Спосіб девулканізації гуми

1. Спосіб девулканізації гуми, що включає стадії: - підготування вулканізованої гуми, що містить сірку з утвореними сіркою поперечними зв’язками; і - контактування вулканізованої гуми з рідким скипидаром з утворенням реакційної суміші, в якій зазначений рідкий скипидар присутній у кількості, достатній для того, щоб рідкий скипидар розривав від 54 до 100 % зазначених поперечних зв’язків і зменшував зазначений вміст сірки вказаної вулканізованої гуми. 2. Спосіб згідно з п. 1, у якому зазначений рідкий скипидар вибирають із групи, що включає природний скипидар, синтетичний скипидар, хвойне масло, альфа-пінен, бета-пінен, альфа-терпінеол, бета-терпінеол, 3-карен, анетол, дипентен (парамента-1,8-дієн), терпенові смоли, нопол, пінан, камфен, пара-кумол, анізальдегід, гідропероксид 2-пінану, 3,7-диметил-1,6-октадієн, ізоборнілацетат, терпінгідрат, оцимен, 2-пінанол, дигідромірценол, ізоборнеол, альфа-терпінеол, алооцимен, алооцименові спирти, гераніол, 2-метокси-2,6диметил-7,8-епоксіоктан, камфору, пара-ментан-8ол, альфа-терпенілацетат, цитраль, цитронелол, 7-метоксидигідроцитронелаль, 10камфорсульфонову кислоту, пара-ментен, ацетат пара-ментан-8-ілу, цитронелаль, 7гідроксидигідроцитронелаль, ментол, ментон, їхні полімери, а також їх суміші. 3. Спосіб згідно з п. 1, у якому зазначений рідкий скипидар вибирають із групи, що включає природний скипидар, синтетичний скипидар, хвойне мас 2 (19) 1 3 96779 4 зазначеним рідким скипидаром у накопичувальній ємності. 16. Спосіб згідно з п. 14, у якому контактування зазначеної вулканізованої гуми із зазначеним рідким скипидаром здійснюють протягом періоду часу, достатнього для того, щоб викликати попередньо заданий ступінь девулканізації. 17. Спосіб згідно з п. 1, у якому контактування зазначеної гуми із зазначеним рідким скипидаром здійснюють при температурі, що становить менше приблизно 180 °С. 18. Спосіб згідно з п. 1, у якому контактування зазначеної гуми із зазначеним рідким скипидаром здійснюють при температурі, що становить менше приблизно 100 °С. 19. Спосіб згідно з п. 1, що додатково включає подачу енергії, вибраної із групи, що включає термічну енергію, що перевищує приблизно 250 °С, 5 тиск, що перевищує приблизно 4x10 Паскалів (4 атм), мікрохвильову енергію, ультразвукову енергію, механічні сили зрушення і їх комбінації. 20. Спосіб згідно з п. 19, у якому зазначену подачу енергії здійснюють до здійснення зазначеного процесу девулканізації. 21. Спосіб згідно з п. 19, у якому зазначену подачу енергії здійснюють після здійснення зазначеного процесу девулканізації. 22. Спосіб згідно з п. 1, що додатково включає використання каталізатора девулканізації у зазначеній реакційній суміші під час здійснення зазначеного контактування. 23. Спосіб згідно з п. 1, що додатково включає контактування зазначеної реакційної суміші під час здійснення процесу девулканізації із сполукою, вибраною із групи, що включає діоксид вуглецю, оксиди металів, інгібітори сірчаних радикалів, Nтрет-бутил-2-бензотіазолсульфенамід, цинкмеркаптобензотіазол, 2-меркаптобензотіазол, тетраметилтіураммоносульфід і їх суміші. 24. Спосіб згідно з п. 1, що додатково включає використання термофільних мікроорганізмів разом із зазначеною реакційною сумішшю у процесі зазначеного контактування. 25. Спосіб згідно з п. 1, у якому під час зазначеного контактування утворені сіркою поперечні зв’язки, розірвані зазначеним рідким скипидаром, складають від 75 до 100 % утворених сіркою поперечних зв’язків, що містилися спочатку в зазначеній вулканізованій гумі. Даний винахід відноситься у цілому до композицій і способів девулканізації гуми. Доведено, що утилізація за допомогою девулканізації використаних або відбракованих покришок і інших виробів з гуми, які майже завжди виготовлені з вулканізованого каучуку, являє собою винятково складну проблему. Причиною, яка викликає цю проблему, служить той факт, що при вулканізації полімери або еластомери у складі каучуку зшивають із використанням сірки. Одержані зшиті каучуки або еластомери отвердівають під дією підвищеної температури, це запобігає можливості плавлення або перетворення в інші продукти, наприклад, термопластичні полімери або метали. Існує невідкладна потреба в утилізації використаних або відбракованих покришок у неотвердіваючій, або девулканізованій формі, оскільки сировиною для виробництва різноманітних видів синтетичних каучуків і полімерів є викопні палива, наприклад, нафта, природний газ і вугілля. Вони також служать джерелами енергії для виробництва й транспортування природного каучуку. Розроблено різноманітні способи девулканізації з метою виділення каучуку з використаних або відбракованих покришок та інших продуктів, виготовлених з гуми, і що включають отвердіваючий, або вулканізований, каучук або еластомер. Регенерований каучук можна піддати спільному отвердіванню або спільній вулканізації зі свіжоприготовленим каучуком з метою одержання нових покришок або інших продуктів з каучуку, якщо можна здійснити великомасштабний процес девулканізації без розкладання каучуку й при відносно низьких витратах. Проте, дотепер жоден зі способів девулканізації не виявився досить вигідним з комерційної точки зору для застосування у вели кому масштабі. Відбувається це тому, що кожний зі способів девулканізації, розроблений дотепер, вимагає збитково високих витрат на розробку й функціонування; більше того, кожний зі способів надзвичайно складно масштабувати й регулювати, і/або надзвичайно складно виділяти й очищати девулканізований каучук високої якості при мінімальному його розкладанні, що викликано однією або більше з перерахованих нижче причин: (1) функціонування при надзвичайно високому тиску; (2) функціонування при дуже високій температурі; (3) необхідність застосування винятково високих зусиль зрушення; (4) необхідність застосування дорогих реакторів і механічних пристроїв, наприклад, екструдерів і високошвидкісних валкових дробарок; (5) необхідність у подачі спеціальних видів енергії, наприклад, ультразвукового або мікрохвильового опромінення; (6) необхідність піддавати обробці суміш, або композицію, двох або більше реагентів, каталізаторів і/або промоторів, які часто є високотоксичними; (7) незвичайно довгі часи, що вимагаються навіть для часткової девулканізації отвердіваючого каучуку або еластомеру; (8) девулканізація відбувається тільки на поверхні гумової крихти, яка піддається регенерації. Всі типові або добре відомі способи девулканізації, розроблені дотепер, мають один або більше із цих восьми основних недоліків, вони коротко описані нижче. У патенті US 4 104 205 описаний спосіб девулканізації вулканізованого сіркою еластомеру, що містить полярні групи. У цьому способі застосовують регульовану дозу мікрохвильової енергії, складову від 915 до 2450 Мгц і від 41 до 177 ватгодин на фунт, яка достатня для руйнування практично всіх зв'язків вуглець-сірка й сірка-сірка, але недостатня для руйнування істотної кількості зв'я 5 зків вуглець-вуглець. У патенті US 5 284 625 описаний спосіб безперервного впливу ультразвукового опромінення на вулканізований еластомер або каучук, з метою руйнування зв'язків вуглець-сірка, сірка-сірка й, якщо це потрібно, зв'язків вуглець-вуглець у вулканізованому еластомері. Повідомляється, що при впливі певних рівнів ультразвукового опромінення певної амплітуди, необов'язково при одночасному впливі тиску й нагрівання, вулканізований еластомер або каучук можна зруйнувати. Під впливом описаного способу каучук стає м'яким, що дозволяє піддавати його повторній обробці й надавати форму способами, аналогічними тим, які застосовують для каучуку або еластомеру, що не були піддані попередньому отвердіванню. У патенті US 5 602 186 описаний спосіб девулканізації отвердіваючого каучуку за допомогою десульфінування. Спосіб включає наступні стадії: (1) контактування крихти з вулканізованого каучуку з розчинником і лужним металом з одержанням реакційної суміші; (2) нагрівання реакційної суміші під час відсутності кисню й при перемішуванні при температурі, достатній для того, щоб протікала реакція