橡膠工業(yè)生產(chǎn)過程中，會有大量刺激性氣味的廢氣產(chǎn)生，其90%以上為揮發(fā)性有機(jī)物（簡稱VOCs），這些物質(zhì)會對大氣產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，也影響到周邊居民的身體健康。橡膠制品廢氣的成分復(fù)雜多變，大致可以分為五類：

1）含硫化合物：如H₂S、SO₂、硫醇類；

2）粉塵類：如炭黑；

3）含氯的化合物：如酰胺、吲哚類；

4）烴類：如烷烴、烯烴、芳香烴；

5）含氧有機(jī)物：如醇、酚、醛、酮、有機(jī)酸

其中無機(jī)物有H₂S、SO₂、炭黑等，絕大多數(shù)惡味氣體產(chǎn)生的原生物質(zhì)為有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)對環(huán)境和人體都有較大危害。從傳統(tǒng)橡膠制品生產(chǎn)的各道工序中可以了解到，廢氣主要產(chǎn)生于煉膠和硫化兩個(gè)工序。

塑煉：是為了滿足各種加工工藝過程對膠料可塑度得要求，通常在一定條件下對生膠進(jìn)行機(jī)械加工，使之由強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浂哂锌伤苄缘臓顟B(tài)，這個(gè)工藝過程稱為塑煉。

混煉：是將塑煉膠或者具有一定可塑性的橡膠與配合劑在機(jī)械作用下混合均勻，制成膠料，以便制造具有各種性能的橡膠制品。 配合劑與膠料的混煉工藝過程可分為四個(gè)階段：混入、分散、混合和塑化。

在煉膠時(shí)需要將各種配合劑和生膠加入密煉機(jī)的進(jìn)料口中，在密煉機(jī)的出料口也會產(chǎn)生大量廢氣，除了煙塵和水蒸氣外，還含有油類混合物，包括乳化油和乳油。其中乳化油的油珠粒徑小于10微米，一般為0.1-2.0微米。氣體中含有表面活性劑，使油珠成為穩(wěn)定的乳化液，停留在管道就會形成油狀物，長期積累的油泥狀物直接排向大氣就會使周圍物體表面積附油垢。 煉膠廢氣中主要污染物含有粉塵、硫化氫、二硫化碳、甲苯等。

硫化就是將具有一定塑性和黏性的膠料經(jīng)過成型工藝后而制成的膠輥半成品在一定外部條件下通過化學(xué)因素（如硫化體系）的作用，重新轉(zhuǎn)化為軟質(zhì)彈性橡膠制品或硬質(zhì)韌性橡膠制品，從而獲得使用性能的工藝過程。

在硫化過程中，外部的條件使膠料組分中的混煉膠與硫化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由線形的橡膠大分子交聯(lián)成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子，從而大大改善了橡膠的各項(xiàng)性能，能滿足產(chǎn)品使用需要的硬度、耐熱、耐老化、耐酸堿、耐高溫、彈性等物理機(jī)械性能和其他性能。硫化的實(shí)質(zhì)是交聯(lián)，即線形的橡膠分子轉(zhuǎn)化為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)過程。用得最普遍的是元素硫和含硫化合物。 因此硫化過程中產(chǎn)生的廢氣主要成分為含硫化合物等。

橡膠廢氣、橡膠硫化煙氣危害比較大，廢氣成分含有惡臭味物質(zhì)，并隨著風(fēng)向遠(yuǎn)距離飄逸，在空氣中停留時(shí)間長。造成各種不良影響。所以工業(yè)生產(chǎn)過程中必須采取措施進(jìn)行處理，以確保企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行良好及改善車間及廠區(qū)環(huán)境、達(dá)到國家環(huán)保要求。

