Производство наноструктурного модификатора битумов при переработке автомобильных покрышек

Производство наноструктурного модификатора битумов при переработке автомобильных покрышек

Автор: Красновских М.П., Чудинов С.Ю., Слюсарь Н.Н., Пугин К.Г., Вайсман Я.И.

Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild

Рубрика: Применение нанотехнологий и наноматериалов в строительстве

Статья в выпуске: 6 т.14, 2022 года.

Бесплатный доступ

Введение. Инновационными наносвязующими для устройства асфальтобетонных покрытий являются полимерно-битумные вяжущие. Введение полимерного модификатора улучшает характеристики битума и асфальтобетона. Применение резины отработанных покрышек для модификации битума считалось экологически чистым решением, но ограничено вследствие плохой совместимости резины с битумом. Для преодоления этого ограничения известны различные методы, основанные на активации поверхности резины, диспергировании резины до наноразмерных частиц и термохимических превращениях резины до индивидуальных органических соединений. Методы и материалы. Предложено использовать метод совместного с кислородсодержащим маслом пиролиза резины под давлением для преобразования в наноструктурный модификатор битумов. Полученный продукт исследован методами термогравиметрии, ЯМР-спектроскопии, хроматомасспек-трометрии, сканирующей электронной микроскопии и растворимости в толуоле. Результаты и обсуждение. Установлено, что резина при совместном пиролизе подвергается девулканизации, крекингу и диспергированию до наноразмерных частиц, в результате чего продукт оказывается совместимым с битумом. Термохимическую переработку автомобильных покрышек можно рассматривать как перспективный метод производства наноструктурного модификатора битумов. Заключение. Использование термохимической обработки под давлением резины отработанных покрышек в присутствии кислородсодержащего масла позволяет получить наноструктурированный продукт, совместимый с битумом для дальнейшего использования полученного модификатора в производстве асфальтобетона

Еще

Наноструктурный модификатор, битум, автомобильные покрышки

Короткий адрес: https://sciup.org/142236278

IDR: 142236278   |   DOI: 10.15828/2075-8545-2022-14-6-501-509

Список литературы Производство наноструктурного модификатора битумов при переработке автомобильных покрышек