лужного металу із сіркою у вулканізованому каучуку; (3) підтримка температури нижче такої, при якій можливе протікання реакції термічного крекінгу каучуку, при цьому відбувається девулканізація каучукового вулканізату. У зазначеному патенті показано, що переважно регулювати температуру так, щоб вона була нижче приблизно 300°С, або нижче температури початку термічного крекінгу каучуку. У патенті US 5 891 926 описаний спосіб девулканізації отвердіваючого каучуку у девулканізований каучук, який можна повторно змішати й вулканізувати у корисні каучукові продукти, і виділення девулканізованого каучуку з отвердіваючого каучуку. Зазначений спосіб включає наступні стадії: (1) нагрівання вулканізованого каучуку до температури, що становить від приблизно 150 до приблизно 300°C при тиску, що становить, щонайменше, при6 близно 3,4х10 Паскалей (34,0 атмосфери), у 2бутанолі з метою девулканізації вулканізованого каучуку у девулканізований з одержанням суміші твердого вулканізованого каучуку, твердого девулканізованого каучуку й розчину девулканізованого каучуку у 2-бутанолі; (2) відділення розчину девулканізованого каучуку від твердого вулканізованого каучуку й твердого девулканізованого каучуку; (3) охолодження розчину девулканізованого каучуку у 2-бутанолі до температури, що становить менш приблизно 100°С; і (4) відділення девулканізованого каучуку від 2-бутанолу. У патенті US 6 380 269 описаний спосіб девулканізації поверхні регенеруючої каучукової крихти з одержанням девулканізованої поверхні регенеруючої каучукової крихти, яка годиться для того, щоб піддати її повторному компаундуванню й повторній вулканізації з одержанням каучукових продуктів з високими споживчими властивостями. Зазначений спосіб включає наступні стадії: (1) нагрівання регенеруючої каучукової крихти до температури, що становить від приблизно 150 до приблизно 300°C при тиску, що становить, 96779 6 6 щонайменше, приблизно 3,4х10 Паскалей (34,0 атм) у присутності 2-бутанолу, з метою девулканізації поверхні каучукової крихти, у такий спосіб виходить суспензія регенеруючої каучукової крихти з девулканізованою поверхнею у 2-бутанолі, причому розмір часток регенеруючої каучукової крихти становить від приблизно 325 до приблизно 20 меш; і (2) відділення регенеруючої каучукової крихти з девулканізованою поверхнею від 2бутанолу. У патенті US 6 416 705 описані спосіб і пристрій для девулканізації отвердіваючого або зшитого еластомеру або різних видів каучуку, що включає наступні стадії; (1) подрібнювання каучуків до дрібних часток; (2) вплив на частки еластомеру значної сили, як, наприклад, у шнековому екструдері або подібному пристрої; (3) ультразвуковий вплив на частки, що піддаються дії сили, щоб викликати девулканізацію. Енергію подають на частки у напрямку, перпендикулярному осі, уздовж якої рухаються частки, причому енергія джерела відбивається від частини пристрою назад у зону обробки, щоб досягти максимального використання енергії. В окремих випадках відбиття енергії досягають застосуванням розташованих навпроти один одного обертових ультразвукових джерел, які резонують у фазі один до одного. В іншому кращому варіанті застосовують розташовані навпроти один одного настроєні в резонанс джерела ультразвуку, причому деякі, але не всі такі джерела обертаються, а що залишилися являють собою пасивні або не обертові джерела, їхню резонансну частоту набудовують відповідно до частоти обертових джерел. В одному із пристроїв пара джерел резонує у фазу через лінії затримки, розташовані між двома джерелами ультразвуку. В іншому пристрої маса пасивного джерела зрівняна з масою активного джерела так, щоб досягти регулювання у фазу, що збільшує відбиття енергії до максимуму. У патенті US 6 479 558 описані спосіб і кінцевий продукт, у якому вулканізований твердий подрібнений каучук, наприклад, вулканізовану каучукову крихту, піддають біологічній обробці термофільними мікроорганізмами, що зустрічаються в природі, які виділяють із гарячих сірчаних джерел, що приводить до розриву деяких хімічних зв'язків. Біологічна обробка каучукової крихти робить оброблену крихту більше підходящою для застосування у нових каучукових складах. В результаті у нових каучукових сумішах можна застосовувати каучукову крихту більших розмірів і в більших концентраціях. У патенті US 6 541 526 описані механічний/хімічний спосіб і склад, призначені для девулканізації отвердіваючого каучуку, у цьому способі макромолекули зберігаються, а сірка стає пасивною при подальшій повторній вулканізації. Зазначений спосіб включає наступні стадії: (1) різання й подрібнювання використаної гуми; (2) видалення часток металу з подрібненої гуми; (3) додавання композиції, що модифікується, у процесі пропущення подрібненої переробленої гуми через два вальці, які додатково подрібнюють частки гуми. Композиція, що модифікується, являє собою суміш 7 донора протонів, який селективно розриває зв'язки сірки й пасивує її; оксиду металу; органічної кислоти, що утворить нові зв'язки між макромолекулами з метою подальшої повторної вулканізації; інгібітору, що запобігає повторному прикріпленню радикалів сірки один до одного до того моменту, коли донор протонів приєднується до сірки; і добавки, що підвищує коефіцієнт тертя, та запобігає ковзанню оброблюваної гуми між вальцями. Частки піддають щонайменше десяти обробкам вальцями. У патенті US 6 590 042 описаний спосіб регенерації отвердіваючого за допомогою сірки, тобто вулканізованого каучуку з використанням наступних стадій: (1) змішування тонкоподрібненої крихти вулканізованого каучуку всередині спеціалізованого двохшнекового екструдера, здатного забезпечити сильне подрібнювання й одночасне змішування; (2) додавання в екструдер прискорювача регенерації; (3) пластифікування гумової крихти й прискорювача регенерації в екструдері доти, поки каучукова крихта не стане девулканізованою. Зазначений патент описує також унікальний склад прискорювача регенерації, що включає переважно наступні сполуки: прискорювачі, TBBS, ZMBT, МВТ і ТМТМ; активатори, оксид цинку й стеаринову кислоту; а також цинкові солі жирних кислот і сірку. Регенерований каучук підходить для одержання високоякісних гумових продуктів без додавання сполучного, або для сполучення зі свіжими каучуковими сполуками з метою одержання гумових виробів, що мають високі технічні характеристики. У патенті US 6 831 109 описаний спосіб, що забезпечує модифікатор для девулканізації отвердіваючого еластомеру, і конкретно вулканізованого каучуку. Зазначений модифікатор містить першу хімічну речовину, що може розкладатися з утворенням органічного катіона й аміну, і додатково містить другу хімічну речовину як промотор дисоціації першої хімічної речовини. Зазначений промотор містить функціональну групу, що являє собою акцептор зазначеного аміну. У патенті US 6 924 319 описаний спосіб девулканізації дробленої гумової крихти з гумових гранул, у якій сірчані містки руйнують і активують для повторної вулканізації. Зазначений спосіб включає наступні стадії: (1) обробка гумової крихти з метою набрякання структури каучуку на поверхні гранул; (2) змішування оброблених гранул гуми з девулканізованим складом, механічно й хімічно впливаючим на гумову крихту, у комбінації міксерів, що включає нагрівання й охолодження. Гумову крихту й девулканізуючий склад нагрівають до температури 105-150°C і потім негайно охолоджують. Девулканізуючу сполуку одержують змішуванням девулканізуючого продукту з агентом, що вулканізується, і сполучним, так, щоб гумові гранули були рівномірно покриті цим складом. Девулканізуючу сполуку можна також одержати покриттям набряклих гранул гуми шарами шляхом змішування агентів, що вулканізуються, наприклад, прискорювачів, активаторів, допоміжних речовин, сполучних, донорів кисневих радикалів і поглиначів. У патенті US 6 992 116 описаний спосіб, розробка якого заснована на несподіваному відкритті 96779 8 того факту, що поверхню регенеруючих часток гумової крихти можна девулканізувати шляхом нагрівання цих часток до температури, що становить щонайменше приблизно 150°C, при тиску, що 6 становить