封面说明
基于退役轮胎的高值化回收背景，重点突出了退役轮胎橡胶采用热氧化解交联法制备液体再生胶的过程，并将液体再生胶用于制备橡胶改性沥青，由该类改性沥青所铺设的路面具有优异的性能，实现了轮胎跑在轮胎路面上的工程意义。
第一作者：任腾
通信联系人：王仕峰
通信联系人单位：上海交通大学
文章重要内容
针对退役轮胎橡胶绿色升值利用的跨世纪难题，上海交通大学王仕峰研究员团队系统归纳了轮胎橡胶的再生理论及关键技术进展。理论上，定义并区分了橡胶的降解、脱硫和解交联，梳理了不同再生胶微观结构与物理性能及升值应用之间的关系。工程上，重点阐明轮胎橡胶循环再生技术由脱硫向可控解交联(既断链硫键又靶向断裂主链)转变的必要性，特别探讨了深度解交联产物—液体再生胶的升值利用途径。该文从高分子材料学基本原理和橡胶物理化学特性角度出发，提出了退役轮胎升值回收的核心问题并展望了未来研究方向。
文章背景
退役轮胎已成为全球增长数量最快的固体废弃物之一，若随意堆积处置会造成环境污染、资源浪费，甚至威胁人类健康。目前处理方式有原物利用、能量回收、热裂解等，但这些方法普遍为低值利用方式，而制备高值再生胶材料循环利用，前景广阔。常见的脱硫再生方法包括热机械、动态脱硫、超声波、微波、超临界CO2和微生物法等，它们均旨在选择性地断裂橡胶的交联键(C—S和S—S键)避免主链(C—C键)破坏而恢复橡胶的初始状态。然而实践中，不但难以理想地选择性断交联键，而且所得再生胶本质上为约30%流动相(液体橡胶+软化油)和约70%粗填料(30微米左右)，虽然该类再生胶具有硫化再结合能力，并显示较高的拉伸强度，但粗填料中的橡胶-炭黑多重网络限制了再生胶在未来产品基体中的均匀、微纳分散，动态性能和耐磨耗性能急剧下降。因此，急需梳理退役轮胎橡胶的脱硫再生理论，从整体化最佳视角，建立轮胎橡胶绿色升值循环利用途径。
文章概述
该文系统探讨了退役轮胎橡胶的绿色循环利用理论和技术，聚焦从传统脱硫再生到解交联理论的革新。首先介绍了典型轮胎橡胶的结构及组成，并指出了轮胎橡胶再生的技术瓶颈：复杂的组成成分和内部多重交联网络。随后，定义了轮胎橡胶再生的常用术语(脱硫、降解和解交联)，并梳理了不同再生胶结构与性能之间的关系。
图1 轮胎橡胶多重交联网络的解离示意图
接着，系统归纳了退役轮胎橡胶的材料再生的主要方法：热降解法、脱硫法和解交联法。热降解法的能耗较高，且产物利用率较低；脱硫法基于选择性断键的理想再生理念，即仅断裂交联键而保留主链完整，旨在将胶粉转化为具有较强力学性能的中高门尼再生胶，但该类再生胶是几十微米的粗填料，在基体中的分散性较差，限制其应用范围。为此，提出了解交联理论，通过同步破坏轮胎橡胶的主链与交联键，可控、靶向解离橡胶-炭黑的网络，获得可微纳分散再生胶，兼具补强与反应增塑功能。此外，文章基于再生胶的不同种类，系统归纳了其不同的应用场景，包括直接硫化，与橡胶并用以替代生胶或操作油和炭黑、改性塑料和改性沥青等。其中，液体再生胶在改性沥青中的高掺量工程应用已得到初步验证，可有效改善沥青低温柔性、韧性、抗裂性能及水稳定性，真正实现了轮胎跑在轮胎路面上，破解传统沥青路面易老化开裂，寿命短的缺陷，将废旧轮胎转化为高性能、长寿命的绿色交通基础材料。
图2 低门尼粘度再生胶在长寿命交通工程中的实践
最后，强调需摒弃选择性断键的传统脱硫思维，推动解交联技术发展以提升再生胶分散性与稳定性，拓展其应用潜力。全文通过分析技术瓶颈与产业需求，为退役轮胎的升值回收提供了理论框架与研究方向。
上述工作以综述形式在《高分子通报》2025年第6期印刷出版，任腾为论文的第一作者，通信联系人为上海交通大学化学化工学院王仕峰研究员。
作者简介
王仕峰，男，博士，研究员，上海交通大学博士生导师。研究方向为先进高分子加工与应用；高分子循环利用；绿色建筑材料。现已在国内外刊物上发表论文200余篇(SCI 97篇)，他引6000余次，获中国专利授权28项。国家科学技术发明二等奖等奖励15项。主持国家自然基金、国际科技合作重点项目、江苏省科技成果转化和多项企业合作项目。担任《中国轮胎资源综合利用》《石油沥青》等多个期刊编委。
引用本文：
任腾 , 张宙 , 王仕峰.
退役轮胎橡胶的绿色升值循环：从脱硫到解交联.
高分子通报, 2025, 38(6),857-867
Ren, T.; Zhang, Z.; Wang, S. F.
Green upcycling of the end-of-life tire rubber: from devulcanization to decrosslinking.
Polym. Bull. (in Chinese), 2025, 38(6),857-867doi: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.24.351
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