偶联剂改性废轮胎胶粉及其在力车胎胎侧胶中的应用
改性技术在轮胎再生胶中的应用

改性技术在轮胎再生胶中的应用徐世传中策橡胶(建德)有限公司应用技术APPLIED TECHNOLOGY因,目前再生胶生产工艺不仅能耗大,而且污染也大,特别是VOCs 气体产生量大,成为业内最为头痛的问题。
3.产品达不到环保要求,恶臭气味大。
4.门尼黏度值返原速度快,停放几天后,门尼黏度就会偏高,需重新加工。
5.纯的再生胶强度还算说的过去,但与天然胶掺用后强度大幅度下降。
6.混炼胶自黏性差。
二、技术创新在再生胶工业的应用探讨从国内资源再生利用的现状来看,再生胶产业只能通过技术创新手段,解决存在的问题与困境,可以从以下几个方面入手:第一,对再生胶进行功能化改性。
比如对再生胶的恒黏改性;提高再生胶与天然胶的相容性,使其成为真正的返原橡胶;进行无味再生胶生产,扩大再生橡胶应用领域。
第二,实现再生橡胶生产的无油化与环保化。
再生胶的无油化可使改性后的再生胶成为真正的有机补强剂,替代部分炭黑,降低混炼胶的滚动阻力;使改性再生胶成为高性能的返原胶,扩大再生胶的应用领域。
第三,使改性再生胶具备橡胶助剂化功能,如提高混炼胶的黏性、降低喷霜、提高橡胶与金属的黏合能力等。
三、实验1.试验仪器与设备X K -160开炼机,湖州橡机厂产品;F370密炼机,大连橡胶塑料机械股份有限公司产品;MDR2000硫化仪,美国ALPHA 公司产品;50t 平板硫化机,湖州橡机厂产品;WGJ-2500B Ⅱ电子拉力机,桂林奥峰电器制造有限公司产品;GT-7017型老化箱,高铁检测仪器有限公司产品; T5525A 型定负荷压缩生热试验机,北京橡研院机电技术开发有限公司产品。
2.原材料与试验配方NR ,SCR5,国产;SBR1500,吉化公司产品;BR9000,上海高桥石化公司产品;N234炭黑,中策清泉化工有限公司产品;白炭黑,确成硅化学股份有限公司产品; Si-69偶联剂,常熟橡胶助剂厂产品;无油轮胎再生胶,河南艾卡橡胶材料有限公司产品;轮胎改性再生胶,浙江力源新材料有限公司产品;防老剂6PPD 、防老剂RD ,南京化工总厂产品;其余材料均为正常市购原材料。
废旧轮胎胶粉改性沥青的性能分析及优化

废旧轮胎胶粉改性沥青的性能分析及优化近年来,环境污染和资源回收利用成为全球各国共同关注的问题。
废旧轮胎的处理一直是环境保护领域的热门话题之一。
废旧轮胎胶粉是一种重要的资源,它可以应用于多个领域,其中之一就是改性沥青的生产。
本文将对废旧轮胎胶粉改性沥青的性能进行分析,并提出一些优化建议。
首先,我们需要了解废旧轮胎胶粉的性质和结构。
轮胎胶粉主要由橡胶和碳黑组成,其中橡胶具有弹性和黏性等特点,碳黑则负责增加轮胎的抗磨性能。
这些特性使得废旧轮胎胶粉可以被应用于改性沥青的生产中。
改性沥青是指将废旧轮胎胶粉与传统沥青进行混合,从而提升沥青的性能。
废旧轮胎胶粉改性沥青具有以下几种优势。
首先,废旧轮胎胶粉可以增加沥青的黏度,提高道路面层的承载能力。
轮胎胶粉的添加可以增加沥青的粘着能力和弹性模量,提高路面的抗变形和承载能力。
这对于交通工程来说非常重要,可以有效地延长道路的使用寿命。
其次,废旧轮胎胶粉改性沥青具有较好的耐老化性能。
轮胎胶粉中含有丰富的橡胶成分,橡胶具有一定程度上的耐候性和耐老化性能。
因此,废旧轮胎胶粉改性沥青在路面使用过程中可以减少沥青老化,提高路面的使用寿命。
另外,废旧轮胎胶粉改性沥青还可以提高路面的抗水性能。
由于轮胎胶粉中橡胶的存在,改性沥青可以在一定程度上防止水分渗透。
这对于降低道路因雨水侵蚀而导致的损害具有积极的意义。
同时,改性沥青对于提高道路的抗冰、抗滑和抗膨胀性能也有一定的改善作用。
除了以上优势之外,废旧轮胎胶粉改性沥青还可以实现废轮胎资源的有效利用,减少环境污染。
废旧轮胎的处理一直是一个世界性难题,废旧轮胎胶粉的利用可以减少占地和焚烧等处理方式带来的污染问题,同时还可以实现资源的循环利用。
