The influence of feed rate and shear forces on the devulcanization process of ground tire rubber (GTR) conducted in a co-rotating twin screw extruder

• Autorzy: Formela K. , Cysewska M , Haponiuk J. , Stasiek A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ szybkości dozowania oraz sił ścinających na proces dewulkanizacji rozdrobnionych odpadów gumowych prowadzony przy użyciu wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The search for new ways to recycling of rubber waste has been the aim of many studies conducted by research centers and companies worldwide. The results of our investigations on the process of continuous thermomechanical devulcanization of ground tire rubber using a twin screw extruder are presented. We used a co-rotating twin screw extruder with a special configuration of plasticizing unit, enabling generation of considerable shear forces. Various properties were characterized, such as the influence of the ground tire rubber feed rate and screw speed (shear forces) on the screw torque, acetone extract, sol fraction, and the degree of devulcanization in the resulting products. The effect of a secondary vulcanization on the vulcametric curves was determined, and the mechanical properties (tensile strength, elongation at break, hardness, resilience and abrasion resistance) of the revulcanized material were studied. It has been determined that the devulcanization process depends on the values of shear force and residence time acting on ground tire rubber. The devulcanization degree increases with increasing screw speed and feed rate. The results of repeatability of continuous devulcanization process of ground tire rubber were also determined. Obtained products possess the quality comparable to that of reclaim rubber available on the market.

PL

Przedstawiono wyniki badań procesu termomechanicznej dewulkanizacji ciągłej rozdrobnionych odpadów gumowych, prowadzonej przy użyciu wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej. Zastosowano układ uplastyczniający umożliwiający generowanie znacznych sił ścinających. Scharakteryzowano wpływ szybkości dozowania miału gumowego oraz prędkości obrotowej ślimaków (sił ścinających) na moment obrotowy ślimaków, zawartość ekstraktu acetonowego, zawartość frakcji zolu oraz stopień dewulkanizacji otrzymanych produktów. Określono wpływ wtórnej wulkanizacji na krzywe wulkametryczne oraz właściwości mechaniczne otrzymanych rewulkanizatów. Zaprezentowano również wyniki badań powtarzalności procesu ciągłej dewulkanizacji miału gumowego. Otrzymane produkty charakteryzowały się jakością zbliżoną do jakości regeneratów gumowych dostępnych na rynku.

Słowa kluczowe

EN

recycling; rubber waste; devulcanization; twin screw extruder; revulcanization

PL

recykling; odpady gumowe; dewulkanizacja; wytłaczarka dwuślimakowa; rewulkanizacja

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 58, nr 11-12
• Strony: 906--912
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Formela K.

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

autor

Cysewska M

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

autor

Haponiuk J.

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

autor

Stasiek A.

• Institute for Engineering of Polymer Materials & Dyes, M. Sklodowskiej-Curie Street 55, 87-100 Torun, Poland

Bibliografia

• 1. Adhikari B., De D., Maiti S.: Prog. Polym. Sci. 2000, 25, 909.
• 2. Rajan V. V., Dierkes W. K., Joseph R., Noordermeer J.W. M.: Prog. Polym. Sci. 2006, 31, 811.
• 3. Mouri M., Sato N., Okamoto H., Matsushita M., Fukumori K., et al.: Proc. Int. Symp. Feedstock Recycl. Plast. 1999, 22, 269.
• 4. Fukumori K., Matsushita M.: R&D Review of Toyota CRDL 2003, 38, 39.
• 5. Sutanto P., Laksmana F. L., Picchioni F., Janssen L. P. B. M.: Chem. Eng. Sci. 2006, 61, 6442.
• 6. Fukumori K., Matsushita M., Okamoto H., Norio S., Suzuki Y., Takeuchi K.: JSAE Rev. 2002, 23, 259.
• 7. Fukumori K., Matsushita M., Mouri M., Okamoto H., Sato N., Takeuchi K., Suzuki Y.: Kaut. Gummi Kunstst. 2006, 59, 405.
• 8. Maridass B., Gupta B. R.: Polimery 2007, 52, 456.
• 9. Maridass B., Gupta B. R.: Polym. Test. 2004, 23, 377.
• 10. Maridass B., Gupta B. R.: Kaut. Gummi Kunstst. 2003, 56, 232.
• 11. Maridass B., Gupta B. R.: Polym. Compos. 2008, 29, 1350.
• 12. Yazdani H., Karrabi M., Ghasmi I., Azizi H., Bakhshandeh G. H.: J. Vinyl Addit. Technol. 2011, 17, 64.
• 13. Parasiewicz W., Mężyński J., Niciński K., Ostaszewska U.: Elastomery 2011, 15, 16.
• 14. Flory P. J., Rehner J.: J. Chem. Phys. 1943, 11, 512.
• 15. Baeta D. A., Zattera J. A., Oliveira M. G., Oliveira P. J.: Braz. J. Chem. Eng. 2009, 26, 23.
• 16. Marzocca A. J.: Eur. Polym. J. 2007, 43, 2682.
• 17. Formela K., Kołacka K., Stankiewicz P., Haponiuk J., Stasiek A.: „Optimization of continuous devulcanization of rubber waste” (in Polish), in: „Modification of polymers—present state and perspectives”, (Ed. Steller R.), Tempo s.c., Wrocław 2011.
• 18. Formela K., Kołacka K., Stankiewicz P., Haponiuk J., Stasiek A..: Przem. Chem. 2012, 91, 1770.
• 19. Formela K., Haponiuk J., Stankiewicz P., Stasiek A.: Przem. Chem. 2011, 90, 2175.