щонайменше приблизно 3,4х10 Паскалей (34,0 атм) у присутності 2-бутанола. Також розробка цього способу заснована на несподіваному відкритті того факту, що такі девулканізовані з поверхні частки гумової крихти, які мають розміри, що становлять від приблизно 325 до приблизно 20 меш, можна повторно компаундувати і повторно вулканізувати у гумові продукти з високими споживчими властивостями, наприклад, покришки, шланги й ремені електроприводів. Більш конкретно, у цьому патенті описаний спосіб девулканізації поверхні регенеруючої гумової крихти з одержанням девулканізованої на поверхні гумової крихти, що підходить для повторного компаундування й повторної вулканізації у гумові продукти високої споживчої цінності. Зазначений спосіб включає наступні стадії: (1) нагрівання регенеруючої гумової крихти до температури, що становить від приблизно 150 до приблизно 300°C при тиску, що ста6 новить щонайменше приблизно 3.4х10 Паскалей (34,0 атм) у присутності 2-бутанола з метою девулканізації поверхні гумової крихти, при цьому утвориться суспензія девулканізованої з поверхні регенеруючої гумової крихти у 2-бутанолі, при цьому розмір часток регенеруючої гумової крихти становить від приблизно 325 до приблизно 20 меш; (2) відділення девулканізованої з поверхні регенеруючої гумової крихти від 2-бутанола. Один з аспектів даного винаходу забезпечує спосіб девулканізації гуми, у якому частина вулканізованої гуми контактує з рідким скипидаром у реакційній суміші під час відсутності лужного металу. Відповідно до одного з аспектів даного винаходу, рідкий скипидар являє собою будь-яку одну або більше рідин, вибраних із групи, що включає: природний скипидар, синтетичний скипидар, хвойне масло, альфа-пінен, бета-пінен, альфатерпінеол, бета-терпінеол, 3-карен, анетол, дипентен (пара-мента-1,8-дієн), терпенові смоли, нопол, пінан, камфен, пара-кумол, анізальдегід, гідропероксид 2-пінана, 3,7-диметил-1,6-октадієн, ізоборнілацетат, терпінгідрат, оцимен, 2-пінанол, дигідромірценол, ізоборнеол, альфа-терпінеол, аллооцимен, аллооцименові спирти, гераніол, 2метокси-2,6-диметил-7,8-епоксіоктан, камфору, пара-ментан-8-ол, альфа-терпенілацетат, цитраль, цитронелол, 7-метоксидигідроцитронелаль, 10-камфорсульфонову кислоту, пара-ментен, ацетат пара-ментан-8-іла, цитронелаль, 7гідроксидигідроцитронелаль, ментол, ментон, їхні полімери, а також їх суміші. Відповідно до кращого аспекту даного винаходу, рідкий скипидар являє собою будь-яку одну або більше рідин, вибраних із групи, що включає природний скипидар, синтетичний скипидар, хвойне масло, альфа-пінен, бета-пінен, гамматерпенеол, бета-терпінеол, їхні полімери, а також їх суміші. Відповідно до аспекту даного винаходу, вулканізовану гуму можна використовувати у вигляді 9 часток будь-яких розмірів, які прискорюють контакт із рідким скипидаром. Гуму можна використовувати у вигляді великих шматків, одного або більше шматків, або блоків, наприклад, великих фрагментів або шматків покришок легкових або вантажних автомобілів. Гума може включати цілі пристрої або предмети, наприклад, цілі покришки або аркуші. Відповідно до кращого аспекту винаходу, вулканізовану гуму використовують у вигляді крихти вулканізованої гуми. Відповідно до кращого аспекту винаходу, середній розмір часток гумової крихти становить від приблизно 0,074 міліметрів до приблизно 50 міліметрів. Відповідно до одного з аспектів даного винаходу, рідкий скипидар додатково включає розчинник. Відповідно до кращого аспекту даного винаходу, розчинник вибирають із групи, що включає нижчі аліфатичні спирти, нижчі алкани, а також їх суміші. Відповідно до кращого аспекту винаходу, розчинник вибирають із групи, що включає етанол, пропанол, бутанол, гептан і їх суміші. Відповідно до одного з аспектів даного винаходу, гума й рідкий скипидар контактують при температурах, що становлять від приблизно 10 до приблизно 180 °C. Переважно гума контактує з рідким скипидаром при температурі, що становить менш 180 °C. Більш переважно гума контактує з рідким скипидаром при температурі, що становить менш 100 °С. Відповідно до додаткового аспекту даного винаходу, гума й рідкий скипидар контактують при 4 тиску, що становить від приблизно 4х10 до приб5 лизно 4х10 Паскалей. Відповідно до цього аспекту, спосіб здійснюють при тиску, що становить від приблизно 0,4 до приблизно 4 атмосфер. У відповідності з одним з аспектів даного винаходу, спосіб додатково включає реакційну судину, всередині якої вулканізований каучук контактує з рідким скипидаром. Відповідно до цього аспекту, забезпечуються засоби перемішування, за допомогою яких перемішують вулканізований каучук і рідкий скипидар, які містяться у реакторі. Відповідно до одного з аспектів даного винаходу, вулканізований каучук і рідкий скипидар поміщають у збірну ємність, щоб збільшити час контакту. Відповідно до додаткового аспекту винаходу, ступінь вулканізації регулюють зміною часу, протягом якого каучук перебуває у контакті з рідким скипидаром, і/або температури суміші каучуку й рідкого скипидару. Відповідно до одного з аспектів даного винаходу, вулканізована гума контактує з неоднорідною рідиною, що включає рідкий скипидар і воду. Відповідно до одного з аспектів даного винаходу, вулканізований каучук контактує з рідким скипидаром за умови подачі енергії, вибраної із групи, що включає теплову енергію вище приблизно 250°С, тиск, що перевищує 4 атмосфери, мікрохвильову енергію, ультразвукову енергію, механічну енергію зрушення, а також їх сполучення. Відповідно до одного з аспектів даного винаходу, до суміші гуми й рідкого скипидару додають каталізатор девулканізації. Відповідно до одного з аспектів даного винаходу, до реакційної суміші додають сполуку, виб 96779 10 рану із групи, що включає діоксид вуглецю, оксиди металів, інгібітори радикалів сірки, TBBS, ZMBT, МВТ, TMTM і їх суміші. Відповідно до одного з аспектів даного винаходу, у реакційну суміш включають термофільні мікроорганізми. Інші додаткові аспекти й переваги даного винаходу будуть очевидні для осіб, кваліфікованих у даній області техніки, із прикладеного докладного опису, в якому показані й описані особливо кращі варіанти даного винаходу, просто для ілюстрації найкращих способів здійснення даного винаходу. Як буде зрозуміло, винахід можна здійснити й в інших кращих варіантах, що відрізняються, деякі його деталі можна модифікувати у різних очевидних аспектах, без відхилення від суті винаходу. Відповідно до цього, опис винаходу призначений для ілюстрації, а не для обмеженнясфери дії даного винаходу. Не обмежуючі сферу дії даного винаходу представницькі приклади відомих скипидарів, які можуть підходити для застосування відповідно до даного винаходу, описані в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, шосте, повністю виправлене видання, т. 37, с. с. 565 (2003), і можуть включати природний скипидар, синтетичний скипидар, хвойне масло, альфа-пінен, бета-пінен, альфатерпінеол, бета-терпінеол, 3-карен, анетол, дипентен (пара-мента-1,8-дієн), терпенові смоли, нопол, пінан, камфен, пара-кумол, анізальдегід, гідропероксид 2-пінана, 3,7-диметил-1,6-октадієн, ізоборнілацетат, терпінгідрат, оцимен, 2-пінанол, дигідромірценол, ізоборнеол, альфа-терпінеол, аллооцимен, аллооцименові спирти, гераніол, 2метокси-2,6-диметил-7,8-епоксіоктан, камфору, пара-ментан-8-ол, альфа-терпенілацетат, цитраль, цитронелол, 7-метоксидигідроцитронелаль, 10-камфорсульфонову кислоту, пара-ментен, ацетат пара-ментан-8-іла, цитронелаль, 7гідроксидигідроцитронелаль, ментол, ментон, їхні полімери, а також їх суміші. В особливо кращих варіантах даного винаходу кращим девулканізуючим реагентом є альфатерпінеол, природний скипидар, синтетичний скипидар, або хвойне масло, останні три з перерахованих речовин збагачені альфа-терпінеолом. Найбільш кращим девулканізуючим реагентом є альфа-терпінеол. Переважно проводити девулканізацію отвердіваючої (вулканізованої) гуми або еластомеру при температурі, що становить від приблизно 10 до приблизно 180°С. Найбільш кращі температури девулканізації становлять від приблизно 60 до приблизно 140°С. Тиск, при якому варто