然而,废旧轮胎胶粉改性沥青在实际应用中还存在一些问题和挑战。
一方面,轮胎胶粉的添加量需要控制在合适的范围内,过高的添加量会导致改性沥青黏度过高,影响混凝土砼的成型性能。
另一方面,沥青的品质和性能也对改性效果有着重要的影响。
废轮胎胶粉特性--生产与供应

废轮胎胶粉特性–生产与供应1. 引言废轮胎胶粉是指通过对废旧轮胎进行处理,将其制成颗粒状的橡胶粉末。
废轮胎胶粉具有独特的特性,使得它在不同领域的生产和供应链中发挥着重要的作用。
本文将对废轮胎胶粉的特性、生产过程以及供应链进行详细介绍。
2. 废轮胎胶粉的特性废轮胎胶粉具有以下几个重要的特性:2.1 高弹性废轮胎胶粉由废旧轮胎破碎加工而成,保持了原始橡胶的高弹性。
这使得废轮胎胶粉在橡胶制品生产中能够起到增强材料的作用,提高制品的强度和耐久性。
2.2 耐磨性废轮胎胶粉作为一种再生橡胶,具有良好的耐磨性。
在橡胶制品生产中,将废轮胎胶粉用于制造耐磨橡胶制品,如轮胎、橡胶地板等,能够延长制品的使用寿命。
2.3 可再生性废轮胎胶粉的再生利用可有效减少废弃物对环境的污染,并节约资源。
通过将废旧轮胎回收再利用,不仅能够减少废弃物的处理成本,还能够有效回收橡胶资源,提高资源利用效率。
3. 废轮胎胶粉的生产过程废轮胎胶粉的生产过程主要包括以下几个步骤:3.1 轮胎回收废旧轮胎从汽车修理厂、废品回收站等渠道收集回收,避免将其作为废弃物处理。
回收的废轮胎首先需要进行清洗和分拣,以去除污垢和有害物质。
3.2 破碎加工清洗和分拣后的废轮胎被送入破碎机进行破碎加工。
破碎后的废轮胎被切割成细小的颗粒状物料,即废轮胎胶粉的前身。
3.3 磁选分离破碎后的废轮胎胶粉通过磁选分离设备进行磁选分离,以去除其中的金属物质。
这是为了确保废轮胎胶粉的纯净度,避免对橡胶制品的生产和使用产生不良影响。
3.4 粉碎经过磁选分离后的废轮胎胶粉需要经过粉碎设备进行粉碎,以得到所需的粒径和颗粒形状。
粉碎过程中可以根据不同的应用需求,控制废轮胎胶粉的粒径和颗粒形状。
3.5 包装和储存粉碎后的废轮胎胶粉被包装并储存起来。
包装过程需要注意保持废轮胎胶粉的纯净度和质量稳定,以确保其在供应链中的可靠性和可用性。
4. 废轮胎胶粉的供应链废轮胎胶粉在供应链中的角色主要包括生产、加工、销售和物流等环节。
废旧轮胎胶粉及再生胶的用途

废旧轮胎胶粉及再生胶的用途1.公路建设:废旧轮胎胶粉和再生胶可用于改善和修复道路。
将胶粉和再生胶与沥青混合,可以增加路面的弹性和抗裂性能,降低噪音和振动,提高道路的使用寿命。
2.橡胶制品生产:废旧轮胎胶粉和再生胶可以用于制造各种橡胶制品,如胶管、橡胶垫片、密封圈、胶带等。
这些制品具有良好的耐磨和耐老化性能,广泛应用于汽车、机械、建筑等行业。
3.建筑材料:废旧轮胎胶粉可以用于制造橡胶瓦、橡胶板等建筑材料。
这些建筑材料具有良好的隔音、防水和耐候性能,可用于屋顶、墙壁等部位,提高建筑物的保温性能和使用寿命。
4.环境保护:废旧轮胎胶粉和再生胶可以用于制造环保产品,如环保胶水、环保油墨等。
这些产品中不含有害物质,可以减少对环境的污染。
5.能源回收:废旧轮胎胶粉和再生胶可用于生产燃料。
经过处理的胶粉和再生胶可以用作能源回收的原料,用于生产燃烧稳定、热值高的燃料,提供热能或电能。
6.塑料制品:废旧轮胎胶粉和再生胶可以用于制造塑料制品。
将胶粉和再生胶与塑料混合,可以提高塑料制品的韧性和耐用性,减少对原始油的需求,降低制造成本。
7.土木工程:废旧轮胎胶粉和再生胶可以用于土木工程,如填充土、隔离层等。
胶粉和再生胶与土壤混合后具有良好的固结性能和隔离性能,可以用于填补土壤空隙、加固土体结构。
8.污水处理:废旧轮胎胶粉和再生胶可以用于污水处理。
经过处理的胶粉和再生胶可用于制造污水处理设备的填料,增加废水与生物接触的表面积,提高污水处理效率。
