螺杆组合对用废旧轮胎胶粉制备再生胶工艺的影响

介绍了自行研制的螺杆组合结构,考察了不同螺杆组合对废旧轮胎胶粉制备再生胶工艺的影响。结果表明,螺杆组合对于用废旧轮胎胶粉脱硫制备的再生胶力学性能的影响很大。相对于主喂比( 喂料螺杆与主螺杆转速之比) 而言,螺杆的转速和温度对废旧轮胎胶粉的脱硫效果及再生胶力学性能的影响程度较高。在采用螺杆组合Ⅱ制备再生胶时,若将螺杆转速设为100 r /min、主喂比设为1. 4、温度设为190 ℃( Ⅰ区) /180 ℃ ( Ⅱ区) /160 ℃ ( Ⅲ区) ,则废旧轮胎胶粉的凝胶质量分数由脱硫前的86. 32%降至77. 56%,交联密度由14. 86 × 10 － 5 mol /cm3 降至5. 38 × 10 － 5 mol /cm3 ; 此时获得的再生胶的力学性能最好,拉伸强度达到14. 4 MPa,扯断伸长率约为446%。     

废旧轮胎胶粉应力诱导脱硫反应影响因素的研究

在废旧轮胎胶粉/EPDM的熔融挤出过程中,以仲丁醇为脱硫反应促进剂,研究螺杆转速和挤出反应温度对脱硫共混物凝胶质量分数(w)、凝胶分子链结构以及SBR/脱硫共混物再硫化材料物理性能的影响。结果表明:在废旧轮胎胶粉/EPDM的熔融挤出过程中,随着螺杆转速和挤出反应温度的升高,废旧轮胎胶粉颗粒所受的机械剪切应力作用增强,引起废旧轮胎胶粉中交联网络的断裂、降解或解交联反应,导致脱硫共混物w显著减小以及SBR/脱硫共混物再硫化材料中凝胶粒子尺寸明显减小;添加仲丁醇有利于脱硫反应的进行,并具有抑制交联副反应和保护脱硫产物中双键的作用,使脱硫共混物的w进一步减小;在螺杆转速为1 000 r.min-1、挤出反应温度为240℃的条件下,SBR/脱硫共混物(添加仲丁醇)再硫化材料的拉伸强度和拉断伸长率分别为19.3 MPa和567%。     

单螺杆挤出机连续脱硫制备再生胶的结构与性能

利用本课题组研制的单螺杆挤出机,对废旧轮胎胶(GTR)粉进行连续脱硫制备再生胶(DGTR),并对DGTR进行再硫化制成DGTR硫化试样.结果显示,随螺杆转速增加,DGTR凝胶含量和DGTR硫化试样交联密度逐渐降低,DGTR硫化试样的拉伸强度和拉断伸长率有所提高;螺杆转速设定为40 r·min^-1时,在205℃脱硫温度下取得了最好的脱硫效果,DGTR硫化试样的拉伸强度和拉断伸长率分别约为11 MPa和386%.从红外光谱和光电子能谱的分析结果推测,在单螺杆挤出机的剪切和热等的共同作用下,GTR粉中部分S-S键和C-S键发生了断裂.     

连续机械剪切对废旧轮胎胶粉脱硫效果的影响

利用自行研制组装的剪切型双螺杆挤出机对废旧轮胎胶粉进行连续机械剪切脱硫,考察了螺杆转速和加工温度对胶粉脱硫效果的影响。结果表明,在螺杆转速为120 r/min,螺杆部分加热输送区、多段压缩和分段剪切区、混炼剪切区3个区段的加工温度分别为250,230,200℃的条件下,胶粉的凝胶质量分数由脱硫前的97.71%最低可下降到67.57%,交联密度由脱硫前的5.00×10-4mol/mL最低可下降到1.08×10-4mol/mL,具有很好的脱硫效果。     

亚临界水挤出法应力诱导挤出条件对废轮胎胶粉脱硫共混物及其热塑性弹性体性能的影响

采用亚临界水挤出法应力诱导废轮胎胶粉解交联反应,研究挤出条件对废轮胎胶粉脱硫共混物[脱硫废轮胎胶粉(DGTR)/高密度聚乙烯(HDPE)共混物]凝胶含量和熔体流动速率以及脱硫共混物/HDPE/三元乙丙橡胶动态硫化热塑性弹性体性能的影响。结果表明:采用亚临界水挤出法应力诱导废轮胎胶粉脱硫,随着螺杆转速增大,挤出反应温度升高和压力增大,脱硫共混物凝胶含量下降和熔体流动速率上升,动态硫化热塑性弹性体拉伸强度提高;在正丁胺作脱硫促进剂、挤出反应温度为220℃、挤出反应压力为2.4 MPa、螺杆转速为1 000 r·min~(-1)的优化条件下,亚临界水挤出法制得的脱硫共混物/HDPE/EPDM热塑性弹性体的拉伸强度和拉断伸长率分别达到12.8 MPa和615%。     

