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新法制备再生胶的工艺与性能的研究

作　者: 高文廷
导　师: 杜爱华
学　校: 青岛科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 废轮胎胶粉机械化学再生化学再生再生胶再生剂
分类号: TQ335
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

我国是世界上橡胶消耗量最大的国家,同时又是橡胶资源十分匮乏的国家,废旧橡胶生产再生胶可以缓解我国橡胶资源的对外依赖程度。目前,国内再生胶行业普遍采用高温高压动态脱硫法,该法存在劳动强度大、二次污染和高能耗等问题,因此,寻找一种节能环保的新工艺对我国经济的可持续发展具有重要意义。本论文采用了三种不同的工艺以废旧轮胎胶粉(GTRP)制备再生胶,通过测定门尼粘度、交联密度、溶胶含量和拉伸性能等对再生胶的再生效果和性能进行了表征,并利用扫描电镜(SEM)、红外光谱仪和热失重分析仪对再生胶和再生硫化胶的结构进行了表征。主要研究结果表明：(1)通过采用转矩流变仪对GTRP进行机械化学法再生,获得了再生效果良好的再生胶,随着活化剂用量的增加和再生温度的提高,胶粉的再生效果变好,在再生温度为180℃、活化剂A用量为1phr时,再生胶表现出最佳的性能。选用膨润剂A时再生胶的综合性能最好,再生活化剂A对胶粉的再生效果优于再生活化剂B。(2)化学法对GTRP实现了再生,随着再生温度的提高和再生时间的延长,胶粉的交联网络破坏程度增加,再生效果变好,在再生条件为190℃×l5min时所得再生胶的综合性能最好；通过扫描电镜观察发现,再生温度为170℃时再生硫化胶拉伸断面有较多凝胶粒子,再生效果差；对所得再生胶进行了红外分析和热分析,结果表明再生温度为190℃时,随着再生时间的延长,再生胶粉的分子链发生了断裂；再生胶中添加加工助剂A能提高再生硫化胶的交联密度,加工助剂A用量为2phr时,再生胶的综合性能最佳；薄通和捏炼对再生胶性能的影响大体相同,薄通次数的增加和捏炼时间的延长均会导致再生硫化胶性能的下降,在薄通20次、捏炼5min～10min时,既能保证生产效率,再生胶又可具备较好的综合性能；一定用量的填料A和填料B可以改善再生胶的发粘状况,并可以提高再生胶的性能；选用填料C时,用量低于3phr时,再生胶的性能有所降低,但仍能满足使用要求。(3) DM/TMTD在GTRP开炼机再生过程中表现出良好的再生活化作用,实验制备得到性能良好的再生胶；GTRP与膨润剂进行高温预混可以改善GTRP的膨润效果,促进再生过程中DM和TMTD在GTRP中的分散,进而改善再生效果,但预混温度超过180℃会引发GTRP分子链的断裂,导致再生胶性能下降；综合各种性能,在预混温度为160℃和170℃,DM和TMTD用量为0.5phr并添加10.3phr硫磺时,再生胶的性能最佳。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
前言  11-12
第一章文献综述  12-29
  1.1 黑色污染的危害  12
  1.2 废旧橡胶回收利用现状  12-16
    1.2.1 直接利用  12-13
    1.2.2 间接利用  13-16
  1.3 再生胶的研究现状  16-24
    1.3.1 废旧橡胶脱硫再生方法  16-21
    1.3.2 废旧橡胶再生的新工艺  21-24
  1.4 硫化橡胶的再生机理  24-27
    1.4.1 再生机理  24-27
  1.5 课题研究的背景和内容  27-29
    1.5.1 课题研究的背景  27-28
    1.5.2 课题研究的内容  28-29
第二章 GTRP机械化学法再生的探索研究  29-50
  2.1 概述  29
  2.2 实验部分  29-33
    2.2.1 主要原料  29
    2.2.2 实验设备  29-30
    2.2.3 实验配方  30-32
    2.2.4 性能与测试  32-33
  2.3 结果与讨论  33-48
    2.3.1 不同膨润剂对再生胶性能的影响  33-38
    2.3.2 膨润剂A与膨润剂E并用对再生胶性能的影响  38-41
    2.3.3 膨润剂A与膨润剂B并用对再生胶性能的影响  41-44
    2.3.4 两种不同再生活化剂对再生胶性能影响的对比  44-48
  2.4 本章小结  48-50
第三章 GTRP化学法再生工艺及再生配方的研究  50-75
  3.1 概述  50
  3.2 实验部分  50-54
    3.2.1 主要原料  50
    3.2.2 实验设备  50
    3.2.3 实验配方  50-54
    3.2.4 性能与测试  54
  3.3 结果与讨论  54-74
    3.3.1 GTRP化学法再生工艺对再生胶性能的影响  54-61
    3.3.2 不同加工助剂及用量对再生胶性能的影响  61-63
    3.3.3 加工助剂A用最对再生胶性能的影响  63-67
    3.3.4 薄通次数对再生胶性能的影响  67-69
    3.3.5 捏炼时间对再生胶性能的影响  69-71
    3.3.6 不同填料对再生胶性能的影响  71-74
  3.4 本章小结  74-75
第四章促进剂DM/TMTD对GTRP再生作用的探索研究  75-89
  4.1 概述  75
  4.2 实验部分  75-77
    4.2.1 主要原料  75
    4.2.2 实验设备  75
    4.2.3 实验配方  75-77
    4.2.4 性能与测试  77
  4.3 结果与讨论  77-88
    4.3.1 促进剂DM/TMTD对GTRP再生作用的探索  77-81
    4.3.2 DM/TMTD对GTRP再生效果影响因素的探索  81-84
    4.3.3 GTRP与膨润剂A预混温度对再生胶性能的影响  84-88
  4.4 本章小结  88-89
结论  89-90
参考文献  90-94
致谢  94-95
攻读学位期间发表的学术论文  95-97

新法制备再生胶的工艺与性能的研究

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