废旧聚氨酯泡沫醇解产物作为再生剂实现废橡胶的力化学再生

近年来,废聚氨酯和废橡胶产量呈上升趋势,其资源化循环利用成为研究热点。文中使用丙二醇作为醇解剂在不同温度下分解聚氨酯泡沫,并利用聚氨酯醇解产物作为再生剂实现了废橡胶的力化学再生。醇解产物下层液(PAPL)含有较多的胺类基团,可与橡胶再生过程中产生的自由基结合,提高橡胶的脱硫程度,从而提高再生胶(RRs)的力学性能。与只填加活化剂的RRs相比,在原有活化剂填加份数的基础上,加入PAPL可缩短RRs的最佳硫化时间,提高交联密度。使用180℃制备的聚氨酯醇解产物下层液,RRs硫化橡胶的综合性能最好,拉伸强度达到15.6MPa,断裂伸长率达到325.5%。该方法实现了废聚氨酯和废橡胶的双重高价值回收,应用前景广阔。

高掺量橡胶沥青技术发展与探讨

高掺量橡胶沥青作为一种新型筑路技术,具有低温性能优异、耐久性能良好、胶粉消耗量大以及环境效益高等优势。为进一步推动高掺量橡胶沥青技术的应用,明晰其发展现状及需求,系统汇总了高掺量橡胶沥青的技术特性、胶体结构、性能评价、主流工艺、工程应用及问题。首先明确了高掺量橡胶沥青的含义,并对其不同于传统橡胶沥青的改性机理进行了阐述;其次,以化学反应的发生为判据,对比分析了现有物理手段及化学手段,并通过胶体结构变化进一步探索了高掺量橡胶沥青改性过程,结合其性能表现进行了结构性能分析;进而,围绕胶粉脱硫及沥青中熬制两类化学手段进行了深入阐述,总结评述了当下主流的高掺量橡胶沥青制备技术;最后,结合工程案例论述了高掺量橡胶沥青的可行性及优越性,并指出其存在的工程问题。

马来酸酐改性高掺量橡胶沥青制备与性能

使用高度降解的再生橡胶(DR)制备了高掺量橡胶沥青(HCRA),通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪、凝胶渗透色谱仪、动态剪切流变仪和动态力学分析仪,对比研究了马来酸酐(MAH)预接枝DR改性与MAH和DR直接共混改性对HCRA结构与性能的影响,探讨了两种改性方法的改性机理。结果表明,MAH预接枝DR时发生了由烯烃双键和烯丙基碳氢原子提供活性位点的自由基取代反应,而MAH和DR与沥青直接共混时,存在自由基取代反应和酯化反应两种反应,并以后者为主;MAH改性HCRA的溶胶组分中以中低分子量组分为主;MAH改性显著改善了HCRA的高、低温流变性能。此外,两种改性方法对HCRA的结构与性能均有影响,且随MAH掺量的变化存在明显差异。

解交联橡胶与沥青的相互作用研究

通过对比基质沥青和解交联橡胶沥青的针入度、软化点、延度以及力学性能和流变特性等,证明了解交联橡胶对沥青性能的提高效果;通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、核磁共振波谱(NMR)等手段,研究了解交联橡胶与沥青间的相互作用,证明了两者共价键、氢键、配位键等相互作用,结果将有助于促进橡胶沥青在道路领域的标准化、规模化应用。

TB胶粉改性沥青制备方法比较研究

高温法Terminal Blend(TB)胶粉改性沥青技术同时解决了传统橡胶沥青黏度大、存储稳定性差、恶臭排放的问题,但260℃高温工艺可能会引起安全问题,且生产难度较高。采用红外光谱分析(FTIR)、溶解度试验、凝胶渗透色谱分析(GPC)、流变学试验、存储稳定性试验,综合对比了高温法(260℃)、化学活化法(200℃)、高速剪切法(200℃)制备胶粉改性沥青的分子结构、溶解度、分子量分布、流变性质、离析等指标。结果表明:3种方法制备的胶粉改性沥青,均发生了脱硫反应(红外光谱966 cm^(-1)峰活性聚合物基团增强)与降解反应(部分胶粉大分子链段降解,产生与沥青质尺寸相当的分子链),高温法和化学活化法的脱硫降解程度比剪切法剧烈;高温法和化学活化法制备TB胶粉改性沥青的溶解度不低于96%,较剪切法提高4%~7%,135℃黏度约为1.2~1.3 Pa·s,约为剪切法的1/3;20%胶粉含量下,200℃高速剪切法及48 h发育难以制备出低黏度TB胶粉改性沥青;降低胶粉含量可在发育过程中加快胶粉的降解,高速剪切法具有制备低含量TB胶粉改性沥青的潜力。

超声波在废橡胶再生中应用的最新进展

全世界每年产生于大量废旧橡胶，它们需要很长时间才能降解，这既污染环境，又浪费资源。解决此问题的唯一方法是冉生利用。在众多再生方法中，新近出现的超声波脱硫再生法，被认为是最有希望的方法。本文详细地介绍了这方面的最新进展情况。