проводити девулканізацію, звичайно буде перебувати в 4 інтервалі від приблизно 4х10 Паскалей (0,4 атм або 5,9 фунтів на квадратний дюйм) до приблизно 5 4х10 Паскалей (4,0 атм або 74 фунтів на квадратний дюйм). Звичайно найбільше переважно здійснювати процес при тиску, що становить від приб4 лизно 8,0х10 Паскалей (0,8 атм або 2 2 5 фунтів/дюйм ) до приблизно 2,0х10 Паскалей (2,0 2 атм або 30 фунтів/дюйм ). Звичайно є кращим, щоб вулканізована, або отвердіваюча гума або еластомер, що піддаються девулканізації, були 11 занурені в один або більше із зазначених девулканізуючих реагентів у вигляді набору часток або шматочків вулканізованого каучуку або еластомеру, розміри яких становлять від приблизно 0,074 мм (200 меш) до приблизно 50 мм у реакторі, що містить один або більше із зазначених девулканізуючих реагентів; найбільше переважно, щоб розміри часток крихти або шматочків отвердіваючої (вулканізованої) гуми або еластомеру становили від приблизно 0,297 мм (50 меш) до приблизно 10 мм. Звичайно переважно, щоб набір часток крихти або шматочків отвердіваючої (вулканізованої) гуми або еластомеру перемішувалися шляхом пропущення девулканізуючого реагенту або реагентів у рідкому виді через шар часток крихти або шляхом кип'ятіння реагенту або реагентів. Переважно, щоб тривалість девулканізації становила від приблизно 1 до приблизно 60 хвилин. Отвердіваюча (вулканізована) гума або еластомер частково або повністю девулканізуються; ступінь девулканізації можна регулювати зміною умов девулканізації, наприклад, температури й тиску, і тривалості девулканізації й/або зміною типу, відносної кількості й концентрації індивідуального девулканізуючого реагенту у судині (реакторі) для девулканізації. Найбільш ефективним реагентом для девулканізації, доступним дотепер для отвердіючої (вулканізованої) гуми або еластомеру, як заявлено, є 2-бутанол. Проте, добре відомо, що для комерційної девулканізації отвердіваючих (вулканізованих) гуми або еластомеру на великомасштабній основі потрібна велика кількість 2-бутанола. Впроваджений недавно процес девулканізації, у якому почата спроба зниження необхідної кількості 2-бутанола, описаний у патенті US 6 992 116. У цьому винаході зниження необхідної кількості 2-бутанола на 50% або більше досягається шляхом доповнення 2бутанола додатковим реагентом, діоксиду вуглецю, і підтримкою температури вулканізації в інтервалі від приблизно 150 до приблизно 300°С при тиску, що становить щонайменше приблизно 3,4 х 6 10 Паскалей (34,0 атм). Основою даного винаходу служить зовсім несподіване відкриття того факту, що сімейство девулканізуючих реагентів, що включає природні й/або синтетичні терпінеоли, пінени й скипидари, що включає терпінеоли, пінени й/або їхні полімери, надзвичайно ефективні у девулканізації отвердіваючих (вулканізованих) гуми або еластомеру. Ці реагенти є «зеленими», тобто мають низьку токсичність, відносно недорогі, у порівнянні з усіма іншими відомими девулканізуючими реагентами, включаючи 2-бутанол і/або його полімери, і різноманітні розчини або суміші цих реагентів з іншими сполуками. Було виявлено, що будь-який із зазначених девулканізуючих реагентів проникає або дифундує у частки або шматочки отвердіваючих (вулканізованих) гуми або еластомеру зі значною швидкістю, у такий спосіб викликають набрякання часток або шматочків, причому вони постійно залишаються у значній мірі набряклими навіть при значно більше м'яких умовах, наприклад, при атмосферних температурі й тиску, чим ті умови, які потрібні у недавно опублікованих винаходах, що стосуються девулканізації отвердіваючих (вулкані 96779 12 зованих) гуми або еластомеру. Було знайдено, що шматок відпрацьованої покришки з розмірами приблизно 30 мм х 10 мм і приблизно 60 мм х 20 мм можна розтягти руками після нагрівання при 5 приблизно 70°C при тиску трохи менше 1,01х10 2 Паскалей (1,0 атм або 14,8 фунтів/дюйм ) протягом приблизно 4 годин в альфа-терпінеолі, одному з виявлених у даному винаході девулканізуючих реагентів. Шматочки перетворюються у пастоподібну масу, якщо їх залишити у реагенті альфатерпінеолі приблизно на 2 тижні після цього. Відповідно до аналізу, зробленому у незалежній сертифікованій лабораторії, загальний вміст сірки у продукті становить 0,03%мас. Всі вищеописані спостереження й результати спільно вказують, що шматочки використаних покришок, які піддаються регенерації, що звичайно вулканізують із використанням сірки, практично повністю піддаються девулканізації. Можна легко оцінити шляхом екстраполяції, що шматок або частка отвердіваючого (вулканізованрго) каучуку або еластомеру будьякого кінцевого розміру, наприклад, гумова частина звичайних покришок для пасажирських автомобілів, розміри яких становлять приблизно 260 мм завширшки, приблизно 660 мм (зовнішній діаметр) і приблизно 410 мм (внутрішній діаметр), можна девулканізувати щонайменше частково або навіть повністю, якщо їх зберігати в одному або більше із зазначених девулканізуючих реагентів протягом періоду часу тривалістю від приблизно одного до приблизно шести тижнів при середній температурі, що становить від приблизно 50 до приблизно 120°C і при тиску, що становить приблизно 5 1,01х10 Паскалей (1,0 атм або 14,8 фун2 тів/дюйм ). Більше того, при такому ж тиску, але трохи більше високій температурі, наприклад, приблизно 150°С, частки крихти регенеруючої отвердіваючої (вулканізованої) гуми, отриманої з використаних покришок, що мають розміри від приблизно 100 меш (0,15 мм) до приблизно 10 меш (2 мм) практично повністю девулканізувалися протягом приблизно 12 хвилин. Дійсно, щільність зазначених часток крихти отвердіваючої (вулканізованої) гуми знижувалася від приблизно 1,05 до приблизно 0,90. Величина 1,05 близька до середньозваженої щільності гумових частин звичайних шин для пасажирських автомобілів, які включають отвердіваючий бутадієн-стирольний каучук (БСК), природний каучук, сажу й неорганічні наповнювачі. У неотвердіваючому або девулканізованому стані щільність становить приблизно 0,90. Більше того, ця щільність відповідає зразковим щільностям деяких видів синтетичних каучуків. Варто згадати, що 150°C - це найнижча температура, про яку повідомлялося у недавньому порівняльному винаході (патент US 6 992 116), при цій температурі варто використовувати тиск, що становить 6 щонайменше 3,4х10 Паскалей (34,0 атм). Відомо, що вплив температури, який перевищує приблизно 300°С, буде викликати деполімеризацію, що приводить до одержання девулканізованої гуми низької молекулярної маси, тобто низької якості. Очевидно, що при м'яких умовах будь-який з реагентів для девулканізації за даним винаходом буде приводити до утворення девулканізованого каучу 13 ку, що зберігає практично вихідну мікроструктуру гуми; це дасть можливість зберігати відносно високу молекулярну масу каучуку. Отже, будь-який з девулканізуючих агентів за даним винаходом у першу чергу розщеплює зв'язки сірка-сірка й/або вуглець-сірка, а не зв'язки вуглець-вуглець. Девулканізуючий регенеруючий каучук відповідно до цього можна застосовувати у тих же напрямках, у яких використовували вихідну або свіжоприготовлену гуму. З використанням кожного з девулканізуючих реагентів і способів за даним винаходом отвердіваючі (вулканізовані) гуму або еластомер можна девулканізувати простим способом без необхідності застосування судин (реакторів) високого тиску, мікрохвиль, ультразвукових хвиль, каталізаторів або додаткового реагенту, наприклад, лужного металу або діоксиду вуглецю. Предмет винаходу більш конкретно включає сімейство девулканізуючих реагентів, що включають природні й/або синтетичні терпінеоли, пінени, скипидари, що містять терпінеоли, пінени й/або їхні полімери, і різні гомогенні розчини або гетерогенні суміші цих сполук із іншими сполуками. Предмет винаходу також більш конкретно включає групу способів девулканізації отвердіваючої (вулканізованої) гуми або еластомеру в повністю девулканізований, частково девулканізований або девулканізований з поверхні каучук або еластомер, який можна повторно компаундувати і повторно вулканізувати у корисні гумові продукти з використанням