1.VOCs末端處理研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

國內(nèi)對橡膠工業(yè)生產(chǎn)中廢氣的處理技術(shù)主要有以下幾種：

  1）液體吸收法

液體吸收法是利用液體吸收液與有機(jī)廢氣的相似相溶性原理，而達(dá)到處理有機(jī)廢氣的目的。通常為了強(qiáng)化吸收效果用液體石油類物質(zhì)、表面活性劑和水組成的混合液來作為吸收液。這種方法工藝流程簡單，投資費(fèi)用低，適用于廢氣流量較大濃度較高的廢氣處理。缺點(diǎn)是對設(shè)備要求較高，需要定期更換吸收劑，同時(shí)設(shè)備也易受腐蝕，占地面積大，能耗高。

2）吸附法

  吸附法是國內(nèi)橡膠工業(yè)處理廢氣的一種常見方法，其通過多孔性固體吸附劑將氣體混合物中一種或數(shù)種組分被濃集于固體表面，從而與其它組分分離的過程。吸附法可以有效脫除一般難以分離的低濃度有害物質(zhì)，具有凈化效率高、可回收有用組分、設(shè)備簡單等優(yōu)點(diǎn)。但由于吸附是一種物理作用，吸附容量小，設(shè)備體積大。

3）催化燃燒法

 催化燃燒技術(shù)是指在催化劑作用下使廢氣中的可燃性組分徹底氧化分解，從而使氣體得到凈化處理。為無火焰燃燒，安全性好;對可燃組分濃度和熱值限制較小;起燃溫度低，大部分有機(jī)物和CO在200℃~400℃即可完成反應(yīng)，故輔助燃料消耗少，而且大量地減少了NOx的產(chǎn)生，還消除了大部分的惡味。但由于催化劑的存在，對工藝要求嚴(yán)格，必須先對廢氣進(jìn)行預(yù)先處理，以防止催化劑中毒。

以上三種處理方式都是將生產(chǎn)過程中的廢氣進(jìn)行集中處理，但是仍熱無法消除橡膠產(chǎn)品自身所帶的惡味味。

2.新型治理方案

經(jīng)研究試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一是可以從氣味產(chǎn)生的源頭考慮，即橡膠加工過程中，減少對氣味有影響的因素的導(dǎo)入，橡膠助劑作為橡膠制品配方中必備的原材料對制品的氣味有著直接的影響，使用低氣味的橡膠助劑原材料是改善橡膠制品氣味的一種有效途徑。二是可以在橡膠的混煉和硫化過程中，添加一些可吸附氣體的材料。

我公司的研究方向是吸附材料。由于橡膠加工過程中產(chǎn)生的廢氣種類繁多，大分子有機(jī)物和小分子無機(jī)氣體同時(shí)存在，傳統(tǒng)的吸附劑加入后可能會影響橡膠產(chǎn)品的質(zhì)量，所以并不適合在加工過程中直接使用。

一般來說，吸附劑是能有效地從氣體或液體中吸附其中某些成分的固體物質(zhì)。吸附主要發(fā)生在吸附劑內(nèi)孔表面。

作為工業(yè)吸附劑，需要滿足以下：

1）有較強(qiáng)的吸附能力，即要求有較大的比表面積。

2）不與吸附質(zhì)及其它相接觸的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

3）有良好的機(jī)械強(qiáng)度和熱強(qiáng)度

4）容易再生，不易劣化

5）具有商業(yè)性生產(chǎn)規(guī)模和比較廉價(jià)的價(jià)格。

常見的吸附劑有：沸石、硅膠和活性氧化鋁。由于橡膠加工過程中的廢氣成分復(fù)雜，其中有很多帶有惡味味的大分子有機(jī)物。所以就需要吸附劑能同時(shí)很好地吸收小分子和大分子有機(jī)物。

