農(nóng)業(yè)輪胎用SBR/TRR共混膠制備、性能及機(jī)理分析
發(fā)布時(shí)間：2020-12-29 17:38
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,橡膠消耗量不斷增加,廢舊橡膠量也隨之增加,其中廢舊輪胎量最多,占廢舊橡膠制品的60%以上,對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的“黑色污染”,為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)能環(huán)保要求,我國(guó)加大了對(duì)再生橡膠循環(huán)利用的研究,輪胎再生膠（簡(jiǎn)稱TRR）已成為主力軍。農(nóng)業(yè)輪胎相對(duì)于載重輪胎來(lái)說(shuō),一般行駛速度慢,但工作環(huán)境相對(duì)較差,所以農(nóng)業(yè)輪胎的力學(xué)性能、耐磨性能、高速性能要求低,但耐刺扎性、耐啃性和耐撕裂性、耐老化性能要求高,為了滿足這些使用性能在農(nóng)業(yè)輪胎胎面中通常采用較高用量的低溫乳聚丁苯橡膠（簡(jiǎn)稱SBR）達(dá)2050份。為了改善低溫乳聚SBR的加工性能和硫化性能,提高膠料質(zhì)量,做到資源循環(huán)利用,提出了農(nóng)業(yè)輪胎用SBR/TRR共混膠制備、性能及機(jī)理分析研究。通過(guò)農(nóng)業(yè)輪胎用SBR/TRR共混膠共混體系及機(jī)理分析研究,發(fā)現(xiàn)添加1060份TRR時(shí)SBR/TRR共混膠為均項(xiàng)體系,相容性好,添加60份以上TRR時(shí)共混膠為“海-島”結(jié)構(gòu),相容性差,并從共混機(jī)理進(jìn)行了原因分析。通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)輪胎用SBR/TRR共混膠填充補(bǔ)強(qiáng)體系及機(jī)理分析研究,制備了具有抗紫外線抗菌功能的新型填充材料T...
【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：152 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
丁苯橡膠的化學(xué)反應(yīng)式
當(dāng)前,世界先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家均利用廢舊輪胎進(jìn)行翻新、熱能利用,部分用于生產(chǎn)精細(xì)膠粉。我國(guó)廢橡膠利用主要分為三個(gè)方面:一是輪胎翻新;二是生產(chǎn)膠粉;三是生產(chǎn)再生橡膠。其中發(fā)展最快的是再生膠生產(chǎn)產(chǎn)業(yè),再生膠生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)所利用的廢橡膠已達(dá)到廢橡膠總量的80%。據(jù)中國(guó)橡膠工業(yè)協(xié)會(huì)廢橡膠綜合利用分會(huì)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)再生橡膠的產(chǎn)量達(dá)到250萬(wàn)噸/年。按橡膠烴含量,3噸再生橡膠替代1噸NR計(jì)算,僅250萬(wàn)噸再生橡膠就相當(dāng)于找到了80多萬(wàn)噸NR替代品,超出了海南省全年NR的產(chǎn)量,相當(dāng)于我國(guó)NR全年產(chǎn)量的2/3。被世界先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家稱為“夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”的再生橡膠工業(yè)在我國(guó)廢橡膠利用領(lǐng)域脫穎而出,獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。我國(guó)再生橡膠行業(yè)是伴隨著輪胎行業(yè)的快速發(fā)展而發(fā)展的,廢輪胎是再生橡膠生產(chǎn)企業(yè)的主要原料,占總利用量的60~70%。據(jù)統(tǒng)計(jì)每生產(chǎn)一條輪胎需要幾十至幾百公斤的膠料,每生產(chǎn)1 Kg合成膠需3 Kg石油,而每綜合利用一條廢舊輪胎可產(chǎn)生如下二次資源,并能夠循環(huán)利用[37-40],詳見(jiàn)圖1-4,從圖中可以看出廢舊輪胎的35~45%(輪胎胎面膠部分)可用來(lái)制作輪胎再生膠(TRR)。1.3.2輪胎再生膠的判定方法
