废旧轮胎胶粉的改性及其应用

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1、北京化工大学硕士学位论文废旧轮胎胶粉的改性及其应用姓名：吴保华申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李春喜20080516摘要废旧轮胎胶粉的改性及其应用废旧轮胎是一种固体废弃物，处置废橡胶产品己成为全球性的问题，由于经济和环境方面的原因，有必要对废旧轮胎进行再循环利用。废胶粉已被用作橡胶和热塑性塑料的填料，但大量胶粉的加入对橡胶混合物物理机械性能和加工性能有不利的影响。胶粉因为表面的惰性而不适宜与极性聚合物共混，因此对胶粉改性提高两者的相容性是十分必要的。同时，对废旧轮胎胶粉改性也是提高其利用价

2、值的一种有效方法。本文首先研究了胶粉氯化的两种方法，结果表明采用双氧水和盐酸氯化胶粉，可现场得到氯气，反应条件温和，胶粉可被氯化，但达不到较高的氯含量。氯气直接氯化胶粉，不但具有装置简单，操作方便的优点，而且能够得到较高氯化度的胶粉。重点研究了采用水相法常压氯气直接对胶粉进行氯化改性的工艺过程，考察了反应温度、通氯时间、通氯速率等因素对胶粉氯化效果的影响，找到了适宜的氯化条件。研究表明，选用水作溶剂不但清洁、成本低而且易于操作，70℃～90℃为胶粉氯化反应的适宜温度，通氯速氯O．6∥min为最佳值，

3、在以上适宜的条件下，通过控制反应时间可得到氯化度高达40％的胶粉。其次，制备了不同类型的改性胶粉，通过热重分析、红外光谱分析、表面接触角测定进行了表征。结果表明，随着胶粉氯化度的依次增大，胶粉的热稳定性逐渐变差。随着胶粉氯化度的增大，水滴与胶粉的表面接触角变小，表明氯化胶粉显著改善了胶粉的亲水性。同时，本文也初步考察了胶粉的氯磺化改性和马来酸酐接枝改性样品，结果表明，二者的亲水性均比原胶粉有显著提高。改性胶粉表面性能的改善大大改善了其与极性聚合物的共混效果。制备了不同氯化度的胶粉，研究了其与PVC的

4、共混行为。考察了胶粉的氯化度、细度和掺入量等因素对胶粉／PVC共混行为的影响。结果表明，氯化胶粉腰VC共混材料的力学性能比原胶粉胆VC共混材料有显著的提高，尤其是氯化度为14％左右、60量细度的胶粉与PVC共混效果良好。胶粉／PVC共混样品的扫描电镜分析(SEM)以及差热分析(DSC)表明，氯化胶粉偿VC共混比原胶粉伊VC共混的相容性有显著的改进。关键词：废胶粉，改性，水相氯化，共混，力学性能，相容性，浸润性lIMoDIFIC加oNANDAPPLICATIONoFGRoUNDⅥASTERUBBERP

5、OWDERABSTRACTWastetiresaresolidwastes．Disposalofwastembbermaterialhasbeenaglobalproblem．RecyclingofwastetiresisessentialduetoeconomicandenVironmentalreasons．Finepowderofwastembberhasbeenusedasf!illeri11mbberandthennoplastics，howeVer，thephysicalproperti

6、esandprocessingabilitycanbeadVerselyaf!f色ctedwhenla玛eVolumesofwastembberpowderisaddedtothecompositematerial．Util讫ationofwaste11lbberpowderinpolarpolymermatriceshasnotbeensuccessfulduetotheincompatibilityofthematerialsasaresultofsurfaceene唱ymismatch．The

7、refore，surfaCemodificationofwastembberpowderisnecessary．Inordertorecycleandreuse伊oundmbberpowdere￡ficiently，itisnecessarytomodi母thembberpowderandupgradeitsValue．Westlldytwoapproachesforthechlorinationofwaste11lbberpowder，Viz．bychlorinatingwithchlorinei

8、nsituproducedbythereactionofhydrogenperoxideandhydrochloricacid，andbychlorinatingwithchlorinegasdirectly．TheresultsshowthatthefomerapproachcanbeonlyusedfbrtheproductionofchlorinatedIubberpowderwithlowchlorinityundermildconditions．1nIIl北