Pyrolyse-Ruß (auch bekannt als wiederhergestellt Ruß, rCB) ist ein festes Produkt, das durch Hochtemperaturpyrolyse von Altreifen, Altgummi und anderen organischen Abfällen unter sauerstofffreien oder sauerstoffarmen Bedingungen gewonnen wird.
- Kernquelle: Stammt hauptsächlich aus dem Reifenrecycling. In Pyrolyseanlagen werden Altreifen in einen geschlossenen Reaktor geleitet, wo sie durch Erhitzen in Heizöl, Brenngas, Stahldraht und Pyrolyse zerlegt werden. Ruß.
Unterschied zu herkömmlichem Ruß
Herkömmlicher Ruß: Hergestellt durch unvollständige Verbrennung von Erdöl oder Erdgas. Der Prozess ist kontrolliert und führt zu gleichmäßiger Reinheit, Struktur und Oberflächenchemie.
Pyrolyse-Ruß: Die Zusammensetzung ist komplexer und enthält anorganische Verunreinigungen (Zink, Schwefel, Kieselsäure, Asche) und Restkohlenwasserstoffe aus Reifenzusätzen. Die Oberflächenaktivität ist gering, die Struktur unregelmäßig und die direkte Leistung deutlich geringer als bei herkömmlichem Ruß.
Daher ist eine Modifikation unerlässlich, bevor rCB als verstärkender Füllstoff in Gummi, Kunststoffen und anderen hochwertigen Anwendungen wiederverwendet werden kann, wodurch eine Kreislaufwirtschaft der Ressourcen sichergestellt wird.
Wichtige Leistungsmerkmale von rCB
- Oberflächenträgheit: Es fehlen aktive funktionelle Gruppen (–OH, –COOH), was zu geringer Kompatibilität und schwacher Bindung mit Polymermatrizen führt.
- Hoher Verunreinigungsgehalt: Enthält erhebliche Mengen Asche (anorganische Salze, Metalloxide), Schwefel und Kohlenwasserstoffrückstände, die die Reinheit und Leistung des Produkts verringern.
- Unregelmäßige Aggregatstruktur: Weist typischerweise einen geringeren Strukturgrad (DBP-Absorption) auf als herkömmlicher Ruß, was zu einer schwächeren Verstärkung führt.
- Breit Partikelgröße Verteilung: Obwohl die Größe mit N550–N990-Ruß vergleichbar ist, ist die Verteilung ungleichmäßig.
Insgesamt weist nicht modifizierter Pyrolyse-Ruß eine schlechte Leistung auf: schwache Verstärkung, schlechte Dispergierbarkeit und Verringerung der mechanischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs (Zugfestigkeit, Reißfestigkeit, Verschleißfestigkeit).
Konventionelle Modifikationsmethoden und -effekte
Physikalische Modifikation
- Schleifen/Fräsen: Verwenden Kugelmühlen, Strahlmühlenusw., um große Aggregate aufzubrechen. Verbessert die Dispergierbarkeit, übermäßiges Mahlen kann jedoch die Aggregatstruktur beschädigen.
- Pelletieren: Durch Extrusionsgranulation entstehen gleichmäßige Partikel, Staub wird reduziert und die Schüttdichte verbessert. Verbessert die Verarbeitbarkeit, jedoch nicht die Oberflächenaktivität.
Chemisch Änderung (am effektivsten und am weitesten verbreitet)
- Oberflächenoxidation: Durch die Behandlung mit Oxidationsmitteln (Salpetersäure, Wasserstoffperoxid, Ozon) oder thermische Oxidation an der Luft werden sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen (–COOH, –OH, –C=O) eingeführt. Dies verbessert die Oberflächenenergie, Hydrophilie und Grenzflächenbindung mit polaren Polymeren (z. B. Nylon). Dies ist der gängige und kostengünstige Ansatz.
- Pfropfmodifikation: Aufbringen spezifischer Polymere oder Haftvermittler (z. B. Silan KH-550, TESPT) auf rCB-Oberflächen, um die Kompatibilität mit bestimmten Matrizen anzupassen. Verbessert die Bindung mit Silikonkautschuk oder Reifenmischungen erheblich.
- Oberfläche Beschichtung: Eine Beschichtung mit Harzen, Tensiden oder niedermolekularen Polymeren verbessert die Dispergierbarkeit und Verarbeitbarkeit, allerdings kann es bei der Verarbeitung zu einer Verschlechterung der Beschichtungen kommen.
Zukunftsaussichten
- Grüne und kostengünstige Technologien: Entwicklung umweltfreundlicher Prozesse (z. B. Plasmabehandlung, Biomodifikation) bei gleichzeitiger Kostensenkung.
- Hochwertige Anwendungen: Tiefgreifende Modifikation (z. B. Graphitierung), um rCB vom Gummifüllstoff zum Funktionsmaterial (z. B. Batterieelektroden, Adsorbentien) aufzuwerten.
- Standardisierung und intelligente Verarbeitung: Festlegung von Standards für die schnelle Erkennung und Auswertung verschiedener rCB-Quellen, kombiniert mit KI zur Optimierung der Modifikationsparameter für eine präzise Behandlung.
Die Modifikation ist der entscheidende Schritt bei der Umwandlung von rCB von „Abfall“ in „Ressource“. Durch kontinuierliche Innovation kann nicht nur die schwarze Verschmutzung reduziert, sondern auch die Ziele der Kreislaufwirtschaft und der CO2-Neutralität vorangetrieben werden.
Episches Pulver
Mit über 20 Jahren Erfahrung in der Feinstmahlung und Modifizierungstechnologie Episches Pulver bietet fortschrittliche Lösungen für die rCB-Verarbeitung. Durch die Integration von Mahlen, Klassifizieren und Oberflächenmodifizieren trägt Epic Powder dazu bei, Pyrolyse-Ruß in hochwertige Funktionsmaterialien umzuwandeln, was nachhaltiges Recycling ermöglicht und zu einer grüneren Zukunft beiträgt.