废旧硫化胶再生法脱硫机理

探讨De link和亚乙基胺对废旧硫化胶的脱硫机理。De link工艺脱硫两种可能的反应机理 :①一定条件下多硫键附近亚甲基的C—H键异裂脱出一个H- 形成环状过锍离子 ;②Zn2 + 使硫化胶中的双键极化并产生诱导 ,从而产生双键的位置移动 ,并使交联位置置换或重排 ,同时发生质子转移。从电子诱导理论讨论了亚乙基胺改性工艺可能的反应式。

微波脱硫橡胶的再硫化

考察了微波脱硫橡胶的再硫化历程 ,并分析了其硫化机理。结果表明 ,与普通橡胶的硫化不同 ,微波脱硫橡胶的再硫化历程分为脱硫橡胶中的大分子多硫自由基及大分子环状多硫化物的自交联和添加交联剂对大分子的再交联两个阶段。微波脱硫橡胶的再硫化历程显示了另一个突出的特点即焦烧时间很短 ,甚至没有焦烧期。

非极性硫化橡胶微波脱硫的研究

从微波能在非极性硫化橡胶中的转换规律着手，考察了不同的胶种、补强剂和废硫化胶粒径与脱硫时间以及温度的相关性，探讨了这些因素对脱硫胶物理性能和溶胀特性的影响。结果表明，粒径大的硫化胶物料温升速度快；ＮＲ硫化胶的温升速度比ＳＢＲ硫化胶快；炭黑补强硫化胶的温升速度比白炭黑补强硫化胶快。溶胀特性数据表明，ＮＲ的脱硫效果优于ＳＢＲ，硫化胶粒（粒径１～３ｍｍ）的脱硫效果优于硫化胶粉（４０目和６０目）；

天然橡胶硫化胶粉的微生物脱硫初探

利用酵母提取的含巯基物质作脱硫剂对天然橡胶胶粉定向脱硫,考察了多种影响脱硫效果的因素。结果表明,用含巯基酵母提取物在有机溶剂和氨类相转移催化剂配成的乳液中对天然橡胶胶粉脱硫,可获得显著的脱硫效果。在胶粉、环己烷、氨类相转移催化剂及酵母提取物分别为100,76,6,0.5～1.0质量份、温度40℃和反应时间2 h的条件下,可获得性能较好的脱硫胶粉。脱硫胶粉胶料的溶胀比显著增大,模压胶料的均匀度和性能提高,酵母提取物起到了降低胶粉交联密度的作用。X射线光电子能谱检测结果表明,胶粉粒子表面硫含量明显降低。

深度降解橡胶改性沥青的流变性能

针对传统橡胶沥青混溶速度慢、黏度大、加工难度高和掺量低等问题,采用螺杆反应挤出法对橡胶粉进行深度降解(溶胶质量分数大于50%),使其能在低温下快速混溶于沥青改性.结合常规测试和动态流变学分析研究了橡胶粉来源、掺量对使用温度下沥青流变性能和加工流变性能的影响.结果表明:深度降解橡胶粉能较快分散于沥青中;橡胶粉来源、掺量可影响改性沥青的高低温流变性能及加工流变性能;在不显著增加改性沥青黏度的情况下,深度降解橡胶粉的掺量(质量分数)可达50%以上.

废旧橡胶热-机械剪切脱硫过程及机理

利用元素分析仪、红外光谱仪研究了废旧橡胶热-机械剪切脱硫过程及其机理。在未加任何脱硫剂的情况下,利用双螺杆挤出机提供的热能和强剪切作用对硫化橡胶进行了脱硫回收,研究发现,硫化橡胶的交联密度下降到71%,恢复了再加工性能,并且微观结构也发生了显著的变化。提出了交联硫键断裂后以活性硫侧挂基形式存在的理论,解释了再生胶脱硫后不需外加硫磺仍可以硫化的现象。溶胶的红外光谱给这一理论提供了有力的证明。根据脱硫反应前后官能团的变化推测出脱硫反应可能的机理。

废旧橡胶微波脱硫再生工艺的研究

介绍了应用微波技术对废旧橡胶脱硫再生的工艺实验过程,对废旧橡胶在微波场下的脱硫的适宜温度、微波场均匀性对废旧橡胶的脱硫效率、脱硫再生后的再生胶的稳定性等问题进行了实验及研究,为进一步开展应用微波技术对废旧橡胶脱硫再生提供了基础。

超临界二氧化碳中废旧轮胎橡胶脱硫再生

以超临界二氧化碳(sc CO_2)为介质,采用二苯二硫醚(DD)为脱硫剂,对废旧轮胎的胎侧胶进行脱硫再生实验研究。考察反应温度、时间、压力和脱硫剂用量对脱硫效果的影响,并对脱硫后凝胶的物理性能和溶胶的化学结构进行表征分析。研究发现,超临界处理工艺过程参数对不同种类的橡胶脱硫效果影响很大,脱硫后凝胶产物的玻璃化转变温度升高,橡胶中由交联产生的团聚现象消失。分析表明,影响主链断裂的主要因素是反应温度,而交联键的断裂主要受脱硫剂的影响。

