废胶粉的低温-力化学改性以及与sbr并用效果研究

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1、扬州大学硕士学位论文废胶粉的低温-力化学改性以及与SBR并用效果研究姓名：鲁萍申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张明20091101鲁萍：废胶粉的低温一力化学改性以及与SBR并用效果研究三摘要本文研究了废胶粉(wRP)与天然橡胶(NR)、丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)等基材的共混改性。重点探讨了胶粉与丁苯橡胶共混硫化胶的物理机械性能。在不同的胶粉含量、不同的胶粉目数I"N备出具有实用性能的共混硫化胶。与此同时，通过研究低温．力化学改性胶粉与各种基材的共混过程，对共混材料的亚微观结构与性能之间的关系进行了探讨。研究结果表明，采用简单有效的低温．力化学改性废胶粉的

2、方法，制备价廉实用的橡橡共混材料，能够对废胶粉进行综合利用，达到循环利用资源、减少环境污染、为保护人类生存环境作出重要贡献的作用。本文主要在如F几个方面开展了研究工作：一、不同目数的胶粉与生胶并用的研究研究了不同目数的胶粉与不同生胶共混的力学性能，并且进行了比较。同时通过调节胶粉用量对WRP仆浓、Wl冲／NBR、WRP／SBR共混硫化胶的的力学性能进行比较；以60目胶粉为重点，对WRP／SBR基本配比进行优化，确定最佳配方。并且在该配方下，对不同目数的WRP与SBR共混硫化胶进行了性能比较。结果表明，随着WRP含量的增加，WRP／NR硫化胶的硫化时间先变短，后趋向平稳，发现胶

3、粉目数对硫化时间的影响不大。同时随着WRP含量的增加，WRP／NR硫化胶的力学性能初期逐渐增大，当胶粉含量超过200质量份(phr)时，变化趋势变小。且100目的WRP／NR硫化胶的力学性能tzL60目的好，80目与100目的相差不大；WRP含量对NBR力学性能有较大的影响。在WRP／NBR质量比为60／40Et,．t拉伸强度和300％定伸强度达到最大值，而在WRP／NBR质量比为40／60时断裂伸长率达到最大值。当WRP质量比例再继续增加时力学性能有所下降。研究发现在NBR中加入适当的胶粉有利于NBR的力学性能，当WRP／NBR含量为60／40时，共混硫化胶的力学性能最佳；

4、对于SBR来说，在质量比为40／60时，WRP／SBR体系获得了最佳的性能。优化了质量比为40／60时WRP／SBR硫化胶的配方，得到的配方为WRP／SBR为40／60，炭黑12份，硬脂酸3份，ZnO1．2份，促进NTT0．6份，S1．2份，防老剂RD0．6份。2扬州大学硕士学位论文二、废胶粉的低温．力化学改性及胶粉基本性质分析将废胶粉通过低温箱和开炼机进行低温．力化学改性。运用红外吸收光谱仪、电镜分析、电子万能拉力机、X射线能谱等手段表征了胶粉的改性效果。结果表明，低温．力化学改性后废胶粉表面羟基含量增加，含氧基团增多，制成的胶粉片拉伸强度有所提高。实验表明通过低温．力化学

5、改性胶粉，可以有效地打断废胶粉中的S．C和S．S键，能够与聚合物组分生成新的化学键，提高了废胶粉的表面活性。三、低温一力化学改性胶粉／丁苯橡胶共混硫化胶的制备与性能研究60目胶粉经不同温度的低温处理，薄通数次后得到改性胶粉(DRP)，将DRP与橡胶共混制备硫化胶。对DRP／SBR与WRP／SBR硫化胶的力学性能及磨耗体积、硬度等进行测试、比较：运用动态热机械分析仪(DMA)对DRP／SBR与WRP／SBR的温度稳定性以及与力学性能间的关系进行探讨；通过对DRP／SBR与WRP／SBR进行电镜分析和相关力学性能测试；比较了不同补强剂(炭黑和白炭黑)对DRP／SBR和WRP／SB

6、R硫化胶力学性能的影响；研究了DI冲与不同的橡胶共混所形成的硫化胶和相应WRP／橡胶的性能的差异。结果表明，胶粉经低温(．20"C)．力化学处理后添加到SBR中，得到的DRP／SBR硫化胶的力学性能相对较好。DRP／SBR硫化胶的性能明显优于WRP／SBR硫化胶；动态力学分析进一步验证了DRP(．20。C)的低温．力化学效果较好；60目DRP(．20℃)／SBR硫化胶的性能接近甚至优于80目、100目的WRP／SBR硫化胶，因此60目的DRP(．20oc)可替代80目、100目的普通胶粉使用；不管是JF666型白炭黑体系还是N330型炭黑体系，DRP(．20。C)／SBR硫化

7、胶的拉伸强度、断裂伸长率以及定伸强度都比未处理的WRP／SBR硫化胶的性能要好，同时验证了作为补强剂，炭黑填充比白碳黑填充效果好；DRP(．20。C)与SBR、NR形成的硫化胶的力学性能比WRP／SBR、WRP／NR好；炭黑含量的适量增加可以提高橡胶的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性能和硬度，但当炭黑用量超过60份之后，拉伸强度和撕裂强度下降。实际实验过程中发现，当炭黑含量超过40份时，橡胶的流动性明显降低。磨耗体积都随炭黑用量的增加逐渐下降，耐磨性能提高。鲁萍：废胶粉的低温一力化学改性以及与SBR并用效果研