橡胶工业的节能途径
□  北京橡胶工业研究设计院  谢忠麟

    橡胶行业是能耗较大的行业，平均生产1kg橡胶需消耗电量2kW·h，1条标准轮胎要消耗1t蒸汽。在我国能
源供应紧张的环境下，橡胶工业的发展存在潜在危机，因此必须按照国务院《关于加强节能工作的通知》的精神，
认真抓好节能工作。
  　有关提高锅炉燃烧效率、加强蒸汽和电的使用和管理以及在橡胶机械设计和改造方面的节能措施，许多企业都
有不少先进经验，本文仅就材料和工艺方面的节能措施做一综述。

1．混炼排胶标准的判断
    炼胶（混炼）是橡胶加工过程中能耗较大的工序，混炼最终效果的判断(即“排胶标准”)，不仅直接与胶料性
能有关，也与能耗有关。
  　目前混炼排胶标准的判断主要采用在线控制方法，包括时间控制方法(“时控”)和能量控制方法(“能控”)。
大、中型企业多采取“能控”法，中小型企业仍然沿用传统的“时控”法。“时控”法炼胶效率较低，能量浪费严
重，胶料质量不稳定。而“能控”法是以混炼过程中消耗的能量为重要参数来控制混炼的全过程，混炼的分散效果
不受设备型号、规格和作业条件的影响。“能控”混炼平均能缩短混炼周期33%，大大减小胶料门尼粘度波动，可
节能5%～36%。
  　采用微机控制密炼机主机电流变化中的“拐点”加上适当控制延时的控制系统来作为排胶依据，与传统的“时
控”和“能控”相比，混炼胶的质量有明显提高，并有明显的节电、节水效果。此外，“瞬时功率控制法”和“密
炼机控制的智能化”是更为先进的混炼控制方法，比如应用密炼机控制的智能化可提高混炼效率10%～20%，降低
能耗5%～10%。

2．合理的生胶门尼粘度
    长期以来，我国橡胶制品企业有追求胶料高拉伸强度的习惯，因此对高门尼粘度的生胶塑/混炼能耗大的问题
多有忽视。如热聚合硬丁腈胶（如NBR2707）门尼粘度很高，有时需要进行二段或三段塑炼才能混炼，消耗大量能
量。因此，要从性能、工艺(包括能耗)和成本综合考虑，采用合理的生胶门尼粘度。

3．热水循环温控代替强制冷却
    在密炼机、冷喂挤出机和压延机中，采用热水循环温控装置代替传统的强制冷却方法，对提高产品质量、生产
效率以及节能都有显著效果。实验表明，在相同条件下，采用47℃的循环热水要比使用26℃的冷却水的密炼机混
炼周期缩短了25%，扣除其他热源的能耗，实际节电12%、节水80%以上。而冷喂挤出机的能耗视挤出胶料配方而
异，一般节电10%～30%。

4．使用加工助剂
    近年来，不少品种的加工助剂已在国内广泛应用，加工助剂可以改善胶料的加工性能，同时改善填料的分散性，
并缩短混炼时间，从而降低能耗。
    ①塑解剂(化学增塑剂)　　长期以来，我国橡胶企业在天然橡胶塑炼时加入促进剂M或DM，既作促进剂，又
作塑解剂，以缩短塑炼周期、提高胶料的可塑度。20世纪80年代以来，真正意义的塑解剂逐步得到推广应用，国
产品也陆续上市。美国氰胺公司的劈通22(2，2′-二苯甲酰胺二苯基二硫化物)、国产塑解剂P、12-Ⅰ、日本川口
公司Pepticantl0和大内公司的NoctizerSK等低毒性、无污染，增塑效率高，使用0.1质量份就可缩短1/3天然
橡胶塑炼时间，节能效果明显。
    ②物理增塑剂　　子午胎进入大规模生产后，物理增塑剂得到广泛应用，例如国产增塑剂A(相当于德国莱茵
公司的Aktiplast、Aktiplast T，德国十拿公司的struktol A60、ASOL等)、Z-211和Z-210E、胶易素-78等，这
些物理增塑剂一般是脂肪酸金属皂(例如锌皂)的混合物，均有内润滑作用，降低了混炼所需的剪切力，降低生胶和
胶料的门尼粘度，缩短塑炼周期，从而达到节能的效果。
    ③均匀剂  均匀剂是由不同极性的低分子量聚合树脂混合而成，它可以促进不同分子量、不同粘度和不同极性
的聚合物快速混合，提高共混胶的均匀性，缩短混炼时间，降低能耗。常用的均匀剂有德国十拿公司的struktol 40MS
和60NS等。
    ④分散剂　　分散剂一般是脂肪酸及其衍生物的混合物，可以使填料快速分散，改善加工性能，同样也可以缩
短混炼周期，降低能耗。常用的分散剂有十拿公司的struktol WB212、莱茵公司的莱茵散Aflex 42和国产F-42
等。

