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交联弹性体的化学与生物脱硫技术及其机理的研究

作　者: 邵景春
导　师: 赵素合
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 交联弹性体化学脱硫生物脱硫胎面胶粉脱硫机理鞘氨醇单胞球菌(Sphingonomas sp) 力学性能动态力学性能气相色谱质谱
分类号: X705
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

废旧橡胶是重要的可利用再生能源,现今为止有很多的再生方法,其中化学再生方法与生物再生方法最常用的方法。本论文利用化学脱硫与生物脱硫两个方法对废旧橡胶进行脱硫再生,评价了再生效果；研究了鞘氨醇单胞球菌(Sphingonomas sp)对含硫化合物的代谢机理,获得了有意义的基础理论数据。首先采用二苯二硫化物(DPDS),氨苯基二硫化物(APDS),2,2’-二苯酰胺基二硫化物(DBADPDS)、烯丙基二硫化物(DADS)和Delink五种脱硫剂对废胎面胶粉进行力化学脱硫再生,研究了脱硫工艺条件、脱硫剂的品种及用量对脱硫废胎面胶粉门尼粘度、溶胶份数、力学性能及脱硫胶粉和丁苯橡胶共混硫化胶的屈挠性能、动态力学性能、拉伸断面形貌和断面上胶粉粒子的形态等的影响,筛选出一种比较高效的脱硫再生剂DBADPDS,并对其最佳的脱硫条件进行系统研究。结果表明,脱硫剂用量选择2份,脱硫时间20分钟,当温度高于140℃时,脱硫过程碳-碳主链破坏严重,较佳的脱硫温度为120℃。使用自培养的鞘氨醇单胞球菌(Sphingonomas sp)对顺丁硫化胶粉进行生物脱硫,通过测定脱硫胶粉的溶胶份数、FTIR、XPS及脱硫BR胶粉与SBR生胶共混的硫化胶的交联密度,力学性能,动态力学性能,拉伸断面形貌和断面上胶粉粒子的形态等,证明了鞘氨醇单胞球菌(Sphingonomas sp)不但使BR胶粉的交联键断裂,而且对橡胶主链的C=C双键也有氧化作用。采用模型化合物(DBDS)研究脱硫机理,将鞘氨醇单胞球菌(Sphingonomas sp)与模型化合物DBDS进行共培养,使用气相色谱分析技术(DC)及质谱分析技术(MS)对其分解产物进行分析,实验证明,鞘氨醇单胞球菌(Sphingonomas sp)能够分解DBDS,代谢产物为新的含硫化合物,部分产物的化学名称需进一步的分析确定。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-15
符号说明  15-16
第一章绪论  16-34
  1.1 国内外废旧橡胶回收的研究现状  16-17
  1.2 废胶粉的相关知识  17-19
    1.2.1 废胶粉的分类  17-18
    1.2.2 废胶粉的基本性质及应用  18-19
    1.2.3 废胶粉的制备  19
  1.3 再生胶的相关知识  19-21
    1.3.1 再生胶的定义  19-20
    1.3.2 再生胶的实质  20
    1.3.3 再生胶的再生工艺  20-21
  1.4 橡胶的再生方法  21-29
    1.4.1 胶粉的物理再生  21-23
    1.4.2 胶粉的化学再生  23-26
    1.4.3 微生物脱硫  26-29
  1.5 选题意义  29
  1.6 研究内容  29-30
  1.7 研究方法及实施方案  30-31
  1.8 拟解决的问题  31
  1.9 本课题的创新之处  31-34
第二章实验部分  34-46
  2.1 原材料、测试方法及工艺  34-42
    2.1.1 原材料  34
    2.1.2 实验设备及测试方法  34-38
    2.1.3 实验工艺路线  38-42
  2.2 实验配方  42-46
    2.2.1 化学脱硫剂再生废轮胎胶粉的配方  42-43
    2.2.2 脱硫剂DBADPDS脱硫废胎面胶粉再生工艺中出现的配方  43-44
    2.2.3 胶粉的生物脱硫  44-46
第三章化学脱硫剂脱硫废胎面胶粉  46-72
  3.1 五种脱硫剂对废胎面胶粉的再生效果的评价  46-53
    3.1.1 脱硫效果的表征  46-48
    3.1.2 胶粉填充SBR/炭黑胶料的性能  48-52
    3.1.3 小结  52-53
  3.2 脱硫剂DBADPDS脱硫废胎面胶粉再生工艺方法  53-72
    3.2.1 用双棍开炼机脱硫  53-60
    3.2.2 用哈克密炼机脱硫  60-67
    3.2.3 有无脱硫剂处理的胶样对比试验分析  67-68
    3.2.4 化学脱硫机理探讨  68-70
    3.2.5 机械脱硫过程中的主要影响因素  70-71
    3.2.6 小结  71-72
第四章鞘氨醇单胞菌脱硫顺丁胶粉效果的评价  72-82
  4.1 研究背景介绍  72
  4.2 微生物的培养  72-73
  4.3 脱硫橡胶的分析  73-76
    4.3.1 红外曲线的分析  73-74
    4.3.2 XPS分析  74-76
  4.4 填充胶粉的SBR的性能  76-81
    4.4.1 硫化速率系数  76
    4.4.2 溶胀度和交联密度  76-78
    4.4.3 力学性能  78-79
    4.4.4 拉伸断面观察  79
    4.4.5 动态力学性能  79-81
  4.5 本章小结  81-82
第五章研究PL1菌脱硫机理  82-90
  5.1 选题的背景及意义  82
  5.2 模型化合物的选择  82
  5.3 气相色谱实验条件的选择  82-83
    5.3.1 气相色谱柱的选择  82-83
    5.3.2 实验参数的选择  83
  5.4 经PL1菌代谢模型化合物可能的产物分析  83-84
  5.5 色谱柱选择相关资料  84
  5.6 产物的提取  84
  5.7 分析和讨论  84-88
    5.7.1 正己烷的保留时间分析  84-85
    5.7.2 模型化合物DBDS色谱图分析  85-86
    5.7.3 PL1菌与培养液的气相色谱分析  86
    5.7.4 DBDS经PL1菌与培养液共培养后的气相色谱分析  86-87
    5.7.5 有无DBDS的PL1培养液的色谱图进行气相色谱分析  87
    5.7.6 有DBDS的PL1培养液进行质谱分析  87-88
  5.8 本章小结  88-90
第六章结论  90-92
参考文献  92-96
致谢  96-98
研究成果及发表的学术论文  98-100
作者和导师简介  100-104
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  104-105

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