我公司首先對硅膠吸附劑進(jìn)行了研究。硅膠是一種堅(jiān)硬無定型鏈狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅酸聚合物顆粒，它的組成是SiO₂·nH₂O，含水量在5%（wt.）,并且主要是以羥基的形式分布在硅膠表面，所以屬于極性吸附劑，對水、醇類、胺類、不飽和烴的吸附性很強(qiáng)。硅膠可以很好地吸收一部分氣體小分子，但由于硅膠的孔徑只有2-20nm，較之其他吸附劑孔分布較窄。耐熱性能差，超過100℃會發(fā)生碎裂。

為了彌補(bǔ)硅膠吸附劑的缺點(diǎn)，又選擇了沸石分子篩作為吸附劑補(bǔ)強(qiáng)。沸石是一種常見的無機(jī)吸附劑，由鋁、硅酸鹽類化合物構(gòu)成。沸石分子篩的特點(diǎn)是具有均勻一定的孔徑，在制作時(shí)可以根據(jù)要求控制孔道的大小；由于鹽的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐熱性也很強(qiáng)。沸石分子篩有較大的比表面積，所以在吸附質(zhì)濃度很低時(shí)仍有較大的吸附量。同時(shí)沸石分子篩又是一種極性吸附劑，對水和不飽和烴有很大的親和力，還可以通過提高硅鋁比來降低極性，能根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要改變自身吸附性能

我公司經(jīng)過大量的研究和試驗(yàn)，以沸石分子篩和硅膠為主材，通過特殊工藝加工，研制出一種新型的多孔型硅酸鹽吸附劑。由于其特殊的分子結(jié)構(gòu)，使該產(chǎn)品能有效地抑制和吸收各種橡膠助劑在橡膠制品加工時(shí)產(chǎn)生的刺激性氣味及其他異味，并能吸收有害的揮發(fā)成分殘留物，如苯、氨、甲醛、氯等。可以有效的阻止橡膠制品加工過程中的VOC釋放。

同時(shí)這種新型吸附劑對各種橡膠都有極佳的相容性，吸附具有時(shí)效長、添加量小等特點(diǎn)，又由于該產(chǎn)品全部由天然的無機(jī)硅鋁材料加工而成，無毒無害，綠色環(huán)保，對需遮蔽、吸收的介質(zhì)性能無任何影響。同時(shí)符合歐盟ROHS指令的相關(guān)要求，是理想的橡膠除味產(chǎn)品。

3.新型橡膠除味劑的使用建議

（1）用量：0.3-0.8%（wt.），具體用量應(yīng)以實(shí)際效果為準(zhǔn)。

（2）投料順序：

投入生膠→加入炭黑→加入操作油（105℃）→加入吸附劑（120℃）→排膠

。

4、應(yīng)用情況：

混煉膠硫化特性和物理性能測試結(jié)果

通過上表顯示，加入除味劑后門尼粘度和焦燒時(shí)間變化不大。與空白膠相比，硫化膠伸強(qiáng)性能變化不大。硫化膠的耐磨性、耐疲勞性均沒有明顯影響，說明它們對橡膠加工性能影響不大。

5、結(jié)論

   橡膠制品加工過程中VOC的排放越來越被關(guān)注，《橡膠制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 27632-2011標(biāo)準(zhǔn)的出臺，環(huán)保部門對橡膠制品企業(yè)的關(guān)注度不斷提高，周邊的居民對氣味的要求不斷提高，不論采用那種方式，去除異味是我們工作努力的方向。用多孔性硅酸鹽吸附材料吸附異味，改善輪胎等橡膠制品加工過程及制品本身的氣味是一個(gè)不錯的選擇，改變了傳統(tǒng)的末端治理的思路，由于多孔硅酸鹽分子結(jié)構(gòu)和成分與白炭黑接近，通過對膠料的適當(dāng)調(diào)整，使用橡膠除味劑后，減少白炭黑的用量，獲得同等的加工性能和物理機(jī)械性能，甚至更優(yōu)異的動態(tài)機(jī)械性能。對于綠色橡膠制品而言，從生產(chǎn)過程到成品都能減少VOC的排放，使用是的異味，橡膠除味劑的研發(fā)具有非常大的意義。