廢輪胎裂解環保炭黑在輪胎領域之應用

廢輪胎裂解設備產生炭黑的價值在很大程度上反應在其補強特性上，因為裂解炭黑是回收還原而來，它的補強性不能和原生炭黑相提并論，但通過部分取代與配方搭配，仍能提供輪胎客戶物美價廉的炭黑產品。以ASTM D3192天然膠配方，測試N330與裂解炭黑（R-330）在不同摻合比例下之物性，結果顯示，100%裂解炭黑在拉伸強度、300%定伸、伸長率三個質量指標上相較于N330，都有明顯下降，尤其拉伸強度已下降72%，顯示其補強特性的下降，當裂解炭黑添加比例降低到50%左右，拉伸強度可上升至80%左右。裂解炭黑使用于輪胎應以部分取代方式執行，相較炭黑用量比例約30～50%，整體質量影響不大，又能降低生產成本。輪胎制造過程中添加有鋅氧粉以及硫化所需的硫磺，在廢輪胎裂解過程中無法去除。因此，使用裂解炭黑應用于橡膠補強時，經適當的調整氧化鋅用量及硫化系統后 ，亦可使添加裂解炭黑之膠料，其硫化反應獲得穩定的控制。在輪胎的使用部位上，一般輪胎約含28～30%炭黑，分布于不同輪胎部位有不同比例：胎面25%、胎體簾紗膠20%、胎側17%、胎體鋼絲束帶膠12%等。胎面要求耐磨，需表面積與結構較高之炭黑，較不適合裂解炭黑取代（除低速輪胎外），裂解設備產生的炭黑可廣泛使用在胎體簾紗膠、三角膠、胎側、內胎等部位上。

熱裂解炭黑在其他領域之應用：

1、橡膠制品應用

輪胎以外的其他橡膠產品稱為“橡膠制品”或“工業制品”，橡膠制品的種類繁多，包括膠管、輸送帶及傳送帶、減震制品、橡膠鞋底、密封制品等，由于種類部位多，使用條件與性能要求也相當復雜，制造上主要應考慮橡膠及硫化體系的選用，及借助炭黑補強特性對膠料物理機械性能和加工性的影響。裂解炭黑可以像傳統炭黑一樣應用在橡膠制品上，質量的考慮點除了拉伸強度不要太低外，有些應用例如密封制品，對炭黑篩余物的含量要求很低，以確保其產品之表面光潔度與氣密性。

2、塑料色母粒應用

由于炭黑本身質輕容易飛散，故常制作成色母粒形式再供塑料行業使用，在減低污染的同時，也改善炭黑在塑料中的分散性。炭黑在色母粒中的應用主要是作為著色劑，充當黑色或調色的角色，在著色的應用上特別關注黑度與著色力兩項指標，前者與炭黑吸光能力有關，炭黑粒徑越小，聚集體結構越低，吸光能力越強，黑度就越高；后者反映炭黑改變白色顏料外觀的能力，取決于凝聚體的大小與分布，兩項指標可由制作色板以分光儀測得。塑料或油墨著色也會特別注意著色的色相表現，也就是表現藍色相或紅色相。通常粒徑小愈易吸收可見光中的藍光，而呈現紅色相。裂解炭黑作為塑料色母粒使用，用于EVA發泡、PE吹膜做成黑色塑料袋、塑料模件等，因價格低廉，可降低炭黑使用成本、提高產品競爭力。在炭黑特性的要求上，裂解炭黑一般呈現藍色相，有增強高色度視覺印象優勢，為表現良好的分散性，對于篩余物與造粒硬度等需要特別關照。

3、油墨應用

以用量最多的新聞油墨為主要切入點，印刷方式以平版油墨膠印油墨為主要。油墨應用重視分散性、流動性、表面光澤、黏度穩定性等特性，在炭黑的質量要求上，裂解炭黑的藍色相具有視覺優勢，為業界所喜好，本身粒徑較大，結構不高，黏度低，有助于流動特性，具有作為油墨用炭黑的基本條件，已實際運用在臺灣某新聞報紙油墨上。炭黑形態可以粉末炭黑供應，可改善生產效率及分散性。炭黑表面的含氧基團，可促進聯結料對炭黑的潤滑和分散，因此在炭黑表面引進含氧官能團，使表面極性化，可大大改善油墨分散性、流動性、亮度、黑度等性能。油墨用炭黑通過接枝或氧化處理，改質技術已經很成熟，未來也會被運用到裂解炭黑上，提高其附加價值。過去幾年臺灣熱裂解業者在炭黑商業化遭遇瓶頸后，曾嘗試將炭黑經再制成為活性炭，意欲應用于吸附焚化爐排出之有害物質或廢水脫色脫臭處理，結果證明經濟效益差，可行性不高，更加確定如何產出符合產業標準的炭黑，才是熱裂解炭黑發展要走的路，而通過對裂解炭黑的接枝或氧化等技術改質，提高其附加價值，可讓裂解炭黑的未來之路更為寬廣。