5．疏水阀的选用
    橡胶制品硫化是消耗能源最多的工序，该工序中疏水阀的选用很重要,如果疏水阀的质量差，为了保持硫化设
备(硫化罐、平板硫化机等)恒温，不得不排放冷凝水，致使大量蒸汽随之跑掉。
  　疏水阀的种类有许多，应慎重选用，倒吊桶式疏水阀的工作原理可靠，是高效节能疏水阀。同时，还要管理好
疏水阀，在每个单元疏水阀前设置检漏感应器和多点电子监视器或者多点巡回报警仪，监控疏水阀的泄漏，充分发
挥其节汽节能的优势。

6．硫化热源
    传统的橡胶制品硫化设备使用的热载体主要是蒸汽和电，目前已开发了一些新的加热介质，节能效果良好。
    ①导热油  国内已有许多橡胶制品使用导热油作平板硫化机的热载体，最近又开始在硫化罐中应用，此外在难
燃输送带的生产线上也得到应用。
    导热油在封闭的管道内强制循环具有热量损失很小、温控精度高(±1.5℃)、热效率高、节能效果好等优势。
在大中型平板硫化机进行的节能实验表明，导热油循环加热比蒸汽加热可节能60%以上，生产效率可提高17%～20%。
　　采用高温高压动态脱硫技术生产再生胶、使用导热油作动态脱硫罐的热载体，比传统的水油法，每生产1t再
生胶可节电150～200kW·h、节水40～50t、节汽0.5 t，并缩短2/3的脱硫时间，能耗降低20%以上。
    ②远红外线  远红外线技术主要用于再生胶脱硫。与传统的水油法脱硫相比，远红外线脱硫可节电21%、节约
蒸汽90%以上；远红外线直热式脱硫比导热油式脱硫节电达58%；远红外卧式硫化罐则比直接蒸汽硫化罐节能40%
以上。
    ③惰性气体硫化  近年，轮胎行业使用了新的硫化工艺——惰性气体硫化，即用蒸汽/氮气混合气体作为硫化
介质，对轮胎进行硫化的工艺方法，又称为“氮气硫化”法。此法与蒸汽/热水硫化系统相比，可使轮胎硫化周期
缩短18%，能耗降低50%～80%，硫化胶囊寿命提高25%～100%。

7．使用热塑性弹性体
    由于热塑性弹性体(TPE)无需炼胶和硫化，只要将TPE的粒料通过注射、挤出或吹塑便可直接生产出制品，可
以节省大量能源。世界上已开发出许多种热塑性弹性体，我国目前主要用于橡胶制品的有SBS、热塑性乙丙橡胶、
热塑性聚氨酯弹性体 (TPU)，也使用一定数量的聚酯热塑性弹性体、SEBS等。

8.使用免二段硫化的材料
    某些特种橡胶，如硅橡胶、氟橡胶、氯醚橡胶和丙烯酸酯橡胶等，一般需要进行二段硫化，如果能免去二段硫
化，则可以节省电耗。目前市场上已有免二段硫化的硅橡胶混炼胶出售，例如美国道康宁公司的Silastic NPC80
和NPC40、Silastic NPC980和940等。
    另外，使用某些硫化剂，如TCY(2，4，6-三巯基均三嗪)可以使氯醚橡胶和丙酸酯橡胶不必进行二段硫化，并
且其硫化胶的压缩永久变形可达到使用要求。