кожного із зазначених девулканізуючих реагентів. Зазначені способи включають охолодження або нагрівання отвердіваючих (вулканізованих) гуми або еластомеру до температури, що становить від приблизно 5 до приблизно 250°C і при тиску, що становить що4 найменше від приблизно 1,01х10 Паскалей (0,1 6 атм) до приблизно 1,01х10 Паскалей (10,0 атм). Приклади Приклад 1 У даному прикладі альфа-терпінеол був девулканізуючим реагентом для прямокутного шматка отвердіваючої (вулканізованої) покришки пасажирського автомобіля. Типова покришка для пасажирського автомобіля містить приблизно 35%мас. бутадієн-стирольного каучуку (БСК) і приблизно 18%мас. природного каучуку (ПК); інша частина включає сажу, наповнювачі й сірку. Розмір зазначеного прямокутного шматка вулканізованої покришки пасажирського автомобіля становив 60х20 мм. Спочатку завантажували шматок покришки масою 38 г і приблизно 400 г девулканізуючого реагенту у контейнер діаметром приблизно 58 мм і об'ємом 250 мл. Процес девулканізації (експеримент) проводили протягом приблизно 240 хвилин при температурі приблизно 70°C і тиску трохи ме5 нше 1,01х10 Паскалей (1,0 атм або 14,7 фун2 тів/дюйм ); цей тиск підтримували у всіх прикладах, він визначався висотою над рівнем моря місця проведення експериментів по девулканізації. Шматок покришки до завершення експерименту поглинав приблизно 36% девулканізуючого реагенту, ставав еластичним, так що його можна було розтягти руками, отже, розрив зв'язків у сірчаних 96779 14 містках, що зшивають полімер, був практично повним. Приклад 2 Цей приклад практично ідентичний прикладу 1, за винятком того, що розмір прямокутного шматка отвердіваючої (вулканізованої) покришки пасажирського автомобіля, підданого девулканізації, становив приблизно 30x10 мм. Спочатку шматок покришки масою приблизно 18 г і приблизно 400 г зазначеного девулканізуючого реагенту поміщали у контейнер діаметром приблизно 58 мм і об'ємом 250 мл. Процес девулканізації (експеримент) проводили протягом приблизно 240 хвилин при температурі приблизно 70°C і тиску трохи менше 5 1,01х10 Паскалей (1,0 атм або 14,7 фун2 тів/дюйм ). Контейнер з реагентом залишали на 14 днів при температурі 25°C, за цей час шматок покришки перетворювався у пастоподібну масу. Більше того, загальний вміст сірки у масі аналізували в незалежній сертифікованій лабораторії, він склав приблизно 0,03%мас. Це показує, що розрив сірчаних містків у шматку отвердіваючої (вулканізованої) покришки пасажирського автомобіля відбувся практично повністю: вміст сірки у вулканізованій покришці пасажирських автомобілів номінально становить приблизно 1,24%мас. Приклад 3 У цьому прикладі, як і в прикладах 1 і 2, у якості девулканізуючого реагенту застосовували альфа-терпінеол; однак, отвердіваюча (вулканізована) покришка для пасажирського автомобіля перебувала у вигляді подрібнених часток. Як зазначено у прикладах 1 і 2, покришки для пасажирських автомобілів номінально містять приблизно 35%мас. бутадієн-стирольного каучуку (БСК) і приблизно 18%мас. природного каучуку (ПК); інша частина включає сажу, наповнювачі й сірку. Розміри подрібнених часток становили від приблизно 100 меш (0,15 мм) до приблизно 10 меш (2 мм). Спочатку приблизно 5 г часток крихти й приблизно 15 г девулканізуючого реагенту завантажували у пробірку діаметром приблизно 16 мм і довжиною приблизно 125 мм. Ці подрібнені частки утворювали шар на дні пробірки. Серію операцій девулканізації (експериментів) проводили при п'ятьох температурах, що становлять приблизно 16, 45, 65, 96 5 і 150°C, все при тиску трохи менше 1,01 х 10 Пас2 калей (1,0 атм або 14,7 фунтів/дюйм ). Розраховували ступінь розширення шару, виражений як відношення висоти шару при деякому збільшенні часу до вихідної висоти шару й записували при кожній температурі. Величини розширення шару при чотирьох часах обробки, що становлять приблизно 30, 60, 120 і 240 хвилин від початку досліду, склали: приблизно 1,0, 1,05, 1,08 і 1,38, відповідно, при 16°C; приблизно 1,0, 1,09, 1,20 і 1,47, відповідно, при 45°C; приблизно 1,16, 1,35, 1,44 і 1,46, відповідно, при 65°C; і приблизно 1,36, 1,60, 1,68 і 1,68, відповідно, при 96°C Відносини розширення шару при витримуванні протягом 5, 12, 18 і 24 хвилин від початку досліду становили приблизно 1,44, 1,88, 2,13 і 2,25, відповідно, при 150°C. Помітимо, що початкове відношення розширення шару за визначенням становить 1. При температурах приблизно 16, 45, 65 і 96°C 15 ступінь девулканізації оцінювали з певної заздалегідь залежності між відношенням розширення шару й щільністю отвердіваючої (вулканізованої) гуми, підданої девулканізації, виміри проводили при 4 часах обробки, складових, як згадано вище, приблизно 30, 60, 120 і 240 хвилин від початку досліду. Ступені конверсії склали: приблизно 0, 15, 24 і 87 відсотків, відповідно, при 16°C; приблизно 0, 23, 46 і 89 відсотків, відповідно, при 45°C; приблизно 69, 94, 97 і 100 відсотків (%), відповідно, при 65°C; і приблизно 69, 94, 97 і 100 відсотків, відповідно, при 96°C. При 150°C ступені конверсії оцінювали для чотирьох інтервалів часу, що становлять приблизно 5, 12, 18 і 24 хвилини від початку досліду, як згадано вище; вони склали приблизно 54, 83, 94 і 99 відсотків, відповідно. Результати мають на увазі, що ступінь девулканізації отвердіваючої (вулканізованої) гуми або еластомеру під дією девулканізуючого реагенту альфа-терпінеолу можна легко варіювати шляхом зміни температури й тривалості процесу девулканізації. Всі частково або повністю девулканізовані частки вулканізованої покришки для пасажирського автомобіля зберігали набряклий стан навіть щонайменше два дні після обробки, при цьому навряд чи змінювалося відношення набрякання. Це спостереження показує, що набрякання подрібнених часток не зводиться до простого фізичного набрякання, викликаного проникненням девулканізуючого реагенту альфа-терпінеолу у подрібнені частки; інакше кажучи, вони дійсно піддаються девулканізації. Спостереження додатково підтверджується тим фактом, що колір девулканізуючого агента, що на початку повністю прозорий, стає усе більше темним і непрозорим у міру збільшення часу обробки; чим вище температура, тим більше швидкість зміни кольору. Зміна кольору пояснюється виділенням сажі й наповнювачів з пор подрібнених часток; розмір і число пор збільшується згодом, що чітко підтверджується мікроскопічними спостереженнями. Приклад 4 У даному прикладі девулканізуючим реагентом була суміш альфа-терпінеолу й н-бутанолу (1бутанолу), що утворює гомогенний розчин. Отвердіваюча (вулканізована) покришка для пасажирського автомобіля, яку в остаточному підсумку піддавали девулканізації, перебувала у вигляді подрібнених часток, як і в прикладі 3. Спочатку приблизно 5 г подрібнених часток і приблизно 15 г девулканізуючого реагенту, гомогенного розчину, що включає альфа-терпінеол і 1-бутанол, завантажували у пробірку діаметром приблизно 16 мм і довжиною приблизно 125 мм. Ці подрібнені частки утворювали шар на дні пробірки. Проводили серію операцій девулканізації при приблизно 65°C і тиску 5 трохи нижче 1,01х10 Паскалей (1,0 атм або 14,7 2 фунтів/дюйм ) із зазначеним девулканізуючим реагентом (розчином) різної концентрації, а саме приблизно 20, 40, 60, 80 і 100%мас. 1-бутанолу (або еквівалентно, приблизно 80, 60, 40, 20 і 0%мас. альфа-терпінеолу), все при тиску приблизно 5 1,01x10 Паскалей (1,0 атм або 14,7 фун2 тів/дюйм ). Ступінь розширення шару, виражений як відношення висоти шару після певного тимча 96779 16 сового інтервалу до вихідної висоти шару, визначали й записували. Відношення ступеня розширення шару при п'ятьох різних часах обробки, що становлять приблизно 20, 40, 60, 80 і 120 хвилин від початку досліду, становили: приблизно 1,36, 1,40, 1,42, 1,42 і 1,42, відповідно, при 20 %мас; приблизно 1,31, 1,37, 1,39, 1,39 і 1,39, відповідно, при 40 %мас; приблизно 1,20, 1,24, 1,24, 1,24 і 1,24, відповідно, при 60 %мас; приблизно 1,15, 1,17, 1,17, 1,17 і 1,17, відповідно, при 80 %мас; і приблизно 1,16, 1,16, 1,16, 1,16 і 1,16, відповідно, при 100 %мас, що відповідає чистому 1-бутанолу. Помітимо, що відношення збільшення