F: Was ist Pyrolyse-Ruß?
Pyrolyse-Ruß (allgemein als Leiterplatte, Pyro-CB, oder rCB) ist der Feststoff Ruß Produkt, das durch Pyrolyse von Altreifen, Altgummi oder anderen kohlenstoffreichen Polymermaterialien gewonnen wird.
Bei der Pyrolyse (typischerweise bei 450–900 °C unter sauerstoffarmen Bedingungen) wird der ursprünglich in Reifen enthaltene Industrieruß (z. B. N330, N660 usw.) thermisch zersetzt. Das entstehende Produkt ist Ruß, dessen Oberfläche mit Pyrolyseöl, Teer, polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) und anderen organischen Verbindungen bedeckt ist, während der Aschegehalt (ZnO, SiO₂, Sulfide usw.) deutlich ansteigt – daher die Bezeichnung „Sekundärruß“.
F: Worin bestehen die Unterschiede zwischen ungebrauchtem Ruß und Pyrolyse-Ruß?
| Artikel | Reiner Ruß (VCB) | Pyrolyse-Ruß (rCB) |
|---|---|---|
| Quelle | Unvollständige Verbrennung von Erdöl/Erdgas | Nebenprodukt der Altreifenpyrolyse |
| Asche | <0,5% | 10–20% (oder sogar höher) |
| Flüchtige Stoffe | <1,5% | 3–15% (Restteer, PAK) |
| Oberfläche | 30–120 m²/g je nach Qualität | Ursprünglich ähnlich, aber aufgrund von Ablagerungen reduziert |
| Oberflächenaktivität | Hoch | Niedriger (erfordert Aktivierung nach der Behandlung) |
| PAK | Sehr niedrig | Höher (Benzo[a]pyren kann ppm-Werte erreichen) |
| Preis | 8.000–15.000 RMB/Tonne | 2.000–5.000 RMB/Tonne (6.000+ nach der Raffination) |
F: Was sind die Hauptanwendungen von rCB?
- Niedrigpreissegment: Brennstoff (Heizwert 28–32 MJ/kg), Zementofen-Mitverbrennung
- Mittlere Preisklasse: Gummifüllstoff (halbverstärkend, als Ersatz für N550/N660), Kunststoff-Masterbatches, Farb-Masterbatches
- Hochwertig (nach der Veredelung): Reifenlaufflächenmischungen, Förderbandabdeckungsgummi, Hochleistungsgummiprodukte; teilweiser Ersatz für N234, N339 usw.
F: Warum weist roher Pyrolyse-Ruß eine schlechte Verstärkungsleistung auf?
Weil:
- Die Oberfläche ist mit amorphem Kohlenstoff, Teer und PAKs bedeckt, was die Bildung von … verringert. chemisch Bindungsstellen mit Gummi.
- Ein hoher Aschegehalt (insbesondere von ZnO und SiO₂) führt zu einer lockeren Struktur und schlechter Dispergierbarkeit.
- Breit Partikelgröße Verteilung; Aggregate werden beschädigt oder wieder verklumpt.
F: Was sind die Haupt Raffinerie/Änderung Technologien für rCB?
1. Hochtemperatur-Entgasung (sekundäre Wärmebehandlung):
Ein Drehrohrofen oder eine Wirbelschicht bei 800–1100 °C entfernt Oberflächenteer und die meisten PAKs; dies ist der grundlegende Reinigungsschritt.
2. Ultrafeinschleifen + Präzision Windsichter :
Der Pyrolyse-Ruß wird mittels eines Pulverisators auf d50 = 2,5–4,5 μm und d97 ≤ 10–15 μm vermahlen. Windsichtermühleund gleichzeitig grobe Aschepartikel und Agglomerate präzise zu entfernen.
Ergebnisse:
- Die Oberfläche vergrößert sich 15–40% (z. B. von 50–60 m²/g auf 80–110 m²/g)
- Die DBP-Ölabsorption steigt 20–40 ×10⁻⁵ m³/kg
- Die Dispergierbarkeit verbessert sich deutlich; die Mooney-Viskosität sinkt. 8–15 MU
- Aschegehalt reduziert von 16% bis 11–13% (mechanische Entaschung)
3. Säurewäsche und Entaschung: HCl/H₂SO₄ entfernt ZnO, CaCO₃, etc.; der Aschegehalt kann auf <5% sinken.
4. Oxidative Modifikation: HNO₃, H₂O₂ und Ozon führen sauerstoffhaltige Gruppen ein, um die Oberflächenaktivität zu erhöhen.
5. Plasma-/Mikrowellenmodifikation: Schnelle PAK-Entfernung; hocheffizient, aber kostspielig.
6. Feuchtgranulierung + Oberfläche Beschichtung: Silan-Haftvermittler wie Si69, A-189 zur Verbesserung der Kautschukverträglichkeit.
7. Kontinuierliche Vakuumpyrolyse + Inline-Entgasung: Verbesserungen der Front-End-Prozesse.
F: Wird Pyrolyse-Ruß herkömmlichen Ruß vollständig ersetzen?
Nein – aber es wird ein wichtiges Ergänzungsmittel werden.
Von 2030:
- Weltweiter Bedarf an Ruß für Reifen ≈ 18 Millionen Tonnen
- Lieferung von recyceltem Ruß (rCB): 1,5–2 Millionen Tonnen, oder 8–11%
- Die EU-Richtlinien für „nachhaltige Reifen“ könnten dies vorschreiben 5–10% rCB-Gehalt
F: Was sind die größten Herausforderungen für die rCB-Industrie?
Obwohl rCB ökologische und ökonomische Vorteile bietet, steht die Industrialisierung noch vor Hürden:
- Leistungskonstanz:
Schwankungen im Ausgangsmaterial Altreifen führen zu instabiler Qualität (Partikelgröße, Struktur, Oberfläche). - Hoher Asche- und Schwefelgehalt:
Anorganische Rückstände (ZnO, SiO₂, Schwefelverbindungen) schränken den Einsatz in Hochleistungsanwendungen ein. - Marktakzeptanz:
Die Gummi- und Reifenindustrie benötigt lange Zertifizierungszyklen; das Marktvertrauen muss sich erst noch entwickeln.
F: Wie können normale Anwender die Qualität von rCB beurteilen?
Betrachten Sie fünf Schlüsselindikatoren (vorzugsweise durch Tests von Drittanbietern):
- Asche (550°C): ≤10% (Je niedriger, desto besser)
- Verlust beim Erhitzen (950 °C): ≤2%
- Gesamtgehalt an 16 PAK: ≤200 ppm (für Anwendungen in Reifenqualität)
- DBP-Absorption: ≥90 ×10⁻⁵ m³/kg (Struktur beibehalten)
- BET-Oberfläche: ≥80 m²/g (≥100 m²/g für hochwertige Sorten)
Pyrolyse-Ruß iEs entwickelt sich rasant von einem „Abfall-zu-Wert“-Produkt zu einem umweltfreundlichen, leistungsstarken Verstärkungsmaterial. Der Schlüssel liegt in fortschrittlicher Nachbearbeitungstechnologie und der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften. Die nächsten fünf Jahre werden eine goldene Ära für die Umstrukturierung der Branche und bahnbrechende Qualitätsverbesserungen sein.
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— Veröffentlicht von Emily Chen