Efficiency of thermomechanical reclaiming of ground tire rubber conducted in counter-rotating and co-rotating twin screw extruder

• Autorzy: Formela K. , Cysewska M

Warianty tytułu

PL

Efektywność procesów termomechanicznej regeneracji miału gumowego, prowadzonych w przeciwbieżnej lub współbieżnej wytłaczarce dwuślimakowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this article the results of research on a continuous thermomechanical reclaiming process of ground tire rubber (GTR) conducted in a twin screw extruder are presented. The effects of the rotation direction (co-rotating/counter-rotating), design of co-rotating plasticizing units and the rotational speed of the screws on the extruder working parameters, sol fraction and the degree of reclaiming in the obtained products were described. The influence of secondary vulcanization on cure characteristics as well as mechanical properties of revulcanizates, and blends of reclaimed rubber and styrene-butadiene rubber (SBR) were determined. Based on the obtained results, it was concluded that the application of counter-rotating plasticizing system (i.e. screw profile A), consisting mainly of transport elements with different pitch, increases the time during which ground tire rubber is exposed to the barrel temperature. The use of co-rotating plasticizing system, equipped with kneading elements and characterized by constant pitch, causes that the retention time of ground tire rubber in the extruder barrel is much shorter. In the case of co-rotating plasticizing system, it is also higher shear forces (then in counter-rotating screw configuration), besides temperature, acts on ground tire rubber, and converts mechanical energy into heat. Testing of styrene-butadiene rubber-ground tire rubber/reclaimed ground tire rubber (SBR-GTR/dGTR) compounds confirmed that the reclaiming process has positive influence on properties of obtained products.

PL

Badano proces termomechanicznej regeneracji ciągłej miału gumowego, prowadzony przy użyciu wytłaczarki dwuślimakowej. Scharakteryzowano wpływ kierunku obrotów ślimaków (przeciwbieżny/współbieżny), konstrukcji współbieżnego układu uplastyczniającego oraz prędkości obrotowej ślimaków na przebieg procesu regeneracji, zawartość frakcji zolowej, stopień regeneracji uzyskanych produktów. Określono wpływ wtórnej wulkanizacji otrzymanych regeneratów na przebieg krzywych wulkametrycznych oraz właściwości mechaniczne rewulkanizatów oraz mieszanin otrzymanego regeneratu gumowego z kauczukiem butadienowo-styrenowym. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że zastosowanie przeciwbieżnego układu uplastyczniającego (ślimak A), zawierającego głównie elementy transportowe o różnym skoku, wydłuża czas oddziaływania temperatury cylindra na miał gumowy. Wykorzystanie do regeneracji termomechanicznej współbieżnego układu uplastyczniającego, zawierającego elementy rozcierające oraz elementy transportowe o stałym skoku, znacznie skraca czas przebywania miału gumowego w cylindrze wytłaczarki. W przypadku współbieżnego układu uplastyczniającego na miał gumowy, oprócz temperatury cylindra, oddziaływają również siły ścinające, w wyniku których energia mechaniczna jest zamieniana w energię cieplną. Badania mieszanin kauczuku butadienowo-styrenowego z miałem gumowym oraz regeneratem gumowym (SBR-GTR/dGTR) potwierdziły korzystny wpływ procesu regeneracji na właściwości otrzymanych produktów.

Słowa kluczowe

EN

material recycling; ground tire rubber; reclaiming; twin screw extruder; screw configuration

PL

recykling materiałowy; odpady gumowe; regeneracja; wytłaczarka dwuślimakowa; konfiguracja ślimaków

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 59, nr 3
• Strony: 231--238
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys.

Twórcy

autor

Formela K.