товщини шару за визначенням на початку досліду становить 1. Ступінь девулканізації оцінювали на підставі визначеної заздалегідь залежності між відношенням розширення шару й щільністю отвердіваючої (вулканізованої) гуми, підданої девулканізації, з вимірів, проведених після п'яти інтервалів часу, які становлять, як згадувалося вище, приблизно 20, 40, 60, 80 і 120 хвилин від початку досліду. Ступені девулканізації становили: приблизно 85, 94, 94, 94 і 94 %, відповідно, при 20%мас; приблизно 76, 87, 91, 91 і 91 %, відповідно, при 40 %мас; і приблизно 54, 62, 62, 62 і 62 %, відповідно, при 60%мас. Невелике розширення шару спостерігалося, коли концентрація 1-бутанолу перевищувала приблизно 60%мас, його можна пояснити у значній мірі добре відомим фізичним набряканням отвердіваючої (вулканізованої) гуми, викликаним проникненням органічного розчинника, що має відносно невеликий молекулярний розмір, наприклад, бутанолу, пропанолу або гексану. Результати означають, що отвердіваючий (вулканізований) каучук або еластомер можна легко девулканізувати у різному ступені за допомогою зазначеного девулканізуючого реагенту, гомогенного розчину, що включає альфа-терпінеол і 1бутанол, шляхом варіювання концентрації реагенту й тривалості процесу девулканізації. Частково або практично повністю девулканізовані подрібнені частки отвердіваючої (вулканізованої) покришки пасажирського автомобіля залишаються розширеними навіть через щонайменше два дні після обробки, якщо концентрація 1-бутанолу була меншою приблизно 80%мас. (або еквівалентно концентрація альфа-терпінеолу становила більше приблизно 20%мас.) без значної зміни відношення розширення. Це спостереження показує, що набрякання подрібнених часток не зводиться до простого фізичного набрякання, викликаного проникненням зазначеного девулканізуючого реагенту у подрібнені частки; інакше кажучи, вони дійсно піддаються девулканізації. Спостереження додатково підтверджується тим фактом, що колір девулканізуючого агента, що на початку повністю прозорий, стає усе більше темним і непрозорим у міру девулканізації. Зміна кольору пояснюється виділенням сажі й наповнювачів з пор подрібнених часток. Отримані дані показують, що якщо зазначений девулканізуючий реагент містить менше приблизно 60%мас. 1-бутанолу, чим вище концентрація 1бутанолу, тим нижче швидкість девулканізації й можливо нижче максимальний досяжний ступінь 17 девулканізації. Проте, це не обов'язково є недоліком, особливо коли досягається тільки поверхнева або часткова девулканізація. Додавання 1бутанолу до альфа-терпінеолу могло б полегшити регулювання ступеня девулканізації шляхом зниження її швидкості; поліпшувати можливість мінімізації витрат й/або вартості девулканізуючого реагенту; змінювати фізичні властивості девулканізуючого реагенту, що дозволить полегшити девулканізацію. Приклад 5 Даний приклад аналогічний прикладу 4; однак, у якості девулканізуючого агента застосовували гомогенний розчин альфа-терпінеолу й пропанолу замість гомогенного розчину альфа-терпінеолу й 1-бутанолу. Отвердіваюча (вулканізована) покришка для пасажирського автомобіля, яку в остаточному підсумку піддавали девулканізації, перебувала у вигляді подрібнених часток, як і в прикладі 3 і 4. Проводили серію операцій девулканізації при приблизно 65°C і тиску трохи нижче 1,01х10 Пас2 калей (1,0 атм або 14,7 фунтів/дюйм ) із зазначеним девулканізуючим реагентом (розчином) різної концентрації, а саме приблизно 20, 30 і 40%мас. пропанолу (або еквівалентно, приблизно 80, 70 і 60%мас. альфа-терпінеолу). Ступінь розширення шару, виражений як відношення висоти шару після певного тимчасового інтервалу до вихідної висоти шару, визначали й записували. Відношення ступеня розширення шару при чотирьох різних часах обробки, що становлять приблизно 20, 60, 100 і 800 хвилин від початку досліду, становили: приблизно 1,08, 1,24, 1,29 і 1,42, відповідно, при 20 %мас; приблизно 1,09, 1,17, 1,26 і 1,34, відповідно, при 30 %мас; приблизно 1,02, 1,07, 1,13 і 1,15, відповідно, при приблизно 40 %мас. Ступінь девулканізації оцінювали на підставі визначеної заздалегідь залежності між відношенням розширення шару й щільністю отвердіваючої (вулканізованої) гуми, підданої девулканізації, з вимірів, проведених після чотирьох інтервалів часу, які становлять, як згадувалося вище, приблизно 20, 60, 100 і 800 хвилин від початку досліду. Ступені девулканізації становили: приблизно 24, 62, 72 і 94 %, відповідно, при 20%мас; приблизно 26, 46, 66 і 81 %, відповідно, при 30 %мас; і приблизно 6, 21, 37 і 42 %, відповідно, при 40%мас. Відносно невелике розширення шару спостерігалося, коли концентрація пропанолу перевищувала приблизно 40%мас, його можна пояснити у значній мірі добре відомим фізичним набряканням отвердіваючої (вулканізованої) гуми. Отримані дані показують, що якщо зазначений девулканізуючий реагент містить менше приблизно 40%мас. пропанолу, чим вище концентрація пропанолу, тим нижче швидкість девулканізації й, можливо, нижче максимальний досяжний ступінь девулканізації. Порівняння даних із цього приклада з даними приклада 4 показує, що вплив інертного складового девулканізаційного реагенту, що являє собою гомогенний розчин, 1-бутанолу у прикладі 4 і пропанолу у даному прикладі, на швидкість і ступінь девулканізації якісно аналогічно, але істотно розрізняється у кількісному відношенні. Це дає додатковий ступінь волі для оптимізації опе 96779 18 рації девулканізації, щоб вона відповідала своїй меті, тобто поверхневої, часткової або повної девулканізації, типу покришок, розміру й формі отвердіваючого (вулканізованого) каучуку або еластомеру, який необхідно девулканізувати, і переважним цінам реактивів, що входять у девулканізуючий реагент. Більше того, цілком доведено, що до складу девулканізуючого реагенту можна включати дві або більше розчинні складові у вигляді гомогенного розчину. Приклад 6 У даному прикладі в якості девулканізуючого реагенту застосовували гомогенний розчин альфа-терпінеолу й ізопропанолу. Отвердіваюча (вулканізована) покришка для пасажирського автомобіля, яку в остаточному підсумку піддавали девулканізації, перебувала у вигляді подрібнених часток, як і в прикладах 4 і 5. Проводили серію операцій девулканізації при приблизно 65°C і тиску 5 трохи нижче 1,01х10 Паскалей (1,0 атм або 14,7 2 фунтів/дюйм ) із зазначеним девулканізуючим реагентом (розчином) різної концентрації, а саме приблизно 20, 30 і 40%мас. ізопропанолу (або еквівалентно, приблизно 80, 70 і 60%мас. альфатерпінеолу). Відношення розширення шару після чотирьох тимчасових інтервалів, що склали приблизно 20, 60, 100 і 800 хвилин від початку досліду, склало: приблизно 1,04, 1,15, 1,17 і 1,17, відповідно, при 20%мас; приблизно 1,06, 1,16, 1,16 і 1,16, відповідно, при 30 %мас; і приблизно 1,06, 1,18, 1,18 і 1,18, відповідно, при 40%мас. Ступінь девулканізації знову оцінювали на підставі визначеної заздалегідь залежності між відношенням розширення шару й щільністю отвердіваючої (вулканізованої) гуми, підданої девулканізації, з вимірів, проведених після чотирьох інтервалів часу, які становлять, як згадувалося вище, приблизно 20, 60, 100 і 800 хвилин від початку досвіду. Ступені девулканізації становили: приблизно 12, 42, 46 і 46 %, відповідно, при 20%мас; приблизно 18, 44, 44 і 44%, відповідно, при 30 %мас; і приблизно 18, 48, 48 і 48 %, відповідно, при 40%мас. Отримані дані показують, що якщо концентрація ізопропанолу у девулканізуючому реагенті становила від приблизно 20 до приблизно 40%мас, швидкість девулканізації й максимальний досяжний ступінь девулканізації змінювалися відносно мало. Ці дані істотно відрізняються від отриманих у прикладах 4 і 5. Приклад 7 Даний приклад аналогічний прикладу 4; у якості девулканізуючого реагенту застосовували гомогенний розчин альфа-терпінеолу й гептану, замість гомогенного розчину альфа-терпінеолу й ізопропанолу. Проводили серію операцій девулканізації при приблизно 65°C і тиску трохи нижче 5 2 1,01х10 Паскалей (1,0 атм або 14,7 фунтів/дюйм ) із зазначеним девулканізуючим реагентом (розчином) різної концентрації, а саме приблизно 10, 