总之,废旧轮胎胶粉和再生胶的用途非常广泛,可以应用于公路建设、橡胶制品生产、建筑材料、环境保护、能源回收、塑料制品、土木工程、污水处理等多个领域,有着重要的经济和环保意义。
废旧轮胎再生胶粉用途市场行情

废旧轮胎再生胶粉用途市场行情废旧轮胎再生胶粉是指废旧轮胎经过一系列工艺处理后得到的一种颗粒状物质,它具有优异的弹性、耐磨、抗老化等性能。
再生胶粉具有广泛的用途,可以用于生产橡胶制品、建筑材料、沥青路面、涂料、胶粘剂等领域,具有较高的市场需求和潜力。
首先,再生胶粉在橡胶制品行业中具有重要的应用。
橡胶制品包括轮胎、胶管、胶带等,这些制品需要使用大量的橡胶原料。
使用再生胶粉代替部分天然橡胶或合成橡胶可以降低生产成本,同时减少对天然资源的依赖,达到环境保护的目的。
再生胶粉制造的橡胶制品在强度、耐久性等方面可以与原生橡胶制品相媲美。
其次,再生胶粉在建筑材料领域有着广泛的应用。
在沥青路面的施工中,加入一定比例的再生胶粉可以改善沥青的性能,提高路面的弹性和耐久性,延长路面的使用寿命。
与传统的沥青路面相比,添加再生胶粉的路面具有更好的抗裂性能,减少了路面维修的频率和成本。
再次,再生胶粉还可以用于涂料和胶粘剂等产品的制造。
再生胶粉可以作为涂料的填料,提供涂料的弹性和附着力,并改善涂料的耐腐蚀性能。
在胶粘剂领域,再生胶粉可以作为增粘剂使用,提高胶粘剂的黏度和粘附力,使其更适用于建筑、家具和汽车等应用领域。
再生胶粉的市场行情也非常乐观。
随着对资源保护和环境保护意识的增强,再生胶粉作为可持续发展的一种重要材料,受到越来越多企业和消费者的关注。
据市场研究机构统计,2023年全球再生胶粉市场规模约为30亿美元,预计到2026年将达到55亿美元。
再生胶粉在各个应用领域的需求也在不断增长,尤其是在橡胶制品行业和建筑材料领域,再生胶粉有着广阔的市场前景。
综上所述,废旧轮胎再生胶粉具有广泛的用途,可以用于橡胶制品、建筑材料、涂料、胶粘剂等领域。
通过利用再生胶粉可以降低生产成本、减少对天然资源的依赖,并提高产品的性能和品质。
再生胶粉市场前景广阔,有着较高的市场需求和潜力,是一个具有发展前景的产业。
废旧轮胎胶粉改性沥青中稀土助剂的其它应用探索

废旧轮胎胶粉改性沥青中稀土助剂的其它应用探索近年来,废旧轮胎胶粉的回收利用成为了全球环保产业的重要研究方向之一。
废旧轮胎的处理问题一直是困扰环境领域的难题,因此探索废旧轮胎胶粉的新应用,尤其是在改性沥青中添加稀土助剂,成为了当前研究的热点。
除了作为改性沥青的成分之外,稀土助剂在废旧轮胎胶粉中还有其他应用,本文将对这些应用进行探索和分析。
首先,废旧轮胎胶粉中的稀土助剂可以应用于建筑领域。
在建筑材料中添加稀土助剂可以改善材料的性能,例如提高抗老化性能、耐候性能和耐化学腐蚀性能等。
稀土助剂还可以改善建筑材料的加工性能,使其更易于施工。
此外,稀土助剂还可以通过调节材料的物理和化学性能,制备出具有特殊功能的建筑材料,如绿色环保型建筑材料、自洁型建筑材料等。
其次,稀土助剂在废旧轮胎胶粉中的另一个应用领域是塑料制品。
由于稀土元素具有良好的增强效果和溶解性能,将稀土助剂添加到废旧轮胎胶粉中可以提高塑料制品的强度、硬度和耐磨性能。
此外,稀土助剂还可以增加塑料制品的抗冲击性能和阻燃性能,提高其使用寿命和安全性。
因此,在塑料制品的生产中广泛应用稀土助剂可以提高产品的竞争力和附加值。
同时,稀土助剂还可以应用于橡胶制品的改性。
废旧轮胎胶粉是一种重要的橡胶废料,将稀土助剂与废旧轮胎胶粉混合后再与橡胶原料进行共混,可以改善橡胶制品的物理和化学性能,提高其强度、耐磨性和耐老化性能。
稀土助剂还可以改善橡胶制品的加工性能,促进橡胶的流动性和热稳定性,提高生产效率和产品质量。
除了以上应用领域,稀土助剂在废旧轮胎胶粉中还有其他一些潜在的应用价值。
例如,稀土助剂可以应用于油墨、涂料和胶粘剂等化工产品的制备中,改善产品的粘合性能和稳定性。
