再生橡胶的应用研究

摘要

再生橡胶是可利用的大量的橡胶资源，既减少对环境的污染，又具有显著的经济效益和社会效益。本文以校企合作为背景，首先对实验用再生橡胶的性能进行了表征，其次研究了再生橡胶作为橡胶使用，分别与天然橡胶和氯化聚乙烯橡胶共混材料的性能及再生橡胶作为填料使用，与炭黑并用补强天然橡胶的性能；最后研究了再生橡胶发泡材料的性能。现将实验结果简述如下：
　　(1)通过再生橡胶基本性能研究表明，试验所用再生橡胶符合特级再生橡胶要求。热失重数据分析表明，再生橡胶当中橡胶烃的含量52.94％，炭黑的含量24.60％，油和小分子物质含量10.46％。胶粉与再生橡胶的核磁共振交联密度数据对比分析说明，再生橡胶的大分子链断裂和交联网络均破坏严重。通过扫描电镜(SEM)观察，胶粉不能完全脱硫，嵌入到再生橡胶中形成缺陷。
　　(2)再生橡胶与天然橡胶并用研究发现，随再生橡胶用量的增加，并用胶的力学性能呈现先增大后减小趋势，NR/RR为60/40时出现最大值。粘弹性能，门尼粘度，炭黑分散，核磁共振交联密度测试结果表明，NR/RR并用胶两相不能形成均一的连续相，填料不能均匀分散且再生橡胶分子量较低，是导致并用胶性能下降的重要原因。硫化体系研究表明，三种硫化体系中S/CZ/TMTD硫化体系硫化效果较好。
　　(3)将再生橡胶作为填料，与炭黑并用填充天然橡胶，通过研究发现，再生橡胶与小用量炭黑并用时，力学性能随再生橡胶用量增加而降低；再生橡胶与大用量炭黑并用时，力学性能随再生橡胶增加先增加后减小。并与胶粉/炭黑并用对比，发现再生橡胶/炭黑并用填充天然橡胶力学性能高，弹性低。
　　(4)再生橡胶与氯化聚乙烯橡胶的并用研究表明，随再生橡胶用量增加，并用胶的门尼粘度与力学性能均下降，耐老化性能提高。通过对不同硫化体系活化能计算，复配型硫化剂TCHC在两相中有匹配的硫化速率。采用均匀设计法考察DCP/S硫化体系发现，在研究范围内，DCP用量在3.4-4.5份之间，硫黄用量0.5-0.9份范围内，综合性能较好。考察了助交联剂TAIC用量对再生橡胶/氯化聚乙烯橡胶并用胶性能影响，结果表明，当助交联剂TAIC用量为2-3份时，并用胶的综合性能较好。
　　(5)研究了发泡剂、硫化体系以及填料体系对再生橡胶发泡性能的影响，发现发泡剂H用量为1.875份，碳酸氢钠用量为3.6份时，发泡材料的综合性能较好。随碳酸钙和炭黑用量的增加，发泡效果先变好后变差。碳酸钙用量20份，炭黑用量6份时，发泡体综合性能较好。通过研究硫化体系S/CZ/TT，发现随硫黄和促进剂TT用量的增加发泡体发泡效果变差，物理力学性能变好。随CZ用量增加，发泡性能变好。

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第一章 绪论

1 橡胶产业现状

2 国内外废旧橡胶现状

2.1 黑色污染概况

2.2 废旧橡胶资源回收利用现状

3 废旧橡胶循环利用方法

4 再生橡胶

4.1 再生橡胶的特点及分类

4.2 再生橡胶的制备工艺

5 课题研究的意义及主要内容

5.1 本课题研究的意义

5.2 课题研究的内容

第二章 再生橡胶的表征

1 实验准备

1.1 主要实验材料

1.2 主要设备与仪器

1.3 再生橡胶性能测试试样制备

1.4 性能测试

2 实验结果

2.1 再生橡胶基本性能测试标准实验配方

2.2 再生橡胶基本性能分析

2.3 再生橡胶的红外谱图分析

2.4 再生橡胶的热失重分析

2.5 胶粉与再生橡胶核磁共振(NMR)交联密度对比

2.6 胶粉与再生橡胶微观形貌对比

3 本章小结

第三章 再生橡胶与天然橡胶的并用研究

1 实验准备

1.1 主要原材料

1.2 实验设备

1.3 试样制备及性能测试

2 NR/RR并用胶硫化体系的探索

2.1 实验方案

2.2 硫化性能

3 NR/RR不同并用比的研究

3.1 实验方案

3.2 门尼粘度

3.3 硫化性能

3.4 核磁共振交联密度

3.5 粘弹性能

3.6 炭黑分散

3.7 物理机械性能

4 不同硫化体系相同NR/RR并用比性能比较

4.1 三种不同硫化体系配方

4.2 核磁共振交联密度比较分析

4.3 物理力学性能对比

4.4 老化性能对比

4.5 硫化性能对比

5 本章小结

第四章 再生橡胶/炭黑并用补强天然橡胶的研究

1 实验准备

1.1 主要原材料

1.2 主要设备与仪器

1.3 试样制备及性能测试

2 再生橡胶与小用量炭黑并用填充天然橡胶研究

2.1 实验方案

2.2 硫化性能

2.3 物理机械性能

3 再生橡胶与大用量炭黑并用填充天然橡胶研究

3.1 实验方案

3.2 硫化性能

3.3 门尼粘度

3.4 物理机械性能

4 胶粉与炭黑并用填充天然橡胶的研究

4.1 实验方案

4.2 硫化性能

4.3 物理机械性能

5 炭黑/再生橡胶与炭黑/胶粉并用填充天然橡胶比较

5.1 硫化特性对比

5.2 物理机械性能对比

5.3 老化性能

6 本章小结

第五章 再生橡胶与氯化聚乙烯橡胶的并用研究

1 实验准备

1.1 主要原材料

1.2 主要设备与仪器

1.3 试样制备及性能测试

2 再生橡胶与CM并用比的研究

2.1 实验配方

2.2 硫化性能

2.3 物理机械性能

2.4 老化性能

3 CM/RR并用硫化体系的研究

3.1 三种不同硫化体系对比

3.2 DCP/S硫化体系对共混胶性能影响

3.3 过氧化物(TAIC)用量对共混胶性能的影响

3.4 硫磺与过氧化物硫化体系并用对CM/RR共混胶性能的影响

4 本章小结

第六章 再生橡胶发泡性能的研究

1 实验准备

1.1 主要原材料

1.2 实验所需仪器

1.3 试样制备及性能测试

1.4 压力发泡工艺

1.5 物理机械性能测试

1.6 发泡体发泡特性

2 发泡剂对发泡性能的影响

2.1 发泡剂H对发泡性能的影响

2.2 发泡剂碳酸氢钠用量对再生橡胶发泡的影响

3 填料对再生橡胶发泡性能的影响

3.1 碳酸钙用量对再生橡胶发泡性能影响

3.2 炭黑用量对再生橡胶发泡性能的影响

4 硫化体系对发泡性能的影响

4.1 硫黄用量对发泡性能影响

4.2 CZ用量对发泡性能影响

4.3 TT用量对发泡性能影响

5 本章小结

结论与展望

1 结论

2 展望

参考文献

致谢