20, 30 і 40%мас. гептану (або еквівалентно, приблизно 90, 80, 70 і 60%мас. альфа-терпінеолу). Відношення розширення шару після чотирьох тимчасових інтервалів, що склали з моменту початку досліду приблизно 20, 60, 100 і 800 хвилин від початку 19 досліду, склало: приблизно 1,17, 1,28, 1,28 і 1,28, відповідно, при 10%мас; приблизно 1,08, 1,23, 1,29 і 1,29, відповідно, при 20 %мас; приблизно 1,13, 1,19, 1,25 і 1,25, відповідно, при 30%мас; і приблизно 1,15, 1,18, 1,24, 1,24, відповідно, при 40%мас. Ступінь девулканізації оцінювали на підставі визначеної заздалегідь залежності між відношенням розширення шару й щільністю отвердіваючої (вулканізованої) гуми, підданої девулканізації, з вимірів, проведених після чотирьох інтервалів часу, які становлять, як згадувалося вище, приблизно 20, 60, 100 і 800 хвилин від початку досліду. Ступені девулканізації становили: приблизно 46, 71, 71 і 71 %, відповідно, при 10%мас; приблизно 24, 60, 72 і 72 %, відповідно, при 20%мас; приблизно 37, 48, 64 і 64 %, відповідно, при 30 %мас; і приблизно 42, 48, 62 і 62 %, відповідно, при 40%мас. Отримані дані також показують, що поки зазначений девулканізуючий реагент містить менше 40%мас. гептану, у міру збільшення концентрації гептану трохи знижується швидкість девулканізації, за винятком початкової стадії, і, можливо, тим нижче максимальний досяжний ступінь девулканізації. Порівняння даних цього приклада з даними прикладів 4 і 5 знову вказує, що вплив інертного компонента девулканізуючого реагенту на швидкість і ступінь девулканізації, отримані у даному прикладі, якісно аналогічні, але значно відрізняються у кількісних показниках від даних, отриманих у прикладах 4 і 5. Приклад 8 Даний приклад майже ідентичний прикладу 4 у всіх відносинах, за винятком того, що в якості девулканізуючого реагенту використали гомогенний розчин альфа-терпінеолу й 2-бутанолу, замість 1бутанолу. Очевидно, у деяких патентах, наприклад, описаних в 14 абзаці, 2-бутанол вважають одним з найбільш ефективних, якщо не найефективнішим девулканізуючим реагентом. Проте, щоб ця ефективність наочно виявилася, потрібні жорсткі умови відносно тиску й температури, а також деякі допоміжні реагенти й/або каталізатори. Спочатку приблизно 5 г подрібнених часток і приблизно 15 г зазначеного девулканізуючого реагенту, гомогенного розчину, що включає альфатерпінеол і 2-бутанол, завантажували у пробірку діаметром приблизно 16 мм і довжиною приблизно 125 мм. Ці подрібнені частки утворювали шар на дні пробірки. Проводили серію операцій девулканізації при приблизно 65°C і тиску трохи нижче 5 1,01х10 Паскалей (1,0 атм або 14,7 фун2 тів/дюйм ). Відношення розширення шару після п'яти тимчасових інтервалів, що склали з моменту початку досліду приблизно 20, 40, 60, 80 і 120 хвилин, склало: приблизно 1,24, 1,29, 1,34 , 1,34 і 1,34, відповідно, при 20%мас; приблизно 1,24, 1,29, 1,33, 1,33 і 1,33, відповідно, при 40 %мас; і приблизно 1,12, 1,23, 1,23, 1,23 і 1,23, відповідно, при 60%мас. Відповідні ступені девулканізації становили: приблизно 62, 72, 81, 81 і 81 %, відповідно, при 20 %мас; приблизно 62, 72, 79, 79 і 79 %, відповідно, при 40 %мас; і приблизно 46, 92, 94, 94 96779 20 і 94 %, відповідно, при 60%мас. Незначне розширення шару спостерігалося у тому випадку, коли концентрація 2-бутанолу перевищувала приблизно 60%мас, його можна віднести у значній мірі до добре відомого набрякання отвердіваючого (вулканізованого) каучуку, викликаного проникненням органічного розчинника, молекули якого мають відносно невеликі розміри. Порівняння результатів даного приклада з даними, отриманими у прикладах з 4 по 7, особливо з даними приклада 4, показує, що ефективність розчину, що містить альфа-терпінеол і 2-бутанол, у девулканізації вулканізованого каучуку аналогічна ефективності розчину, що містить альфатерпінеол і 1-бутанол, при будь-якій заданій концентрації. Більше того, ступінь зниження ефективності альфа-терпінеолу у девулканізації вулканізованого каучуку при грубій оцінці практично однакова при розведенні кожним з використаних розріджувачів, тобто 1-бутанолом, 2-бутанолом, пропанолом, ізопропанолом і гептаном. Приклад 9 Даний приклад аналогічний прикладам з 4 по 8 практично у всіх відносинах, включаючи використання подрібнених часток отвердіваючого (вулканізованого) каучуку, що піддаються девулканізації. Відмінність полягала у тому, що в якості інертного складового розчинника для девулканізуючого реагенту застосовували етанол, що являє собою один з найпоширеніших доступних органічних розчинників. Проводили серію операцій девулканізації при 5 приблизно 65°C і тиску трохи нижче 1,01х10 Пас2 калей (1,0 атм або 14,7 фунтів/дюйм ), щоб визначити, чи буде вплив додавання етанолу аналогічно додаванню будь-якого іншого розчинника, використаного у прикладах з 4 по 8, тобто 1-бутанолу, пропанолу, ізопропанолу, гептану й 2-бутанолу. Результати показують, що це припущення підтвердилося; якщо концентрація етанолу у девулканізуючому реагенті була менше приблизно 70%мас, ступені девулканізації, що досягається, мінялися від приблизно 20%, що досягалося при часі девулканізації (обробки), який становить приблизно 20 хвилин, до приблизно 50%, що досягалося при часі девулканізації (обробки), який становить приблизно 100 хвилин. Приклад 10 У даному прикладі девулканізуючий реагент являв собою гетерогенну суміш альфа-терпінеолу й води, замість гомогенного розчину альфатерпінеолу в органічному розчиннику. Отвердіваюча (вулканізована) покришка від пасажирського автомобіля, яку піддавали девулканізації, перебувала у вигляді подрібнених часток, як і в прикладах з 4 по 9. Проводили серію операцій девулканізації при приблизно 96°C і тиску трохи нижче 5 2 1,01х10 Паскалей (1,0 атм або 14,7 фунтів/дюйм ) із зазначеним девулканізуючим реагентом (сумішшю) з різним масовим вмістом компонентів суміші, а саме приблизно 20, 30 і 40 %мас. води (або еквівалентно, приблизно 80, 70 і 60%мас. альфатерпінеолу). Розраховували й записували ступінь розширення шару, який визначали як відношення висоти шару через певний проміжок часу з початку досліду до вихідної висоти шару. Відношення роз 21 ширення шару після чотирьох тимчасових інтервалів, що склали з моменту початку досліду приблизно 20, 40, 60 і 80, склало: приблизно 1,35, 1,46, 1,46 і 1,46, відповідно, при 20%мас; приблизно 1,33, 1,49, 1,49 і 1,49, відповідно, при 30 %мас; і приблизно 1,34, 1,47, 1,47 і 1,47, відповідно, при 40 %мас. Відповідні ступені девулканізації склали: приблизно 62, 75, 75 і 75 %, відповідно, при 20 %мас; приблизно 59, 79, 79 і 79 %, відповідно, при 30 %мас; і приблизно 61, 76, 76 і 76 %, відповідно, при 40 %мас. Отримані дані показують, що якщо масові частки води у девулканізуючомуреагенті, що являє собою гетерогенну суміш, становили від приблизно 20 до приблизно 40 %мас, швидкість девулканізації й максимальний досяжний ступінь девулканізації змінювалися відносно мало. Цей результат істотно відрізняється від тенденції, отриманої в прикладах 4 і 5, і аналогічний результатам приклада 6. Проте, початкові швидкості девулканізації, знайдені у даному прикладі, були значно вище швидкостей, знайдених у прикладі 6. Результати можна пояснити впливом інтенсивного механічного перемішування реагенту й подрібнених часток каучуку під дією пухирців киплячої води. Приклад 11 Даний приклад аналогічний прикладу 3 у багатьох відношеннях, включаючи використання подрібнених часток отвердіваючої (вулканізованої) гуми, що піддаються девулканізації. Відмінність полягає у тому, що в якості девулканізуючого реагенту застосовували природний скипидар замість альфа-терпінеолу; скипидар є широко доступним реагентом. Процес девулканізації (експеримент) проводили тільки при одній температурі, що становить приблизно 96°C, замість використання п'яти різних температур. Як і в прикладі 3, тиск підт5 римували трохи меншим чим 1,01х10 Паскалей 2 (1,0 атм або 14,7 фунтів/дюйм ). Розраховували й записували ступінь розширення шару, який визначали як відношення висоти шару через певний проміжок часу з початку досліду до вихідної висоти шару. Відношення розширення шару