  • Евдокимова Н.Г., Лунева Н.Н., Егорова Н.А., Махмутова А.Р., Байгузина Ю.А., Имангулова Э.А. К выбору технологии производства полимерно-битумных вяжущих как инновационных наносвязующих для устройства асфальтобетонных покрытий // Нанотехнологии в строительстве. 2018. Т. 10, № 5. 20–37. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2018-10-5-20-37
  • Боев Е.В., Исламутдинова А.А., Аминова Э.К. Получение закрепителя для гидроизоляционных дорожных битумов // Нанотехнологии в строительстве. 2021. Т. 13, № 5. 319–327. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2021-13-5-319-327
  • Czajczyńska D., Krzyżyńska R., Jouhara H., Spencer N. Use of pyrolytic gas from waste tire as a fuel: A review. Energy. 2017; 134: 1121–1131. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.05.042
  • Sienkiewicz M., Kucinska-Lipka J., Janik H., Balas A. Progress in used tyres management in the European Union: A review. Waste Management. 2012; 32(10): 1742–1751. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2012.05.010
  • Hejna A., Korol J., Przybysz-Romatowska M., Zedler Ł., Chmielnicki B., Formela K. Waste tire rubber as low-cost and environmentally-friendly modifier in thermoset polymers – A review. Waste Management. 2020; 108: 106–118. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.04.032
  • Li J., Chen Z., Xiao F., Amirkhanian S. N. Surface activation of scrap tire crumb rubber to improve compatibility of rubberized asphalt. Resources, Conservation and Recycling. 2021; 169: 105518. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.105518
  • Bressi S., Fiorentini N., Huang J., Losa M. Crumb Rubber Modifier in Road Asphalt Pavements: State of the Art and Statistics. Coatings. 2019; 9(6): 384. https://doi.org/10.3390/coatings9060384
  • López-Moro F. J., Moro M. C., Hernández-Olivares F., Witoszek-Schultz B., Alonso-Fernández M. Microscopic analysis of the interaction between crumb rubber and bitumen in asphalt mixtures using the dry process. Construction and Building Materials. 2013; 48: 691–699. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.07.041
  • Гордеева И.В., Наумова Ю.А., Дударева Т.В., Красоткина И.А., Никольский В.Г. Композиционный модификатор асфальтобетонов, получаемый методом высокотемпературного сдвигового соизмельчения шинной резины и СБС-термоэластомера // Тонкие химические технологии. 2018. Т. 13. № 5. С. 38–48. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-5-38-48
  • Соколов М.В., Николюкин М.М, Полянский С.Н. Повышение степени экологической безопасности предприятий резиновой промышленности // Записки Горного института. 2013. Т. 203. С. 233–236.
  • Татнефть и MOL начали строительство установки по производству резиномодифицированного битума на ТАНЕКО – https://neftegaz.ru/news/neftechim/687779-tatneft-i-mol-nachali-stroitelstvo-ustanovki-po-proizvodstvurezinomodifitsirovannogo-bituma-na-tane/ (дата обращения 16.11.2022).
  • Phiri M.M., Phiri M.J., Formela K., Wang S., Hlangothi S.P. Grafting and reactive extrusion technologies for compatibilization of ground tire rubber composites: Compounding, properties, and applications. Journal of Cleaner Production. 2022; 369: 133084. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.133084
  • Zedler Ł., Klein M., Saeb M. R., Colom X., Cañavate J., Formela K. Synergistic Effects of Bitumen Plasticization and Microwave Treatment on Short-Term Devulcanization of Ground Tire Rubber. Polymers. 2018; 10(11): 1265. https://doi.org/10.3390/polym10111265
  • Archibong F. N., Sanusi O. M., Médéric P., Aït Hocine N. An overview on the recycling of waste ground tyre rubbers in thermoplastic matrices: Effect of added fillers. Resources, Conservation and Recycling. 2021; 175: 105894. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.105894
  • Simon-Stőger L., Varga C. PE-contaminated industrial waste ground tire rubber: How to transform a handicapped resource to a valuable one. Waste Management. 2021; 119: 111–121. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.09.037
  • Aoudia K., Azem S., Aït Hocine N., Gratton M., Pettarin V., Seghar S. Recycling of waste tire rubber: Microwave devulcanization and incorporation in a thermoset resin. Waste Management. 2017; 60: 471–481. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.10.051
  • Asaro L., Gratton M., Seghar S., Aït Hocine N. Recycling of rubber wastes by devulcanization. Resources, Conservation and Recycling. 2018; 133: 250–262. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2018.02.016
  • Ketov A., Korotaev V., Sliusar N., Bosnic V., Krasnovskikh M., Gorbunov A. Baseline Data of Low-Density Polyethylene Continuous Pyrolysis for Liquid Fuel Manufacture. Recycling. 2022; 7: 2. https://doi.org/10.3390/recycling7010002
  • Мурузина Е.В. Оценка совместимости нефтяных битумов с термоэластомерами // Вестник МГСУ. 2010. № 3. С. 63–68.
  • Helal E., Sherif El-Badawy, Alaa G., Zaki S.I. Evaluation of asphalt enhanced with locally made nanomaterials. Nanotehnologii v stroitel’stve = Nanotechnologies in Construction. 2016; 8(4): 42–67. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2016-8-4-42-67
  • Li H., Jiang X., Cui H., Wang F., Zhang X., Yang L., Wang C. Investigation on the co-pyrolysis of waste rubber/plastics blended with a stalk additive. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2015; 115: 37–42. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2015.07.004
  • Lu W., Guo Y., Zhang B. Co-deoxy-liquefaction of willow leaves and waste tires for high-caloric fuel production. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2018; 35: 327-339. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2018.08.020
  • Wang Y., Dai L., Fan L., Duan D., Liu Y., Ruan R., Yu Z., Liu Y., Jiang, L. Microwave-assisted catalytic fast copyrolysis of bamboo sawdust and waste tire for bio-oil production. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2017; 123: 224–228. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2016.11.025
  • Rolland A., Sarda A., Colomines G., Madec Y., Queffelec C., Farcas F., Chailleux E., Leroy E. Biobased bitumen analogue formation during hydrothermal treatment of microalgae residues, part 2: Influence of residence time on reaction products. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2020; 152: 104940. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2020.104940
  • Ahmad N., Abnisa F., Wan Daud W. M. A. Synthesis of valuable intermediate products from natural rubber under supercritical alcohol conditions. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2019; 139: 196-204. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2019.02.004
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp