( 1 昆明学院，云南昆明，650214)
( 2 云南先进弹性体产业创新研究院有限公司，云南昆明，650032)
1. 前 言
废旧轮胎裂解再资源化利用是目前解决废旧轮胎的污染与资源问题的有效途径之一。其中裂解产生固相炭渣主要成分为含炭材料重量占比达35%。若将其进一步深加工生产作为替代炭黑再利用，碳排放可比传统炭黑生产降低在80%左右减碳效果显著。据统计世界炭黑的消费量的89.5%都用于橡胶工业，而其中轮胎用炭黑占比量67.5%。传统炭黑生产是一个高能耗、高污染行业，寻找节能减碳可持续炭黑替代品是橡胶工业目前主要关注的问题。另一方面，国家能耗限额新标准GB 29449-2024《轮胎和炭黑单位产品能源消耗限额》的实施，对轮胎和炭黑的能耗提出更高要求。因此废旧轮胎裂解炭黑的利用对橡胶工业节约资源、保环境保护和减少碳排放具有现实意义。
2 . 废轮胎裂解炭黑的 利用方 向
2 . 1 橡胶 用炭黑利用方向
废旧轮胎裂解炭黑尽管其补强性能不如传统的橡胶炭黑，但可通过与橡胶配方与工艺调整应用于各种橡胶制品，实现产品经济与环保平衡。废旧轮胎裂解炭黑及其改性裂解炭黑可应用到除要求耐磨性高的胎面胶料之外的各种部件胶料中。如废旧轮胎裂解炭黑在汽车轮胎的胎体胶、胎侧、帘布胶中等量或者部分替代传统橡胶用N660炭黑。而对于一些低速轮胎，如力车轮胎、工程轮胎等则还可在各部胶料中部分替代橡胶炭黑来应用;对胶料的物理性能没有发生明显的变化。又如在输送带和胶管中用裂解炭黑部分替代配方中的N660后，其在对产品质量影响不大，可以降低生产成本。由于各种橡胶制品的性能要求与使用条件不同，在产品裂解炭黑的应用上，要从各种配合剂的搭配优选来选择和添加使用裂解炭黑。
2 . 2 色素炭黑利用方向
色素炭黑根据产品炭黑的着色能力，通常分为高色素炭黑，中色素炭黑和低色素炭黑。废旧轮胎裂解炭黑作为色素炭黑替代品主要应用于涂料、油墨和塑料黑色母中。废旧轮胎裂解炭黑着色剂的色相一般呈蓝色相，其有增强高色度视觉的优势，通过加工处理表现为良好的产品使用性和经济性。在涂料、油墨工业中废旧轮胎裂解炭黑作为色素炭黑生产黑色涂料、油墨或作调色替代传统色素炭黑使用。炭黑在塑料中作为着色剂主要是用于生产黑色塑料或用于调色，塑料黑色母粒是炭黑着色最常用形式的高浓度着色剂。废旧轮胎裂解炭黑在造纸染色、建材混凝土行业方面可作为黑色颜料用着色剂，如在种果树包装用的果袋纸中(双色面)的黑色面着色纸、混凝土着色的透水砖染色着色着色应用。
2 . 3 沥青改性 利用方向
在沥青材料中添加废旧轮胎裂解炭黑改性，对沥青的粘弹性、耐磨性及强度都会有所改善，从而提高公路路面的使用性能。与普通沥青材料相比，添加5-10%废旧轮胎裂解炭黑后的改性沥青,可抑制路面升温时的硬度下降软化，提高抗紫外线老化性能，耐龟裂性、耐疲劳性、导电性以及耐磨性都可以全面提高。又如在聚合物SBS改性沥青材料中添加废旧轮胎裂解炭黑炭黑可以提高改性沥青的停放稳定性，防止沥青的混溶停放分层，同时足可提高改性沥青的弹性回复性。改性沥青添加废旧轮胎裂解炭黑应用可克服传统炭黑改性沥青成本偏高应用受限的不足，废旧轮胎裂解炭黑是一种道路改性沥青应用中的性价比优良添加剂，经济环保性优良，值得在公路改性沥青中进行推广应用。废旧轮胎裂解裂解炭黑由于其独特的使用性能以及成本优势，作为沥青改性材料应用中具有良好的应用前景。
2 . 4 活性炭 利用方向
由于活性炭其高度的孔隙结构、大比表面积和高吸附性被广泛应用于医药、化工、废水废气处理等方面。废旧轮胎裂解炭黑裂解炭黑只要经过一定方法进行改性和活化处理，便可制成工业活性炭的替代产品。废旧轮胎裂解炭黑可采用化学、物理化学和气体活化等多种方法活化制作污水处理工业用活性炭。根据废旧轮胎裂解炭黑的基本特点，用改性活化方法处理裂解炭黑使其表面孔隙大小分布及比表面积达到工业活性炭的要求利用。如废旧轮胎裂解炭黑通过用硫酸和氢氧化钠改性处理后制备的活性炭，然后再进行碳化、活化反应制成工业活性炭，其可用于处理工业废水具有较好的处理应用效果，可以替代高价格的工业活性炭降低使用成本，实现了废旧轮胎裂解炭黑的高值化利用。
2 . 5导电炭黑 利用方向
导电炭黑是炭黑三大种类之一(即橡胶炭黑、色素炭黑及导电炭黑)，由于其独特的导电性能和良好的性价比，广泛应用于各种导电材料和防静电制品。废旧轮胎裂解炭黑由于具有赋金属的导电特性，为导电性的改变可能会起到一些积极贡献作用。废旧轮胎裂解炭黑的生产过程与材料性能与导电炭黑产品相近，可以通过对废旧轮胎裂解炭黑提纯、改性并配合适当的基材，作为导电炭黑替代品应用将成为可能的。废旧轮胎热裂解炭黑经过再加工和改性处理后，可以作为导电炭黑的替代品应用于如新能源电池、电容器和电催化剂等能源储存器件中，提高能源的循环寿命和能量度。
3利 用方向问题
废旧轮胎裂解炭黑的炭黑含量仅在80%左右，由于其颗粒聚集度高，粒径大、表面活性低，结构性低和成分复杂的特点，与传统的炭黑性能存在差异性。尽管废旧轮胎裂解炭黑有大量的各方面应用报道，但在实际应用中仍存在许多问题。综合各方面应用发展情况看，废旧轮胎裂解炭黑利用主要应集中在橡胶行业替代炭黑来加以利用为好。废旧轮胎裂解炭黑在橡胶中的利用，首先应该解决好产品质量稳定性和一致性问题。目前市场上的废旧轮胎裂解炭黑由于使用原材料、裂解工艺和炭渣精深加工方法的不同，裂解炭黑产品品质千差万别，影响下游橡胶制品企业的应用积极性。尽管废旧轮胎裂解炭黑化工标准HG/T5459-2018规定了各项技术指标，但目前市场大部分产品的指标中吸碘值、甲苯透光率和300%定伸强度都达不到标准要求。不到标原因是多方面的，根本的主要原因废旧轮胎裂解来源问题、大部分炭渣原料提供商的废旧轮胎裂解原料没有进行原料的分选择、加上各个工厂的裂解工艺各不相同，导致炭渣原料稳定性和一致性较差。其次，废旧轮胎裂解炭黑精深加工对炭渣原料必须进行严格的进料把控，并进行预处理加工(除杂、除铁)、磨粉和湿法造粒，才能生产性能优良的废旧轮胎裂解炭黑。最后，在产品应用端方面，橡胶制品企业应该提高对废旧轮胎裂解炭黑的认识，积极开展废旧轮胎裂解炭黑在橡胶制品中的应用开发，把废旧轮胎裂解炭黑这一环保材料推广应用。
4 结束语
废旧轮胎裂解炭黑作为一种可持续橡胶炭黑材料，只有在产品质量稳定性和一致性提高的基础上，才能进一步推广应用到各种橡胶制品生产中作为传统炭黑替代品。随着橡胶行业环保意识的日益增强和相关节能降碳政策法规的严格实施，废旧轮胎裂解炭黑这一可持续环保材料市场前景广阔。另外国家标准《轮胎和炭黑单位产品能源消耗限额》的实施，轮胎厂和炭黑厂对废旧轮胎裂解炭黑这一资源应该引起重视。建议废旧轮胎裂解炭黑企业重点以轻卡废轮胎为裂解炭黑生产主原料，不以再生胶挣抢载重轮胎原料，合理利用各种废旧轮胎资源，提高废旧轮胎裂解炭黑精深加工技术和产品质量，将经济、环保的废旧轮胎裂解炭黑逐步广泛应用于橡胶行业，为我国的废旧轮胎资源化利用做出应有的贡献。
个人简介：
刘玉强，男，1963年6月，研究员， 昆明学院， 主要从事 橡胶的改性、 加工 与 利用 技术 研 究工作 。
