硫化膠粉的基本性能表征及其改性膠粉的并用研究.pdf

1、面向于廢棄橡膠回收，通過生產(chǎn)精細(xì)膠粉及其與橡膠并用的方法實現(xiàn)廢舊橡膠循環(huán)使用資源化，可有效地避免生產(chǎn)再生膠的二次污染，因此被認(rèn)為是極具潛力的途徑。然而，采用該法也存在著原料塑性差，制品性能不高等問題?；诖?，本文以常溫機(jī)械粉碎廢舊輪胎生產(chǎn)的硫化膠粉為研究對象，在細(xì)致地分析硫化膠粉粒度及粒度分布、表面形態(tài)、組成含量與表面含氧基團(tuán)含量等基本結(jié)構(gòu)特征后，制備了膠粉硫化膠，研究了以不同來源、不同粒徑的膠粉為原料所制備膠粉硫化膠的物理機(jī)械性能與其

2、組成、粒徑之間的關(guān)系；為了進(jìn)一步改善原料形態(tài)，提高硫化膠制品性能，采用活化改性與擠出再生改性的方法對膠粉進(jìn)行改性處理，討論了活化改性與擠出再生改性工藝參數(shù)對活化改性膠粉硫化膠物理機(jī)械性能的影響；在此基礎(chǔ)上，采用天然橡膠或丁苯橡膠為基體，分別與硫化膠粉、活化膠粉、擠出再生膠進(jìn)行配合并用，研究了并用膠中組分含量、制備工藝等對并用膠物理機(jī)械性能的影響，優(yōu)化組分含量與工藝參數(shù)，實現(xiàn)并用膠性能大幅度地提高。
　　 就膠粉原料、膠粉硫化膠、

3、膠粉改性處理及其并用膠制備與性能研究，有以下結(jié)論：
　　 1.常溫粉碎法生產(chǎn)的硫化膠粉主要由天然橡膠、丁苯橡膠、炭黑以及其它配合劑組成；200目膠粉粒徑分布范圍較窄，主要分布在40-85μm之間，平均粒徑66.61μm，比表面積33.81m2/kg；掃描電鏡顯示膠粉表面形狀不規(guī)則，呈毛刺狀態(tài)有無數(shù)的凹凸；硫化膠粉的基本組分為：橡膠烴51％、炭黑26％、灰分8％、丙酮抽出物14％、加熱減量0.8％、鐵0.03％；80目膠粉表面含氧

4、基團(tuán)酸值118，羰值2.68 mmol·(100g)-1；以輪胎胎面為原料生產(chǎn)的膠粉制備的硫化膠相比整胎生產(chǎn)的膠粉制備的硫化膠的性能要好，拉伸強(qiáng)度增加了2MPa，伸長率增加了40％；膠粉的粒徑越細(xì)，對應(yīng)硫化膠的性能也在提高，100目比40目膠粉硫化膠拉伸強(qiáng)度提高2MPa，伸長率增加了30％。
　　 2.硫化膠粉表面活化改性，粒子表面電鏡圖上看出活化劑吸附或包覆在膠粉表面，從制備的膠粉、活化膠粉硫化膠的物理機(jī)械性能結(jié)果中可知，活化

5、改性膠粉的塑煉性能和硫化特性得到了改善，活化工藝二硫化時間由未改性的6’01”縮短到5’31”，門尼粘度[ML(1+4)100℃]由6.53增加到21.22，力學(xué)性能中斷裂伸長率相比未改性膠粉硫化膠提高了37％，綜合考慮，活化改性工藝二改性的膠粉制備的硫化膠改性效果較好；通過膠粉以及改性膠粉與生膠配合制備并用膠的性能可以看出，活化改性膠粉所填充的硫化膠的物理機(jī)械性能都是明顯優(yōu)于填充未改性膠粉的硫化膠。與天然橡膠并用，拉伸強(qiáng)度未改性體系為

6、18.46 MPa，活化改性后達(dá)到了24.97MPa，伸長率由469.09％提高到522.32％，撕裂強(qiáng)度由25.53 kN/m提高到45.87 kN/m，尤其是在丁苯橡膠為基體的并用膠中，加入活化改性膠粉體系拉伸強(qiáng)度為16.81 MPa，接近純丁苯橡膠的18.18 MPa，斷裂伸長率及撕裂強(qiáng)度都超過了純丁苯橡膠硫化膠，分別為555.13％、36.46kN/m，而純丁苯橡膠為513.30％、35.54kN/m，門尼粘度[ML(1+4)1

7、00℃]為17.35，接近純丁苯橡膠的22.94。
　　 3.硫化膠粉經(jīng)過擠出再生改性，形成了表面致密的塊狀膠粉再生膠，表面活性基團(tuán)增多，從制備的擠出再生硫化膠的物理機(jī)械性能可以看出，與未改性的膠粉硫化膠相比，可塑性達(dá)到了0.33，未改性為0.04，門尼粘度[ML(1+4)100℃]為97.43，未改性為6.53，加工性能明顯提高。對四種不同的擠出改性工藝得到了膠粉再生膠硫化膠物理機(jī)械性能進(jìn)行對比，擠出工藝一和工藝二得到的膠粉再

8、生膠性能最好。膠粉擠出再生膠與天然橡膠并用，斷裂伸長率和撕裂強(qiáng)度均超過純天然橡膠，達(dá)668.2％和85.56 kN/m，純天然橡膠為572.99％和70.47 kN/m；與丁苯橡膠并用拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率及撕裂強(qiáng)度均超過純丁苯橡膠，分別為19.37MPa、669.09％和51.90kN/m。純丁苯橡膠為18.18MPa、513.3％和35.54kN/m。并用膠的性能說明擠出再生制得了膠粉再生膠比活化改性的效果更好，提高膠料物理機(jī)械性能的