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液氮深冷處理設備用于低溫粉碎制備膠粉
日期：2025-12-09 02:13
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摘要：
液氮深冷處理設備是低溫粉碎制備橡膠膠粉的理想設備。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的副產品，有被利用的需要。另外，液氮無色、無味、無毒、不存在環境污染，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冷處理粉碎和無預冷處理粉碎。
一、低溫粉碎制備橡膠膠粉工藝的應用
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。
膠粉的應用概括起來可分為兩大領域：一是直接成型或與新橡膠并用做成產品，這屬于橡膠工業范疇；二是在非橡膠工業的廣闊領域中應用。現在全球范圍內越來越多的廠商采用膠粉替代原生材料，不僅有益于環境保護，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、填料及復合材料被廣泛的用于輪胎、膠管、膠帶、膠鞋、橡膠工業制品（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公路應用也很廣。用膠粉改性瀝青鋪設的公路在很多發達國家入加拿大、美國、比利時、法國、荷蘭等國均有應用。中國也有些省市入江西、湖北、廣州、北京等地，相繼鋪設了實驗路段。實踐證明，用膠粉改性的瀝青鋪設的公路可以減少路面龜裂和軟化，路面不易結冰和打滑，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，低溫粉碎已經實現了工業化，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。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”表現出“溫脆性”。
橡膠的結晶態多發生在低溫或處于拉伸狀態下。在通常情況下，橡膠都處于非結晶態。通過制冷介質將橡膠冷凍到玻璃化溫度以下時，橡膠分子鏈會處于凍結狀態，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到常溫時發生相互粘連，粉碎后的橡膠粉末中應添加一定量的隔離劑，或對粉末粒子進行表面涂敷。
三、低溫粉碎制備橡膠膠粉工藝發展及現狀
近年來，世界經濟發達國家在廢橡膠回收利用技術上的重大突破是制造不同細度的膠粉，以取代再生膠,廣泛應用于交通、建筑、橡膠制品及運動場地的鋪裝等領域。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％，而膠粉生產占59％，目前已淘汰再生膠生產。日本在70年代后期膠粉產量所占比例已達到37％，80年代超過65％，是保留再生膠產量比例（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，至20世紀90年代初其膠粉產量已超過35萬噸。其主要原因是膠粉生產流程簡化，與制造再生膠相比，節約大量設備、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，生產環境有明顯改善，而且膠粉硫化后性能優于再生膠，為橡膠制品行業降低產品成本、提高效益創造了有利條件。目前，就國內外膠粉應用情況來看，新的應用領域不斷開發，膠粉的應用價值已由橡膠的代用材料，液氮深冷處理設備走向工業填料和建材塑料工業的增韌改性材料用途趨于廣闊。