після чотирьох тимчасових інтервалів, що склали з моменту початку досліду приблизно 20, 40, 60 і 80 хвилин, склало: приблизно 1,29, 1,56, 1,60 і 1,62, відповідно; відповідні ступені конверсії склали приблизно 54, 86, 90 і 91%, відповідно. Порівняння отриманих даних з даними, отриманими у прикладі 3, показує, що природний скипидар, який містить альфа-терпінеол, лише ненабагато менш ефективний, чим альфа-терпінеол, у девулканізації вулканізованої гуми. Проте, як показано в прикладах з 4 по 10, ефективність альфатерпінеолу в якості девулканізуючого реагенту значно перевищує ефективність всіх інших реагентів, які являли собою розчини або суміші, що містять альфа-терпінеол. Приклад 12 Даний приклад аналогічний прикладу 11. Відмінність полягала у тому, що в якості девулканізуючого реагенту замість природного застосовували синтетичний скипидар, що також широко доступний. Два експерименти по девулканізації проводили при двох температурах, що становлять прибли 96779 22 зно 96 і 150°C. При обох температурах тиск зали5 шався трохи меншим, чим 1,01х10 Паскалей (1,0 2 атм або 14,7 фунтів/дюйм ). Розраховували й записували при кожній температурі ступінь розширення шару, який визначали як відношення висоти шару через певний проміжок часу з початку досліду до вихідної висоти шару. Відношення розширення шару після чотирьох тимчасових інтервалів, що склали з моменту початку досліду приблизно 20, 40, 60 і 80 хвилин, склало приблизно 1,46, 1,48, 1,48 і 1,48, відповідно, при 96°C. Відповідні ступені конверсії склали приблизно 75, 78, 78 і 78%, відповідно. Співвідношення розширення шару після шести періодів часу обробки, які склали від початку досліду приблизно 2, 5, 8, 11, 14 і 24 хвилин, виявилися рівними приблизно 1,35, 1,60, 1,75, 1,95, 2,03 і 2,03, відповідно, при приблизно 150°C. Відповідні ступені перетворення склали приблизно 46, 67, 76, 87, 90 і 90%, відповідно. Порівняння отриманих даних з даними, отриманими у прикладі 3, в якому реагентом служив альфа-терпінеол, показує, що синтетичний скипидар, збагачений альфа-терпінеолом, трохи менш ефективний в якості девулканізуючого реагенту при 96°C, чим альфа-терпінеол, однак вони практично однаково ефективні при приблизно 150°C. Більше того, порівняння даних із цього й попереднього прикладів доводить, що синтетичний скипидар трохи менш ефективний в якості девулканізуючого реагенту при 96°C, чим природний скипидар. Однак, природний скипидар починає кипіти при 150°С, тому процес не можна продовжувати при вищезгаданому тиску. Приклад 13 У даному прикладі подрібнені частки отвердіваючого (вулканізованого) каучуку піддавали девулканізації за допомогою природного й синтетичного скипидару паралельно. Процес девулканізації (експеримент) проводили тільки при одній температурі, що становить приблизно 65°C, тиск підтри5 мували трохи меншим чим 1,01х10 Паскалей (1,0 2 атм або 14,7 фунтів/дюйм ). Розраховували й записували ступінь розширення шару, який визначали як відношення висоти шару через певний проміжок часу з початку досліду до вихідної висоти шару. Відношення розширення шару після чотирьох тимчасових інтервалів, що склали з моменту початку досліду приблизно 20, 40, 60 і 80 хвилин, склало приблизно 1,28, 1,37, 1,51 і 1,54, відповідно, для природного скипидару; і приблизно 1,28, 1,38, 1,43 і 1,43, відповідно, для синтетичного скипидару. Відповідні ступені перетворення склали приблизно 70, 86, 100 і 100%, відповідно, для природного скипидару; і приблизно 70, 88, 96 і 96%, відповідно, у присутності синтетичного скипидару. Порівняння отриманих даних з даними, отриманими у прикладі 3, показує, що ефективність альфа-терпінеолу, природного й синтетичного скипидару в якості девулканізуючого агента при температурі приблизно 65°C практично однакова. Приклад 14 У даному прикладі синтетичний скипидар і альфа-терпінеол були в якості девулканізуючих агентів при девулканізації подрібнених часток отвердіваючого (вулканізованого) ізопренового 23 каучуку, розміри часток якого становили від 6 до 10 меш. Процес девулканізації (експеримент) проводили тільки при одній температурі, що становить приблизно 96°C. Тиск підтримували трохи 5 меншим чим 1,01х10 Паскалей (1,0 атм або 14,7 2 фунтів/дюйм ). Розраховували й записували ступінь розширення шару, який визначали як відношення висоти шару через певний проміжок часу з початку досліду до вихідної висоти шару. Відношення розширення шару після чотирьох тимчасових інтервалів, що склали з моменту початку досліду приблизно 20, 40, 60 і 80 хвилин, склало приблизно 1,23, 1,32, 1,45 і 1,49, відповідно, для синтетичного скипидару, і приблизно 1,33, 1,42, 1,49 і 1,49, відповідно, для альфа-терпінеолу. Відповідні ступені перетворення склали приблизно 44, 58, 74 і 79%, відповідно, для синтетичного скипидару, і приблизно 59, 71, 79 і 79%, відповідно, для альфа-терпінеолу. Порівняння цих двох наборів даних показує, що синтетичний скипидар, збагачений альфатерпінеолом, лише ненабагато менш ефективний, чим альфа-терпінеол, у девулканізації вулканізованого ізопренового каучуку при температурі приблизно 96°С, особливо на початковій стадії. Порівняння результатів, отриманих у даному прикладі, з даними із приклада 3 показує, що вулканізований ізопрен менше підданий девулканізації за допомогою альфа-терпінеолу, чим вулканізовані покришки пасажирських автомобілів, збагачені БСК. Однак, як показано у прикладах з 4 по 10, ефективність альфа-терпінеолу в якості девулканізуючого реагенту значно перевершує ефективність будь-яких інших реагентів, які являють собою розчини або суміші, що містять альфа-терпінеол. Приклад 15 У даному прикладі як синтетичний скипидар, так і альфа-терпінеол були в якості девулканізуючих агентів при девулканізації подрібнених часток отвердіваючого (вулканізованого) БСК, розміри якого становили від 6 до 10 меш. Процес девулканізації (експеримент) проводили тільки при одній температурі, що становить приблизно 96°C. Тиск 5 підтримували трохи меншим чим 1,01х10 Паска Комп’ютерна верстка А. Крулевський 96779 24 2 лей (1,0 атм або 14,7 фунтів/дюйм ). Розраховували й записували ступінь розширення шару, який визначали як відношення висоти шару через певний проміжок часу з початку досліду до вихідної висоти шару. Відношення розширення шару після чотирьох тимчасових інтервалів, що склали з моменту початку досліду приблизно 20, 40, 60 і 80 хвилин, склало приблизно 1,46, 1,54, 1,54 і 1,54, відповідно, для синтетичного скипидару, і приблизно 1,60, 1,64, 1,64 і 1,64, відповідно, для альфатерпінеолу. Відповідні ступені перетворення склали приблизно 75, 85, 85 і 85%, відповідно, для синтетичного скипидару, і приблизно 90, 93, 93 і 93%, відповідно, для альфа-терпінеолу. Порівняння цих двох наборів отриманих даних показує, що синтетичний скипидар, збагачений альфа-терпінеолом, лише ненабагато менш ефективний у девулканізації вулканізованого БСК при температурі приблизно 96°C, чим альфатерпінеол. Порівняння результатів цього приклада з результатами, отриманими у прикладі 3, показує, що вулканізований БСК піддається девулканізації з використанням альфа-терпінеолу практично так само, як і вулканізовані покришки пасажирських автомобілів, збагачені БСК. Отже, особи, кваліфіковані у даній області техніки, оцінять переваги даного винаходу, що складаються у тому, що винахід надає композиції й способи, що підходять для девулканізації гуми. Більше того, з опису зрозуміло, що форму, у якій винахід представлений і описаний, варто розглядати як особливо кращі варіанти даного винаходу у даний час. Різноманітні модифікації й зміни можливі для кожної зі стадій обробки, що очевидно для осіб, кваліфікованих у даній області техніки, які одержують перевагу з даного винаходу. Передбачається, що викладена нижче формула винаходу охоплює всі такі модифікації й зміни, і, відповідно, опис і креслення варто розглядати скоріше як ілюстрацію, а не як обмеження сфери дії даного винаходу. Більше того, передбачається, що прикладена формула винаходу буде розглядатися як така, що включає альтернативні кращі варіанти. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601