亚临界水挤出法复合诱导丁苯橡胶基轮胎胶脱硫化及其对热塑性弹性体性能的影响

在亚临界水挤出反应条件下,研究了双螺杆挤出机的螺杆转速、亚临界水温度、压力及脱硫促进剂种类对丁苯橡胶(SBR)基轮胎脱硫胶(DGTR)/高密度聚乙烯(PE-HD)共混物性能的影响。结果表明,挤出机螺杆的高剪切应力解交联作用与亚临界水分解、降解的解交联作用能产生协同解交联反应,提高脱硫反应效果;正丁胺具有明显促进脱硫反应和保护产物分子双键的功能;在正丁胺作为脱硫促进剂的最佳脱硫反应条件(亚临界水温220℃,螺杆转速1000r/min,水压2.4MPa)下,亚临界水挤出法所得脱硫共混物制备的DGTR/PE-HD/三元乙丙橡胶(EPDM)热塑性弹性体的拉伸强度和断裂伸长率分别达到12.8MPa和614.6%。     

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。     

亚临界流体与高剪切应力对EPDM废胶粉脱硫反应的影响

在废旧三元乙丙橡胶粉(WEPDM)与未硫化三元乙丙橡胶(EPDM)混合物的熔融挤出过程中,采用改变亚临界流体品种和提高双螺杆挤出机螺杆转速的方法,研究了亚临界流体品种与高剪切应力对脱硫共混物DEPDM/EPDM的凝胶含量、门尼黏度、溶胶红外光谱及脱硫共混物共混三元乙丙橡胶与原EPDM共混再硫化材料EPDM/(DEPDM/EPDM)力学性能的影响,对再硫化材料的试样断面形貌也进行了扫描电镜观察。结果表明,亚临界流体水或醇的存在均能促进脱硫、解交联反应的进行,特别是在以亚临界乙醇水(7∶3)混合物作为反应介质的条件下,脱硫反应中交联S-S键断裂选择性明显增大,所得产物凝胶含量降低,门尼黏度增大,其再硫化材料力学性能也明显增加。挤出机的螺杆转速和脱硫反应温度均存在最佳值(220℃,600~800 r/min)。在以醇水混合物为反应介质的最佳条件下(220℃,600~800 r/min),其脱硫共混物共混EPDM再硫化材料EPDM/(DEPDM/EPDM)的拉伸强度和断裂生长率分别达到26.7 MPa和606.3%。