共混物的相容性可以通過(guò)共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)來(lái)描述組分相容性的好壞[104],下面研究了不同共混比對(duì)共混生膠Tg的影響規(guī)律。1#~11#膠不同共混比共混膠的DSC曲線見(jiàn)圖2-2所示,1#~11#膠不同共混比共混膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)如表1所示。從表2-4和圖2-2中可以看出1#膠純SBR的Tg為-51.02℃,11#膠純TRR的Tg為-56.11℃,TRR的Tg比SBR的Tg低5.09℃,說(shuō)明SBR的耐低溫性比再生膠差一些。主要由于SBR的主體結(jié)構(gòu)為反式1,4-結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)類(lèi)型單一,分子結(jié)構(gòu)不規(guī)整,分子結(jié)構(gòu)較緊,特別是龐大苯基側(cè)基的引入,使分子間力加大,耐寒性較差。2#至7#共混膠共混比為從90/10變成40/60,即共混膠總份數(shù)為100份時(shí),共混了10~60份TRR,它們的Tg均在1#膠純SBR的Tg和11#膠純TRR的Tg之間,且隨著TRR份數(shù)的增加,SBR/TRR共混膠的Tg越來(lái)越接近于TRR的Tg,說(shuō)明2#至7#SBR/TRR共混膠之間相互擴(kuò)散且并能產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用,兩膠共混后相容性非常好,共混體系為均項(xiàng)體系。但8#~10#共混膠均有兩個(gè)Tg,且一個(gè)Tg接近于TRR的Tg,一個(gè)Tg接近于TRR的Tg,說(shuō)明8#~10#共混膠為兩項(xiàng)體系,且為部分相容體系,因?yàn)楣不炝烁喾莸腡RR形成了“海-島結(jié)構(gòu)”。綜上所述說(shuō)明通過(guò)不同共混比SBR/TRR共混膠差示掃描量熱(DSC)分析,當(dāng)SBR/TRR共混膠總份數(shù)為100份時(shí),共混60份以下TRR,共混結(jié)構(gòu)比較合理,填充更高份TRR時(shí),共混結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)“海-島結(jié)構(gòu)”[105],影響共混膠混煉均勻性,會(huì)對(duì)膠料的性能造成很大影響。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Thermo-oxidative ageing behavior of cerium oxide/silicone rubber[J]. Qiang He,Guangfei Wang,Yong Zhang,Zhanjun Li,Linghao Kong,Wei Zhou. Journal of Rare Earths. 2020(04)
[2]雙金屬稀土促進(jìn)劑對(duì)丁苯橡膠/天然橡膠胎面膠的影響[J]. 胡濤,王廣克,王雅靜,胡水,溫世鵬,劉力. 合成橡膠工業(yè). 2020(02)
[3]廢舊橡膠循環(huán)利用技術(shù)進(jìn)展[J]. 孫岳紅,雷國(guó)安,路麗珠,唐帆. 橡膠科技. 2020(02)
[4]輪胎再生膠的無(wú)油化改性技術(shù)與應(yīng)用[J]. 徐世傳. 輪胎工業(yè). 2020(02)
[5]不同種類(lèi)裂解炭黑的橡膠分散性及補(bǔ)強(qiáng)性能[J]. 邊慧光,王紅. 彈性體. 2019(06)
[6]Magnetic,thermal stability and dynamic mechanical properties of beta isotactic polypropylene/natural rubber blends reinforced by NiZn ferrite nanoparticles[J]. Lih-Jiun Yu,Sahrim Hj Ahmad,Ing Kong,Mouad A.Tarawneh,Shamsul Bahri Bin Abd Razak,Elango Natarajan,Chun Kit Ang. Defence Technology. 2019(06)
[7]順丁橡膠/丁苯橡膠共混膠的性能[J]. 胡海華,何連成,楊明輝,張璐,李波,周雷,趙洪國(guó),吳宇. 合成橡膠工業(yè). 2019(06)
[8]氟橡膠/甲基乙烯基硅橡膠共混膠的性能[J]. 汪恒,夏茹,陳鵬,章于川,錢(qián)家盛. 合成橡膠工業(yè). 2019(06)
[9]溶聚丁苯橡膠結(jié)構(gòu)與加工應(yīng)用性能的關(guān)系[J]. 王麗麗. 合成橡膠工業(yè). 2019(05)
[10]丁腈橡膠序列結(jié)構(gòu)對(duì)其硫化速率及力學(xué)性能的影響[J]. 陳昊誠(chéng),董瑞寶,王文玉,潘廣勤. 高分子材料科學(xué)與工程. 2019(07)
博士論文
[1]納米二氧化硅的表面修飾及其對(duì)天然橡膠復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響[D]. 鄭駿馳.北京化工大學(xué) 2018
[2]氟橡膠/硅橡膠共混膠的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 郭建華.華南理工大學(xué) 2009
碩士論文
[1]溶聚丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)、性能、加工及應(yīng)用研究[D]. 楊玉瓊.蘭州理工大學(xué) 2019
