为改善橡胶制品的性能,生产上要对生橡胶进行一系列加工,使胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应,使其由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子,从而使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等优良性能。该加工过程即为橡胶的硫化。橡胶胶料在硫化时会产生蓝色的烟雾气,是橡胶与各种化工添加剂在加温、加压条件下发生复杂化学反应所生成的气体产物。硫化烟气具有特殊的恶臭,是橡胶制品在生产过程中的主要废气污染源之一。目前国内大部分的橡胶企业对于硫化烟气未采取净化措施,主要通过局部或全面换气的方式将烟气扩散至大气环境中,从而改善硫化车间的操作环境。由于橡胶在一系列的加工过程中需添加大量的、种类繁多的化学材料,如填充剂、硫化剂、1,}进剂、活性剂、防老剂、增塑剂、隔离剂、发泡剂、着色剂、阻燃剂等。此类化学材料中有些含有有机官能团物质,有些为重金属盐类,对人体和环境有一定的危害。据国际橡胶研究机构预测到2020年,我国对NR的需求将上升为400万t。随着橡胶工业的飞速发展,它所带来的环境污染问题也日趋严重。因此研究和防治橡胶工业生产中的污染已成为现代橡胶工业迫切需要解决的问题。

   1硫化烟气的来源和组成

   硫化通常是橡胶制品生产的最后一个工艺过程,也是橡胶制品加工中的一个化学过程。在硫化前,橡胶大分子为线形结构,分子间以范德华力相互作用,胶料可塑性大,伸长率高,具有可溶性。在硫化过程中,外部的条件使胶料组分中的生胶与硫化剂或生胶与生胶之间发生化学反应,由线形的橡胶大分子交联成立体网状结构的大分子,分子间主要以化学键结合。通过这一反应大大改善了橡胶的各项性能,使橡胶制品获得了能满足产品使用需要的物理机械性能和其他性能。硫化的实质是交联,即线形的橡胶分子转化为空间网状结构过程。

   根据制品的性能和用途不同,橡胶的硫化过程可采取多种不同的硫化方法,其中热硫化是目前大多数橡胶制品普遍采用的方法。硫化压力、温度和时间是橡胶硫化三要素。硫化压力的选取主要根据产品的类型、配方、可塑性等因素决定,硫化温度的高低可直接影响硫化速度和产品质量,一般应综合考虑橡胶的种类、硫化体系和制品结构等。因此不同的橡胶制品产生的硫化烟气组成和含量是大不相同的。

   橡胶硫化会产生挥发物,主要有下列的几种:

1. 聚合物中残存的单体:一般为聚合物加人量的1%以下,在硫化前的加工过程中基本上挥发掉;
2. 防老剂:一般损失量为加人量的1%以下,其中酚类防老剂较胺类防老剂易挥发; (3)硫化促进剂:在硫化中有一部分消耗掉;

   (4)促进剂和软化剂等:在16 7 ℃下加热3h损失约 0.05%~1.0%;

   (5)其他配合剂的损失量为0.1%;

   国内外研究机构都曾对硫化废气的成分和来源进行分析研究。前苏联医学科学院劳动卫生与职业病研究所曾对胶鞋硫化车间空气采用气相色谱分析,共分离90个峰,其中直链烃9个峰,芳烃25个峰,环烃3个峰,有机化合物27个峰,芳香胺类11个峰,醛和酮类4个峰。

   1988年上海义生橡胶厂与上海化工局环保监测站、上海化工职防所、上海币环境科研所和上海医科大学卫生化学教研室共同对胶鞋硫化烟气组分分析工作,采用分析技术包括气....