双螺杆挤出机胶粉脱硫工艺条件的研究

研究同向双螺杆挤出机的螺杆结构、脱硫温度和螺杆转速对胶粉脱硫的影响。结果表明：螺杆结构越有利于提高螺杆的混合和剪切能力，胶粉的溶胶含量越大，交联密度越小；当脱硫温度从170 ℃升高至190 ℃时，胶粉的脱硫效果有一定改善；当螺杆转速从50 r·min^-1增至90 r·min^-1时，胶粉的脱硫效果明显改善；当脱硫温度为180～190 ℃、螺杆转速为50～70 r·min^-1时，中等混合和剪切能力螺杆的脱硫胶粉的脱硫效果较好，胶粉胶料的拉伸性能较优。     

影响废旧轮胎胶粉热-机械剪切脱硫再生效果的因素

利用自行研制的长径比为60/1的强剪切型双螺杆挤出机对废旧轮胎胶粉进行热-机械剪切脱硫,用傅里叶变换红外光谱对脱硫胶粉进行了表征,考察了胶粉粒径和喂料螺杆转速与主机转速之比对脱硫胶粉凝胶含量、交联密度及再生胶力学性能的影响,以及脱硫过程中胶粉相对分子质量及其分布的变化。结果表明,随着胶粉粒径的增大,胶粉所受到的剪切力增强,脱硫效果也越好。随着转速比的增加,胶粉的脱硫程度提高;脱硫过程的第1个阶段是交联网络的破坏,第2个阶段除交联网络的破坏外分子主链也发生降解,再生胶的力学性能先增大后减小;当转速比为1.4时再生胶的扯断伸长率和弹性最好,拉伸强度也相对较高。     

橡胶粉的加工新工艺及其应用

众所周知,废旧轮胎橡胶回收利用主要有两种方法:通过机械方法将废旧轮胎橡胶粉碎或研磨成微粒,即所谓的胶粒和胶粉;通过脱硫技术破坏硫化胶化学网状结构制成所谓的再生胶。由于橡胶为弹性软物质,其粉体尤其是精细胶粉加工的难度加大,为此,精细胶粉的生产和应用已被列入了国家重点科技攻关项目。经过多年不懈的努力,目前国内已经能生产高达200目的超细橡胶精粉。废旧轮胎橡胶胶粉已经广泛应用于橡胶制品行业。在国外,在轮胎胶料中加入20%的精细胶粉,可提高其耐磨性,延长轮胎的使用寿命。废旧轮胎橡胶胶粉和再生胶工业代表着废旧轮胎(橡胶)资源综合利用的发展方向,既能解决环境污染,变废为宝,又能大大降低橡胶制品的成本,具有广阔的市场前景。     

亚临界流体挤出法对天然橡胶基轮胎胶粉脱硫化反应的影响

采用亚临界流体挤出法对天然橡胶基轮胎胶粉(GTR)与三元乙丙橡胶(EPDM)进行熔融共混脱硫,得到脱硫轮胎胶粉(DGTR)/EPDM共混物,然后与丁苯橡胶(SBR)共混制备了再硫化材料,考察了亚临界流体品种和双螺杆挤出机螺杆转速、挤出温度对GTR脱硫效果与再硫化材料物理机械性能的影响,并通过傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜表征了脱硫共混物和再硫化材料。结果表明,在相同挤出温度和螺杆转速条件下,采用亚临界水挤出制得的DGTR/EPDM共混物的凝胶含量和门尼黏度较采用其他亚临界流体挤出共混物低;在3种亚临界醇状态下,采用亚临界甲醇挤出DGTR/EPDM共混物的凝胶含量较低,门尼黏度最高;采用亚临界醇所得DGTR/EPDM/SBR再硫化材料的拉伸性能均明显优于采用亚临界水所得的再硫化材料,其中,采用亚临界乙醇且在挤出温度为180℃、螺杆转速为500 r/min、反应压力为2.0 MPa的条件下,所制得DGTR/EPDM/SBR再硫化材料的拉伸强度和扯断伸长率分别达到19.4 MPa和456%;采用不同亚临界流体脱硫后制得再硫化材料中未熔融凝胶粒子尺寸大小不等,其中采用亚临界水时最小,小于1μm,分别采用亚临界甲醇、乙醇时较小,约为1μm,而采用亚临界丙醇时较大;随着反应温度的升高或螺杆转速的增加,再硫化材料中凝胶粒子的数目及尺寸均明显减小。     

轮胎胶应力诱导脱硫及产物结构与性能

在轮胎胶粉（GTR）与三元乙丙橡胶（EPDM）的共混物熔融挤出过程中添加二硫化四甲基秋兰母（TMTD）和过氧化二异丙苯（DCP）作为脱硫反应促进剂,考察双螺杆挤出机的螺杆转速和挤出温度对再生胶（DGTR-EP-DM）的凝胶含量、溶胶分子链结构及再硫化材料力学性能的影响.结果表明：加入TMTD有助于反应体系中自由基的链转移反应,有助于对脱硫产物中较活泼双键的保护作用.当同时加入TMTD和DCP作为脱硫反应促进剂进行反应时,两者的协同作用有助于降解反应的进行,导致DGTR-EPDM中凝胶粒子尺寸的明显减小,并且其与丁苯橡胶（SBR）共混硫化胶力学性能的明显增加.在240℃和1 000 r/min的条件下,添加TMTD-DCP时,所得DGTR-EP-DM-SBR硫化胶的拉伸强度和断裂伸长率可分别达到19.2 MPa和554%.