Than đen nhiệt phân (còn được gọi là phục hồi muội than, rCB) là sản phẩm rắn thu được từ quá trình nhiệt phân ở nhiệt độ cao của lốp xe thải, cao su thải và các chất thải hữu cơ khác trong điều kiện không có oxy hoặc hạn chế oxy.
- Nguồn cốt lõi: Chủ yếu đến từ quá trình tái chế lốp xe. Tại các nhà máy nhiệt phân, lốp xe phế thải được đưa vào lò phản ứng kín, nơi nhiệt phân chúng thành dầu nhiên liệu, khí đốt, dây thép và nhiệt phân. muội than.
Sự khác biệt so với Carbon Black thông thường
Carbon đen thông thường: Được tạo ra bằng quá trình đốt cháy không hoàn toàn dầu mỏ hoặc khí tự nhiên. Quá trình này được kiểm soát chặt chẽ, tạo ra độ tinh khiết, cấu trúc và tính chất hóa học bề mặt đồng nhất.
Than đen nhiệt phân: Thành phần phức tạp hơn, chứa tạp chất vô cơ (kẽm, lưu huỳnh, silica, tro) và hydrocarbon còn sót lại từ phụ gia lốp xe. Hoạt tính bề mặt của nó thấp, cấu trúc không đồng đều và hiệu suất trực tiếp thấp hơn đáng kể so với than đen thông thường.
Do đó, việc sửa đổi là cần thiết trước khi rCB có thể được tái sử dụng làm chất độn gia cố trong cao su, nhựa và các ứng dụng có giá trị cao khác, đảm bảo việc sử dụng tài nguyên theo chu kỳ.
Đặc điểm hiệu suất chính của rCB
- Độ trơ bề mặt: Thiếu các nhóm chức năng hoạt động (–OH, –COOH), dẫn đến khả năng tương thích kém và liên kết yếu với các chất nền polyme.
- Hàm lượng tạp chất cao: Chứa nhiều tro (muối vô cơ, oxit kim loại), lưu huỳnh và hydrocarbon còn sót lại, làm giảm độ tinh khiết và hiệu suất của sản phẩm.
- Cấu trúc tổng hợp không đều: Thông thường có mức độ cấu trúc thấp hơn (hấp thụ DBP) so với carbon đen thông thường, dẫn đến khả năng gia cố yếu hơn.
- Rộng Kích thước hạt Phân bổ:Mặc dù có kích thước tương đương với than đen N550–N990, nhưng sự phân bố không đồng đều.
Nhìn chung, than đen nhiệt phân chưa biến tính có hiệu suất kém: gia cố yếu, khả năng phân tán kém và làm giảm các đặc tính cơ học của vật liệu composite (độ bền kéo, độ bền xé, khả năng chống mài mòn).
Phương pháp sửa đổi thông thường và tác động
Sửa đổi vật lý
- Nghiền/Xay: Sử dụng máy nghiền bi, nhà máy phản lực, v.v. để phá vỡ các cốt liệu lớn. Cải thiện khả năng phân tán, nhưng nghiền quá mức có thể làm hỏng cấu trúc cốt liệu.
- Tạo viên: Quá trình tạo hạt đùn tạo thành các hạt đồng đều, giảm bụi và cải thiện mật độ khối. Tăng khả năng gia công, nhưng không tăng hoạt tính bề mặt.
Hóa chất Sửa đổi (hiệu quả nhất và được sử dụng rộng rãi nhất)
- Quá trình oxy hóa bề mặt: Xử lý bằng chất oxy hóa (axit nitric, hydro peroxide, ozon) hoặc oxy hóa nhiệt trong không khí sẽ tạo ra các nhóm chức chứa oxy (–COOH, –OH, –C=O). Cải thiện năng lượng bề mặt, tính ưa nước và liên kết giao diện với các polyme phân cực (ví dụ: nylon). Đây là phương pháp chính thống và tiết kiệm chi phí.
- Sửa đổi ghép: Ghép các polyme hoặc chất kết dính đặc hiệu (ví dụ: silane KH-550, TESPT) lên bề mặt rCB để điều chỉnh khả năng tương thích với một số nền tảng nhất định. Tăng cường đáng kể khả năng liên kết với cao su silicon hoặc hợp chất lốp xe.
- Bề mặt Lớp phủ:Lớp phủ bằng nhựa, chất hoạt động bề mặt hoặc polyme có trọng lượng phân tử thấp giúp cải thiện khả năng phân tán và khả năng xử lý, mặc dù lớp phủ có thể bị phân hủy trong quá trình xử lý.
Triển vọng tương lai
- Công nghệ xanh và chi phí thấp: Phát triển các quy trình thân thiện với môi trường (ví dụ, xử lý plasma, biến đổi sinh học) đồng thời giảm chi phí.
- Ứng dụng có giá trị cao: Sửa đổi sâu (ví dụ, than hóa) để nâng cấp rCB từ chất độn cao su thành vật liệu chức năng (ví dụ, điện cực pin, chất hấp phụ).
- Chuẩn hóa và xử lý thông minh: Thiết lập các tiêu chuẩn phát hiện và đánh giá nhanh chóng cho các nguồn rCB khác nhau, kết hợp với AI để tối ưu hóa các thông số sửa đổi nhằm xử lý chính xác.
Biến đổi là bước quan trọng trong việc chuyển đổi rCB từ “chất thải” thành “tài nguyên”. Thông qua đổi mới liên tục, không chỉ có thể giảm thiểu ô nhiễm đen mà còn có thể thúc đẩy mục tiêu kinh tế tuần hoàn và trung hòa carbon.
Bột Epic
Với hơn 20 năm kinh nghiệm trong công nghệ nghiền và biến đổi siêu mịn, Bột Epic cung cấp các giải pháp tiên tiến cho quy trình xử lý rCB. Bằng cách tích hợp nghiền, phân loại và biến tính bề mặt, Epic Powder giúp chuyển đổi than đen nhiệt phân thành vật liệu chức năng có giá trị cao, cho phép tái chế bền vững và góp phần vào một tương lai xanh hơn.