稀土助剂还可以应用于纺织、造纸、印刷等行业,提高产品的耐水性和耐磨性。
此外,稀土助剂还可以应用于金属加工和电子工艺中,改善材料的精密性能和导电性能。
总之,废旧轮胎胶粉中稀土助剂的其他应用探索具有重要的理论和实践意义。
废轮胎胶粉的改性及应用

废轮胎胶粉的改性及应用废轮胎胶粉是指废弃的轮胎经过破碎、粉碎等处理后得到的粉状橡胶颗粒,它具有一定的弹性和粘附性,是一种重要的再生资源。
废轮胎胶粉具有很好的耐磨性、阻燃性和耐腐蚀性,可以应用于橡胶制品、建筑材料、道路修复等领域。
然而,由于其分散性较差、热稳定性差等问题,限制了其更广泛的应用。
因此,对废轮胎胶粉进行改性处理,可以提高其性能并扩大其应用范围。
废轮胎胶粉的改性方法主要有物理改性和化学改性两种途径。
物理改性主要是通过改变颗粒大小、表面形貌等方法来改善其性能;化学改性则是通过引入各种功能性单体或添加剂来改善其热稳定性、分散性等性能。
一、物理改性:1. 粒度控制: 废轮胎胶粉的颗粒大小对其性能有着重要的影响。
通常通过在制备过程中采用不同的破碎、粉碎设备来控制颗粒大小,并且经过筛分等方法来获得所需的颗粒大小。
2. 表面改性: 对于粒径较小的胶粉,其表面活性比较高,容易发生团聚和堆积,从而影响其应用性能。
通过采用表面改性剂,如硅烷偶联剂等,可以改善其表面性质,提高其分散性和相容性。
3. 热处理: 通过热处理可以提高废轮胎胶粉的热稳定性和耐老化性能,从而增加其在高温条件下的应用范围。
热处理温度和时间的选择需要根据具体情况进行调节,以获得最佳的改性效果。
二、化学改性:1. 氧化改性: 废轮胎胶粉中含有大量的双键结构,通过氧化处理可以引入羟基、羰基等活性基团,从而提高其极性和表面活性,改善其分散性和增强粘附力。
常用的氧化剂有过氧化氢、硝酸、臭氧等。
2. 接枝改性: 通过引入不同的功能性单体,如丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯等,可以改变废轮胎胶粉的结构和性能,提高其耐磨性、耐腐蚀性等性能。
3. 表面活性剂改性: 采用表面活性剂可以改善废轮胎胶粉的分散性,提高其与其他材料的相容性。
常用的表面活性剂有十二烷基硫酸盐、十二烷基苄基二甲基溴化铵等。
废轮胎胶粉经过改性处理后,可以应用于多个领域:1. 橡胶制品: 废轮胎胶粉经过改性可制备成各种橡胶制品,如胎面胶、胎体胶、橡胶瓦、橡胶管等。
废轮胎胶粉改性沥青应用的探讨解读

中国新技术新产品2010NO .7and Products工程技术中国新技术新产品废轮胎胶粉改性沥青应用的探讨陈钏(湖南省高速公路管理局广信公司,湖南长沙410011)1胶粉改性沥青的简介和作用机理胶粉改性沥青(Crumb rubber modifier ,简称CRM 改性沥青),是改性沥青的一种,它是以废轮胎胶粉作为改性剂加入沥青中并辅以其他化学助剂,通过物理和化学反应对沥青进行改性最终形成性能稳定的新型铺路材料。
汽车轮胎在加工过程中为了满足其使用性能的要求掺加了多种成分,如:合成橡胶、天然橡胶、碳黑、硫、硫磺等等。
这些成分对于沥青来说每种都可以看成一种改性剂,因此,胶粉掺加到沥青中可以看成是一种复合改性作用。
从这个角度看,废旧轮胎胶粉并不是老化的轮胎胶粉,原有化学成份仍然可以起到很好的作用,达到改善沥青混凝土使用性能的目的。
从试验结果可知,胶粉在沥青混合料中的填充作用是不可忽视的,一方面从孔隙率角度会使混合料更加密实,但另一方面会增加混合料的矿料间隙率。
特别对于后者,由于胶粉颗粒本身具有良好的回弹性能,如果混合料中胶粉添加不当,会导致混合料碾压不实,严重的导致松散。
为了避免这种现象的产生,胶粉颗粒的掺加需要进行选择,对于胶粉混合料的级配应选择断级配,而不宜选择连续级配,其间断程度与胶粉的目数和剂量有关。
2采用橡胶粉改性沥青的背景及必要性2.1背景2006年我国汽车销售量为721万辆, 据不完全统计,我国每年仅废旧轮胎退役量约140万吨以上,并且以每年15%左右的速度在递增。
