【炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)】12 月 11 日消息，普利司通攜手日本國立研究開發(fā)法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(AIST)，成功研發(fā)出一套兩階段化學回收工藝，能夠在常溫環(huán)境下實現(xiàn)硫化輪胎橡膠的有效分解，相關(guān)研究成果已于 12 月 4 日對外公布。該技術(shù)依托復(fù)分解反應(yīng)對碳 - 碳雙鍵進行重排，先完成硫化聚異戊二烯的化學分解，再通過后續(xù)熱分解處理，可產(chǎn)出異戊二烯、炭黑以及苯、甲苯、二甲苯(BTX)等化工原料。

一直以來，天然橡膠類的聚異戊二烯可借助催化復(fù)分解反應(yīng)實現(xiàn)便捷分解，但廢舊輪胎中的硫化聚異戊二烯橡膠卻因硫成分會抑制復(fù)分解反應(yīng)，成為回收領(lǐng)域的一大難題。為此，研究團隊將突破口放在為輪胎橡膠匹配適宜的催化劑與溶劑上，以此實現(xiàn)交聯(lián)結(jié)構(gòu)聚異戊二烯在溫和的近常溫條件下的化學分解。從工藝原理來看，分子間復(fù)分解反應(yīng)會讓聚異戊二烯分子間的碳 - 碳雙鍵重排，不過生成的分子鏈長度不均，難以直接獲取短分子鏈;而分子內(nèi)復(fù)分解反應(yīng)則會催生環(huán)狀聚異戊二烯，進而實現(xiàn)分子鏈的縮短。

據(jù)炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)了解，雙方在實驗中證實，向硫化聚異戊二烯橡膠內(nèi)加入適配的催化劑與溶劑后，僅需常溫環(huán)境下數(shù)小時，就能大幅縮短聚異戊二烯分子鏈。為厘清這一反應(yīng)機制，研究人員對反應(yīng)產(chǎn)物展開了細致的結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)液態(tài)聚合物的核心成分為以環(huán)狀異戊二烯四聚體為主的環(huán)狀化合物。不僅如此，團隊還通過對環(huán)狀異戊二烯四聚體的分離提純與單晶 X 射線結(jié)構(gòu)分析，首次明確了其包含三維結(jié)構(gòu)在內(nèi)的完整分子結(jié)構(gòu)。

研究還發(fā)現(xiàn)，對反應(yīng)生成的液態(tài)聚合物開展熱分解處理時，異戊二烯會成為主要產(chǎn)物。此前，研究團隊曾針對反應(yīng)產(chǎn)物進行驗證，確認其液態(tài)聚合物的核心組分特性，這也為整個工藝的可行性提供了關(guān)鍵理論支撐。

在廢舊輪胎回收領(lǐng)域，硫化橡膠復(fù)雜的硫交聯(lián)結(jié)構(gòu)是長期阻礙回收進程的核心癥結(jié)，而此次普利司通與 AIST 的研究成果，為廢舊輪胎的化學回收筑牢了科學根基，成功破解了這一行業(yè)難題。未來，雙方計劃將該技術(shù)的應(yīng)用范圍拓展至丁二烯橡膠等其他橡膠品類，同時深挖新分離出的環(huán)狀異戊二烯四聚體的應(yīng)用價值，同步推進工藝放大相關(guān)研究，力爭在 21 世紀 30 年代達成技術(shù)商業(yè)化落地的目標。