再生橡胶的制备结构与性能的

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摘 要 :随着我国各项法律法规的健全,再生橡胶行业存在的高耗能,以及强污染的情况亟待解决,就目前而言,橡胶行业存在的问题主要有天然橡胶资源消耗较快,并且不能满足现在生产的需要,因此对于废旧橡胶资源化议题的深入研究对橡胶行业来说是十分必要的.本文中,主要是对不同再生工艺条件对再生橡胶的制备及结构与性能的影响进行了简要的介绍,旨在提醒人们对橡胶再生技术的关注.

关 键 词 :再生橡胶 工艺条件 影响

前言

关于橡胶再生技术的研究,经过大量的试验得出:影响再生橡胶性能的主要因素有:再生工艺条件、软化剂的种类以及用量、增粘树脂和补强树脂的使用等等.本文主要是简单的对再生工艺条件对再生橡胶的制备以及结构性能的影响研究成果进行了总结.

再生橡胶在我国的技术变革主要经历了油法、水油法、动态法,虽然技术不断革新,但是再生橡胶工业在我国高能耗以及高污染的情况仍旧是个难解的顽疾.在我国的工业生产中,脱硫技术主要采用动态脱硫,其工作环境较为恶劣,温度很高,压力大,并且并不是连续生产.这一系列问题就使得橡胶再生过程的能耗大、不安全以及橡胶再生的性能不稳定.

一、旧橡胶再生脱硫简要机理

本文中以废旧轮胎胎面胶为例进行介绍.废旧轮胎胎面胶的主要成分是天然橡胶.其再生机理主要是:二硫化烷基苯酚(即活化剂420)在分解后能够产生自由基,这些自由基是天然胶上发生脱氢反应或者在双键上加成反应必不可少的条件之一,脱氢反应相对于加成反应而言是较为简单的,这主要是由于双键的存在烯丙基位置的活性是较高的.

天然橡胶的主链断裂速率是与加工温度、软化剂以及再生剂的浓度息息相关的,如果反应中没有活化剂420,反应后断链产生的自由基能够在短时间内再次迅速的结合.当温度较高,且已经高出聚合物断链的能量所需时,此时的化学键断裂就会更加容易实现.当在高温下,活化剂的效果比较明显时,加入二二硫化物就能加快其进入橡胶集体内的速率,橡胶自由基会与其相结合.

二、不同再生工艺条件对再生橡胶性能的影响

1、经过试验以及理论研究可以发现,在废旧橡胶再生时活化剂可以选用二硫化烷基苯酚,在反应中可以同时进行两种键的断裂,一是主链断裂,二是交联键的断裂.

2、通过控制温度变量这一方法进行的试验发现,再生橡胶的生产使用密炼工艺时,最低温度为150摄氏度,最好应该超过180摄氏度,温度越高,交联网络就越容易被破坏.但是出于对不同胶粉的综合性能的考量,并不是温度越高越好.60目胶粉的适宜温度为165摄氏度,而40目胶粉则需要170摄氏度.

3、40目胶粉与60目胶粉再生橡胶,在工艺条件相同的情况下,60目胶粉再生橡胶其门尼粘度更小、交联密度更小以及溶胶含量较高.这就可以充分的说明60目胶粉再生时其交联网络破坏更完全.但是理论计算现实其再生过程中断裂比例较高的主链.通过性能以及成本经济因素的综合考量,再生橡胶的生产使用40目胶粉就足够了.

4、保温处理环节中,温度变量控制发现,交联网络在低于150摄氏度的环境下,其破坏程度较低,而当温度高于200摄氏度时,主链断裂又增加的较快.在试验过程中同样发现,对橡胶工艺过程影响较大的因素还包括氧气.

5、控制时间变量,经试验可以获得以下结论:密炼工艺生产再生橡胶时,随着时间的增加胶粉中交联网络结构破坏的更加彻底,但是同时也加剧了主链的断裂.经过大量实验可以发现,要想得到综合性能更好的再生胶,其再生时间最好控制在25分钟左右.

6、通过扫描电镜对再生橡胶的观察发现,在再生橡胶中,当存在再生不完全的部分时,在再生橡胶中是以“缺陷”的方式存在的.这就使得当承受外力时造成了应力集中,很容易就对结构进行了破坏.我们从再生橡胶的断裂特征以及形貌进行观察,可以推断,橡胶在进行再生时,橡胶的空间网状结构被破坏,形成新的结构,在所有的新结构中只有直链结构能够使得再生橡胶门尼粘度减少.


7、对再生橡胶混炼胶和硫化胶的RPA进行分析,再生橡胶的交联密度会因为橡胶再生是否完全这一区别而差别很大,并且其“软”和“硬”的差别也比较大.应力的大小,会对这种“软”和“硬”的性质有所影响,应变越大,损耗因子越小,结构间“软硬”差距也相应的减小,能量传播损失减小.

三、结语

再生橡胶技术的不断进步既是保护环境的需求,又是经济效益的需求,并且是我国橡胶资源稀缺的一条出路.橡胶再生技术的研究时任重而道远的,本文只是根据了一个小小的分支进行了介绍.根据本人多年的工作经验以及相关知识,我认为,再生橡胶的制备以及其结构与性能的研究方向可以从下面的三点点出发:1、优化工艺,较少氧气的影响;2、对于新型活化剂的研究;3、再生橡胶产品的开发.

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