法制得的粗胶粉和胶粒浸上易于催化塑解的化学药剂使之改性。然后以常温粉碎设备进行细碎。高温超速粉碎则是以高温和超速机械对橡胶进行粉碎。把粗胶粉在180～200℃的温度下，以每秒50 s的速度进行高温超速机械粉碎，能制取0. 07ε以上的超细胶粉。

　　3胶粉的应用

　　废橡胶利用胶粉化是当今世界的主要趋势。

　　20世纪80年代末期，欧美主要工业国家开始停止通用型再生胶的生产转为生产不同细度的胶粉。目前，美国的再生胶产量占41 % ，胶粉占59 %；西欧几乎100 %为胶粉；日本的再生胶占35 % ，胶粉占65 %；原苏联则从1982年开始逐步将废橡胶全部用于胶粉生产。而我国目前胶粉的产量仅为5万t ，约占5 %.废旧橡胶粉的应用范围是相当广泛的，除了用于传统的橡胶行业，还广泛用于各非橡胶行业。

　　3. 1轮胎及其它橡胶制品的填料

　　在各类橡胶制品中掺用胶粉，不仅可以降低含胶率，节约生胶，降低生产成本，而且能改善胶料的工艺性能。在轮胎胎面胶中添加5份粒径为0. 85 mm的胶粉以制造载重汽车轮胎和乘用汽车轮胎，与未添加胶粉的轮胎相比，载重轮胎行驶里程提高了24 % ，乘用汽车轮胎行驶里程提高了8. 3 %.精细胶粉用于高速乘用子午线轮胎胎面胶中，掺用60分和90分均能达到英国903PartA10乘用车胎面胶标准，动态性能优良，仅屈挠龟裂次数有所减少。另外，在胶带、胶管、胶鞋及工业橡胶制品中掺入胶粉作填料可以提高制品的耐屈挠龟裂和抗裂口增长性能。

　　3. 2路面铺装材料

　　将胶粉与其它铺装材料混合一起用于高速公路、飞机场、运动场等路面铺装。能明显改善铺装路面的质量并延长其使用寿命。用胶粉和沥青等混合材料铺装的高速公路有平稳、舒适、噪音低等优点。铺装的飞机跑道可以增加跑道的弹性和耐摩擦性。美国政府已规定国家铺装公路必须使用一定比例的轮胎胶粉，其铺设的橡胶改性沥青公路已达1. 1万公里。用胶粉与聚氨酯混合材料铺装的运动场，由于弹性的提高，既可以起到保护运动员的作用，又可以提高运动成绩。目前国际田联田径比赛场地均系塑胶跑道。一个田径比赛用的综合运动场要消耗数千条废轮胎胶粉。1.

　　63公里的路面就可以消耗掉1万条轮胎。在国外，将胶粉用于路面铺装材料，已成为胶粉的最主要的用途之一。“十五”期间我国还要建设“五纵七横”。因此，如果胶粉用于公路铺设，在我国将光明无限。

　　3. 3直接成型生产片材

　　胶粉与热塑性树脂在高温下混合，可生产出各种用途的片材。如机器垫、路基垫、缓冲垫等各种垫片以及挡泥板、吸音材料等。以聚乙烯与胶粉混合制成的片材具有抗拉、高弹、便于加工等特点，是制作汽车、机车等各种罩壳和减震制品的理想材料。另外可用废橡胶粉制成彩色弹性地砖。

　　该产品具有防滑、减震、耐磨、抗静电、不反光、耐水防火等特点。此外，废橡胶粉还可用于生产改性沥青嵌缝油膏、屋顶防水片材、沥青防水涂料等。

　　3. 4胶粉的改性利用

　　将胶粉进行活化改性，不但可以大幅度提高其在橡胶制品中的掺用量，而确可以改善工艺性能，降低生产成本。经过活化改性的胶粉可以代替生胶使用；可以掺入聚氨酯材料而对其性能影响不大；可以用于塑料的增韧；可以加入热固性树脂中提高其弹性和抗冲击性；也可与热塑性性塑料通过反应增容共混制备热塑性弹性体。

　　4结论

　　废旧橡胶制成胶粉是一种合理利用废旧橡胶的方法，对保护环境、节约资源起着举足轻重的作用。胶粉的各种生产方法中，常温粉碎法由于其在技术经济上无法比拟的优势，无论现在还是将来仍将占据主导地位。低温粉碎法和湿法粉碎法只能作为其有益的补充。胶粉的应用方面，打通公路应用是关键，另外还要大力拓宽胶粉在活化改性利用等领域的应用。我国的胶粉工业即前景广阔又任重道远。让我们为发展中国的废橡胶利用产业而共同努力。