[2]再生膠在胎面膠中的應(yīng)用[D]. 萬(wàn)如.青島科技大學(xué) 2018
[3]氯化丁基橡膠/順丁橡膠的共混加工研究[D]. 吳新妮.陜西理工學(xué)院 2016
[4]芘基醛和酮的合成[D]. 苗保喜.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2014
[5]集成橡膠SIBR熱氧、臭氧老化過(guò)程的研究[D]. 王小蕾.青島科技大學(xué) 2014
[6]聚丙烯/聚乙烯/彈性體三元共混改性的研究[D]. 馮芳.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2014
[7]稀土配合物橡膠防老劑的負(fù)載與復(fù)配研究[D]. 潘銳賢.華南理工大學(xué) 2012
[8]異戊橡膠的老化與防老化研究[D]. 卜少華.北京化工大學(xué) 2012
本文編號(hào)：2946020
【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：152 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
丁苯橡膠的化學(xué)反應(yīng)式
當(dāng)前,世界先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家均利用廢舊輪胎進(jìn)行翻新、熱能利用,部分用于生產(chǎn)精細(xì)膠粉。我國(guó)廢橡膠利用主要分為三個(gè)方面:一是輪胎翻新;二是生產(chǎn)膠粉;三是生產(chǎn)再生橡膠。其中發(fā)展最快的是再生膠生產(chǎn)產(chǎn)業(yè),再生膠生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)所利用的廢橡膠已達(dá)到廢橡膠總量的80%。據(jù)中國(guó)橡膠工業(yè)協(xié)會(huì)廢橡膠綜合利用分會(huì)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)再生橡膠的產(chǎn)量達(dá)到250萬(wàn)噸/年。按橡膠烴含量,3噸再生橡膠替代1噸NR計(jì)算,僅250萬(wàn)噸再生橡膠就相當(dāng)于找到了80多萬(wàn)噸NR替代品,超出了海南省全年NR的產(chǎn)量,相當(dāng)于我國(guó)NR全年產(chǎn)量的2/3。被世界先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家稱為“夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”的再生橡膠工業(yè)在我國(guó)廢橡膠利用領(lǐng)域脫穎而出,獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。我國(guó)再生橡膠行業(yè)是伴隨著輪胎行業(yè)的快速發(fā)展而發(fā)展的,廢輪胎是再生橡膠生產(chǎn)企業(yè)的主要原料,占總利用量的60~70%。據(jù)統(tǒng)計(jì)每生產(chǎn)一條輪胎需要幾十至幾百公斤的膠料,每生產(chǎn)1 Kg合成膠需3 Kg石油,而每綜合利用一條廢舊輪胎可產(chǎn)生如下二次資源,并能夠循環(huán)利用[37-40],詳見(jiàn)圖1-4,從圖中可以看出廢舊輪胎的35~45%(輪胎胎面膠部分)可用來(lái)制作輪胎再生膠(TRR)。1.3.2輪胎再生膠的判定方法
共混物的相容性可以通過(guò)共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)來(lái)描述組分相容性的好壞[104],下面研究了不同共混比對(duì)共混生膠Tg的影響規(guī)律。1#~11#膠不同共混比共混膠的DSC曲線見(jiàn)圖2-2所示,1#~11#膠不同共混比共混膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)如表1所示。從表2-4和圖2-2中可以看出1#膠純SBR的Tg為-51.02℃,11#膠純TRR的Tg為-56.11℃,TRR的Tg比SBR的Tg低5.09℃,說(shuō)明SBR的耐低溫性比再生膠差一些。主要由于SBR的主體結(jié)構(gòu)為反式1,4-結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)類(lèi)型單一,分子結(jié)構(gòu)不規(guī)整,分子結(jié)構(gòu)較緊,特別是龐大苯基側(cè)基的引入,使分子間力加大,耐寒性較差。2#至7#共混膠共混比為從90/10變成40/60,即共混膠總份數(shù)為100份時(shí),共混了10~60份TRR,它們的Tg均在1#膠純SBR的Tg和11#膠純TRR的Tg之間,且隨著TRR份數(shù)的增加,SBR/TRR共混膠的Tg越來(lái)越接近于TRR的Tg,說(shuō)明2#至7#SBR/TRR共混膠之間相互擴(kuò)散且并能產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用,兩膠共混后相容性非常好,共混體系為均項(xiàng)體系。