• Gdansk University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of Polymers Technology, G. Narutowicza Street 11/12, 80-233 Gdansk, Poland

autor

Cysewska M

• Gdansk University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of Polymers Technology, G. Narutowicza Street 11/12, 80-233 Gdansk, Poland

Bibliografia

• [1] Sienkiewicz M., Kuciñska-Lipka J., Janik H., Balas A.:Waste Manage. 2012, 32, 1742, DOI: 10.1016/j.wasman.2012.05.010
• [2] Amari T., Themelis N.J., Wernik I.K.: Resour. Pol. 1999, 25, 179, DOI: 10.1016/S0301-4207(99)00025-2
• [3] De S.K., Isayev A.I., Khait K.: Rubber Recycling 2005, CRC Press.
• [4] Adhikari B., De D., Maiti S.: Prog. Polym. Sci. 2000, 25, 909, DOI: 10.1016/S0079-6700(00)00020-4
• [5] Rajan V.V., Dierkes W.K., Joseph R., Noordermeer J.W.M.: Prog. Polym. Sci. 2006, 31, 811, DOI: 10.1016/j.progpolymsci. 2006.08.003
• [6] EP Pat. 0887372 (1998).
• [7] Fukumori K., Matsushita M.: R&D Review of Toyota CRDL 2003, 38, 39.
• [8] Si H., Chen T., Zhang Y.: J. Appl. Polym. Sci. 2012, 128, 2307, DOI: 10.1002/app.38170
• [9] Yazdani H., Ghasmi I., Karrabi M., Azizi H., Bakhshandeh G.H.: J. Vinyl Add. Techn. 2013, 19, 65, DOI:10.1002/vnl.20322
• [10] Formela K., Cysewska M., Haponiuk J., Stasiek A.: Przem. Chem. 2012, 91, 2398.
• [11] Formela K., Haponiuk J., Stankiewicz P., Stasiek A.: Przem. Chem. 2011, 90, 2175.
• [12] Maridass B., Gupta B.R.: Polimery 2007, 52, 456.
• [13] Maridass B., Gupta B.R.: Polymer Test. 2004, 23, 377, DOI:10.1016/j.polymertesting.2003.10.005
• [14] Maridass B., Gupta B.R.: Kaut. Gummi Kunstst. 2003, 56, 232.
• [15] Maridass B., Gupta B.R.: Polym. Compos. 2008, 29, 1350,DOI: 10.1002/pc.20379
• [16] Flory P.J., Rehner J.: J. Chem. Phys. 1943, 11, 512, DOI:10.1063/1.1723791
• [17] Baeta D.A., Zattera J.A., Oliveira M.G., Oliveira P.J.: Braz. J. Chem. Eng. 2009, 26, 23, DOI: 10.1590/S0104-66322009000100003
• [18] Marzocca A.J.: Eur. Polym J. 2007, 43, 2682, DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2007.02.034
• [19] Formela K., Bogucki M., Stasiek A., Cysewska M., Haponiuk J.: Przem. Chem. 2013, 92, 342.
• [20] Horikx M.M.: J. Polym. Sci. 1956, 19, 445, DOI: 10.1002/pol.1956.120199305
• [21] Kim S.W., Park H.Y., Lim J.C., Jeon I.R., Seo K.H.: J. Appl. Polym. Sci. 2007, 105, 2396, DOI: 10.1002/app.26279
• [22] Gibala D., Hamed G.R.: Rubber Chem. Tech. 1994, 67, 636, DOI: 10.5254/1.3538699
• [23] Gibala D., Laohapisitpanich K., Thomas D., Hamed G.R.: Rubber Chem. Tech. 1996, 69, 115, DOI: 10.5254/1.3538351
• [24] De D., De D.: Polym. Eng. Sci. 2007, 47, 1091, DOI: 10.1002/pen.20790
• [25] De D., Das A., De D., Dey B., Debnath S.C., Roy B.C.: Eur. Polym. J. 2006, 42, 917, DOI: 10.1016/j.eurpolymj. 2005.10.003
• [26] De D., De D.: Mater. Sci. Appl. 2011, 2, 486, DOI: 10.4236/msa.2011.25066
• [27] Formela K., Kołacka K., Stankiewicz P., Haponiuk J., Stasiek A.: Przem. Chem. 2012, 91, 1767.
• [28] Grigoryeva O., Fainleib A., Tolstov A., Starostenko O., Lievena E., Karger-Kocsis J.: J. Appl. Polym.Sci. 2005, 95, 659, DOI: 10.1002/app.21177
• [29] Zhang X., Lu C., Liang M.: J. Polymer Res. 2009, 16, 411, DOI: 10.1007/s10965-008-9243-x
• [30] Formela K., Stankiewicz P., Kołacka K., Piszczyk £., Haponiuk J.: Przem. Chem. 2012, 91, 1762.