废旧橡胶脱硫再生及其在塑料中的应用研究进展

随着工业的迅猛发展,生胶资源日益趋紧,废旧橡胶正逐渐成为严重的"黑色污染"。对国内外有关废旧橡胶的脱硫再生方法以及脱硫橡胶在塑料中的应用研究进行了综述,分析了目前存在的问题,并对其前景进行了展望。

超临界二氧化碳中再生硫化天然橡胶的影响因素及脱硫效果

以二苯基二硫化物(DD)为脱硫剂,在超临界CO2作用下对硫化天然橡胶(NR)进行了脱硫再生,考察了CO2密度、反应温度和压力以及反应时间等对脱硫作用的影响,并对脱硫降解产物进行了相对分子质量测定和核磁共振表征。结果表明,采用超临界CO2流体为溶剂可以实现对硫化NR的脱硫降解,脱硫降解条件为CO2的密度不小于0.4722g/cm3、反应温度不低于160℃、反应时间不少于90min;溶胶率随降解温度的提高和时间的延长而增大;在降解过程中除了S—S、S—C断裂外还发生了部分主链断裂,降解后橡胶相对分子质量下降;脱硫剂DD能有效打开硫交联键,脱硫降解后再生胶分子中引入了少量的苯环结构。

SBS/胶粉复合改性中海沥青的热储存稳定性

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性中海沥青难以热储存稳定,将SBS、脱硫胶粉和相容剂经密炼机共混后改性中海沥青,制备了热储存稳定的复合改性沥青。采用改性沥青离析试验与显微结构分析研究了SBS与脱硫胶粉比例、相容剂种类和用量、胶粉粒径等对复合改性沥青热储存稳定性的影响。结果表明,当相容剂在复合物中质量分数不小于1%、SBS/脱硫胶粉质量比为2/3~1/1时,复合改性沥青热储存稳定。根据稳定形成条件及显微结构分析,脱硫胶粉与SBS可产生力化学结合,能减小与沥青的密度差;相容剂能提高SBS、脱硫胶粉与沥青的结合。从而能改善复合改性沥青的热储存稳定性。

用双螺杆挤出机脱硫制备再生胶的工艺及性能

利用改进的双螺杆挤出机对废旧轮胎橡胶胶粉进行剪切脱硫,讨论了螺杆转速和反应温度对脱硫效果及再生胶力学性能的影响,通过扫描电镜分析了胶粉脱硫前后形貌的变化及再生胶硫化试样的界面结合状况。结果表明,废旧轮胎橡胶胶粉的凝胶含量和交联密度随着螺杆转速和反应温度的升高明显下降,脱硫胶粉恢复了塑性,再生胶硫化试样的界面结合紧密。将螺杆转速控制在50～120 r/min、反应温度控制在190/180/170～210/190/200℃时脱硫效果最佳,此时再生胶的拉伸强度由未脱硫前的3.1 MPa提高到了12.4 MPa,扯断伸长率由75%提高到452%。

动态硫化制备高密度聚乙烯/脱硫轮胎胶粉热塑性弹性体

采用固相力化学技术实现了废旧轮胎橡胶(GTR)的脱硫化及与高密度聚乙烯(HDPE)的复合,并采用动态硫化技术成功制备了HDPE/GTR热塑性弹性体(TPE)。结果表明,经力化学碾磨后,胶粉的凝胶含量显著降低。碾磨20次后,共混材料的拉伸强度由碾磨前的5MPa提高到8.6MPa;扯断伸长率由碾磨前的9.7%提高到63.3%。经动态硫化制备热塑性弹性体,材料的力学性能进一步提高,碾磨20次的复合粉体制备的TPE拉伸强度和扯断伸长率分别提高到10.6MPa和76.5%。所制备的TPE均保持了橡胶良好的回弹性,拉伸永久变形均保持在20%以内。扫描电子显微镜(SEM)研究表明经力化学处理制备的HDPE/GTR热塑性弹性体两相间具有良好的界面结合。

轮胎胶高剪切应力诱导脱硫反应的影响因素

采用在轮胎胶粉与三元乙丙橡胶(EPDM)混合物的熔融挤出过程中提高双螺杆挤出机螺杆转速的高剪切应力诱导方法,研究了轮胎胶粉品种和烷基酚多硫化物促进剂对轮胎胶脱硫共混物的凝胶含量、溶胶分子链结构及脱硫共混物共混丁苯橡胶再硫化材料力学性能的影响。试验结果表明,胶粉品种对所得脱硫共混物溶胶中的双键含量及再硫化材料的拉伸强度具有重要影响;烷基酚多硫化物促进剂420和450具有明显促进脱硫反应和抑制交联副反应的作用,有效减小再硫化材料凝胶粒子尺寸,聚合型促进剂450兼具有抗氧化降解和抑制加成副反应的功能。