但8#~10#共混膠均有兩個(gè)Tg,且一個(gè)Tg接近于TRR的Tg,一個(gè)Tg接近于TRR的Tg,說(shuō)明8#~10#共混膠為兩項(xiàng)體系,且為部分相容體系,因?yàn)楣不炝烁喾莸腡RR形成了“海-島結(jié)構(gòu)”。綜上所述說(shuō)明通過(guò)不同共混比SBR/TRR共混膠差示掃描量熱(DSC)分析,當(dāng)SBR/TRR共混膠總份數(shù)為100份時(shí),共混60份以下TRR,共混結(jié)構(gòu)比較合理,填充更高份TRR時(shí),共混結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)“海-島結(jié)構(gòu)”[105],影響共混膠混煉均勻性,會(huì)對(duì)膠料的性能造成很大影響。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Thermo-oxidative ageing behavior of cerium oxide/silicone rubber[J]. Qiang He,Guangfei Wang,Yong Zhang,Zhanjun Li,Linghao Kong,Wei Zhou. Journal of Rare Earths. 2020(04)
[2]雙金屬稀土促進(jìn)劑對(duì)丁苯橡膠/天然橡膠胎面膠的影響[J]. 胡濤,王廣克,王雅靜,胡水,溫世鵬,劉力. 合成橡膠工業(yè). 2020(02)
[3]廢舊橡膠循環(huán)利用技術(shù)進(jìn)展[J]. 孫岳紅,雷國(guó)安,路麗珠,唐帆. 橡膠科技. 2020(02)
[4]輪胎再生膠的無(wú)油化改性技術(shù)與應(yīng)用[J]. 徐世傳. 輪胎工業(yè). 2020(02)
[5]不同種類(lèi)裂解炭黑的橡膠分散性及補(bǔ)強(qiáng)性能[J]. 邊慧光,王紅. 彈性體. 2019(06)
[6]Magnetic,thermal stability and dynamic mechanical properties of beta isotactic polypropylene/natural rubber blends reinforced by NiZn ferrite nanoparticles[J]. Lih-Jiun Yu,Sahrim Hj Ahmad,Ing Kong,Mouad A.Tarawneh,Shamsul Bahri Bin Abd Razak,Elango Natarajan,Chun Kit Ang. Defence Technology. 2019(06)
[7]順丁橡膠/丁苯橡膠共混膠的性能[J]. 胡海華,何連成,楊明輝,張璐,李波,周雷,趙洪國(guó),吳宇. 合成橡膠工業(yè). 2019(06)
[8]氟橡膠/甲基乙烯基硅橡膠共混膠的性能[J]. 汪恒,夏茹,陳鵬,章于川,錢(qián)家盛. 合成橡膠工業(yè). 2019(06)
[9]溶聚丁苯橡膠結(jié)構(gòu)與加工應(yīng)用性能的關(guān)系[J]. 王麗麗. 合成橡膠工業(yè). 2019(05)
[10]丁腈橡膠序列結(jié)構(gòu)對(duì)其硫化速率及力學(xué)性能的影響[J]. 陳昊誠(chéng),董瑞寶,王文玉,潘廣勤. 高分子材料科學(xué)與工程. 2019(07)
博士論文
[1]納米二氧化硅的表面修飾及其對(duì)天然橡膠復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響[D]. 鄭駿馳.北京化工大學(xué) 2018
[2]氟橡膠/硅橡膠共混膠的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 郭建華.華南理工大學(xué) 2009
碩士論文
[1]溶聚丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)、性能、加工及應(yīng)用研究[D]. 楊玉瓊.蘭州理工大學(xué) 2019
[2]再生膠在胎面膠中的應(yīng)用[D]. 萬(wàn)如.青島科技大學(xué) 2018
[3]氯化丁基橡膠/順丁橡膠的共混加工研究[D]. 吳新妮.陜西理工學(xué)院 2016
[4]芘基醛和酮的合成[D]. 苗保喜.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2014
[5]集成橡膠SIBR熱氧、臭氧老化過(guò)程的研究[D]. 王小蕾.青島科技大學(xué) 2014
[6]聚丙烯/聚乙烯/彈性體三元共混改性的研究[D]. 馮芳.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2014
[7]稀土配合物橡膠防老劑的負(fù)載與復(fù)配研究[D]. 潘銳賢.華南理工大學(xué) 2012
[8]異戊橡膠的老化與防老化研究[D]. 卜少華.北京化工大學(xué) 2012
本文編號(hào)：2946020
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