Miał gumowy można wprowadzać do mieszanek kauczukowych przeznaczonych do produkcji wyrobów takich jak dywaniki samochodowe, maty i wykładziny podłogowe, pokrycia dachowe, od których nie oczekuje się wysokiej wytrzymałości na rozciąganie i odporności na wielokrotne zginanie. Stosuje się go jako dodatek do asfaltu. Asfalt taki ma znakomite parametry użytkowe i wykazuje większą trwałość w porównaniu do asfaltów wyprodukowanych tradycyjnymi metodami. Niestety, z przyczyn ekonomicznych nie znajdziemy na świecie zbyt wielu odcinków dróg nim pokrytych.
Oprócz opisanych metod, na świecie stosuje się także recykling odpadów gumowych metodą pirolizy. Proces ten znany jest od lat 60. XX w. Polega on na ogrzewaniu całych lub rozdrobnionych opon w temperaturze 400–700°C bez dostępu tlenu, w wyniku czego powstają produkty gazowe, ciekłe i stałe. Faza gazowa zawiera głównie węglowodory alifatyczne, wodór i siarkowodór. Faza ciekła to przede wszystkim węglowodory aromatyczne, zawierające 1,2% siarki. Faza stała to popiół zawierający zwęgloną pozostałość, tlenek cynku, siarczek cynku, krzemionkę i ewentualnie stal.
Idea procesu wydaje się dość prosta, hasła ekologiczne są popularne i często możemy napotkać w internecie artykuły sugerujące, że uruchomienie instalacji do pirolizy opon to najlepszy interes, jaki można zrobić w życiu: „…pozwala uzyskać pełnowartościowe produkty, m.in.: oleje, gazy i produkt stały składający się w przeważającej ilości z czystego węgla”; „zużyte opony są źródłem wielu cennych, pełnowartościowych produktów”; „Rynek zbytu dla powstałych produktów jest praktycznie nieograniczony. Produkty znajdą zastosowanie w wielu sektorach gospodarki…”. Niestety rzeczywistość jest taka, że produkty pirolizy są niskowartościowe rynkowo i wymagają dalszej obróbki. Biorąc pod uwagę rosnące wymagania w obszarze ochrony środowiska, produkty gazowe i ciekłe wymagają chociażby odsiarczenia. Jeśli spalamy gaz powstający w procesie pirolizy, to w rozumieniu przepisów spalamy odpady i musimy spełnić wysokie standardy emisyjne dla różnych rodzajów zanieczyszczeń.
Olej popirolityczny zyska na wartości, jeśli wyodrębnimy z niego wartościowe chemikalia: D- i L-limonen, benzen, toluen, ksylen, etylobenzen itp. Ze względu na wysoką zawartość siarki nie wykorzystamy go jako oleju opałowego. Popiół popirolityczny również wymaga waloryzacji. Owszem, może być on wykorzystany jako napełniacz PVC lub mieszanek kauczukowych w zastępstwie półaktywnych sadz N-600 i N-700, bądź stać się dodatkiem do asfaltu. Nie ma co jednak marzyć o użyciu go bezpośrednio jako węgla aktywnego, albo składnika farby drukarskiej czy tuszu. W takim przypadku popiół popirolityczny musi zostać poddany dalszej obróbce. Waloryzacja, uszlachetnienie produktów pirolizy pociąga za sobą dodatkowe koszty i niestety, ekologia przegrywa tutaj z ekonomią.
Rosnąca ilość odpadów gumowych na świecie nadal stanowi problem. Nie rozwiąże się go poprzez budowanie placów zabaw dla dzieci ze zużytych opon, jak np. w Tokio (fotografia na początku artykułu). Zmieniające się wymagania środowiskowe powodują, że naukowcy wciąż muszą ulepszać istniejące już technologie recyklingu i nieustannie poszukiwać nowych rozwiązań. Podejmowane są próby aktywacji i funkcjonalizacji powierzchniowej miału i granulatu gumowego, aby ułatwić ich wprowadzanie do nowych mieszanek kauczukowych czy termoplastów oraz rozszerzyć zakres stosowania tego typu wyrobów przez poprawę ich właściwości fizykomechanicznych. Główną wadą tego rodzaju rozwiązań jest fakt, że w większości przypadków modyfikacja rozdrobnionej gumy wymaga długotrwałych, wieloetapowych procedur obejmujących np. odzyskiwanie rozpuszczalnika, płukanie, suszenie i utylizację powstałych ścieków oraz przeprowadzona jest zazwyczaj w sposób okresowy. Wskutek tego próby prowadzone w skali laboratoryjnej są kosztowne, co z kolei ogranicza wdrażanie tego typu technologii do przemysłu.
Można jednak wyodrębnić obiecujące obszary badań nad recyklingiem gumy. Pierwszy z nich to rozdrabnianie i funkcjonalizacja odpadów gumowych prowadzona w sposób ciągły w technologii reaktywnego wytłaczania lub mieszania wysokoobrotowego. Przygotowane w ten sposób nowatorskie produkty mogłyby znaleźć zastosowanie jako napełniacze wzmacniające i półwzmacniające oraz materiały inżynierskie dla budownictwa. Drugi obszar to charakterystyka jakościowa i ilościowa gazowych i ciekłych produktów emitowanych i wytwarzanych w reakcjach dewulkanizacji, modyfikacji lub funkcjonalizacji rozdrobnionej gumy. Niektóre z nich mogą być niebezpieczne dla środowiska oraz zdrowia ludzi. Niezwykle istotne są badania wpływu wspomnianych związków na właściwości i stabilność produktów końcowych, np. migracje podczas składowania i użytkowania. Standaryzacji wymagają też procedury oceny nowych technologii oraz oceny uzyskiwanych materiałów. Trzeci, ostatni z obszarów badań, to szacowanie opłacalności procesów przerobu odpadów gumowych prowadzonych w sposób ciągły, a jednocześnie optymalizacja i skalowanie prototypowych linii laboratoryjnych do wielkości półtechnicznej i przemysłowej.
Mimo wszystko, jak na razie ekologia i gospodarka o obiegu zamkniętym przegrywa w obszarze zagospodarowywania odpadów gumowych z ekonomią. Odzyskowi zużytych opon nie sprzyja też fakt, że ich ilość zwiększa się rokrocznie o około 7%.
Dr Karol Niciński