2003年废旧轮胎8000万条,到2004年达到1.2亿条,预计到2010年,我国的汽车保有量将达到7000万辆,废旧轮胎的产生量也将达到2亿条。
这样大规模的废旧轮胎将造成巨大黑色污染, 二次污染环境和占用土地资源。
开展废轮胎橡胶粉改性沥青的应用可大量利用废旧轮胎,变废为宝,具有突出的环保意义。
2.2国际上橡胶粉用于筑路技术的现状国外自上个世纪60年代开始研究和使用胶粉改性沥青,总里程已达3万公里,实践证明其路用性能大大优于普通沥青。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
偶联剂改性废轮胎胶粉及其在力车胎胎侧胶中的应用卢娜;辛振祥【摘要】胶粉是废轮胎回收利用的主导方向,但其与基质橡胶的相容性差,从而限制了胶粉的应用.通过硅烷偶联剂Si69和钛酸酯偶联剂201对胶粉表面进行改性,以期获得与生胶相容性良好的改性胶粉.改性胶粉溶胶含量测试表明:胶粉表面交联网络破坏,溶胶含量增加.胎侧胶物理机械性能测试表明:在力车胎胎侧胶配方中,Si69和钛酸酯偶联剂201质量份分别为1.5和2.0时,胶粉改性效果最好,此时胎侧胶的综合性能最佳.%Rubber powder is the leading direction of waste rubber tire recycling.But the low compatibility with matrix limited the application of the powder.In order to improve the compatibility, we modified the surface of the waste rubber powder with coupling agent of silane-coupling agents Si69 and organic titanate 201.After modification, the sol content of the rubber powder increased, this indicated that the surface crosslinking network of the waste rubber powder have been broken.Besides, in the formula of the cycle tire side wall, when the dosage of Si69 and organic titanate 201 were 1.5 and 2.0, the best modification result is gained.And the optimum comprehensive properties of the vulcanizated cycle tire sidewall rubber were obtained.【期刊名称】《青岛科技大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】6页(P93-98)【关键词】胶粉;偶联剂;改性;溶胶含量;物理机械性能【作者】卢娜;辛振祥【作者单位】青岛科技大学高分子科学与工程学院;橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛 266042;青岛科技大学高分子科学与工程学院;橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛 266042【正文语种】中文【中图分类】TQ330.6+2废旧橡胶资源化利用的有效途径包括原形利用、生产再生胶、胶粉及热裂解等。
再生胶一直是我国废旧橡胶回收利用的主体[1]。
据不完全统计,我国在2014年生产胶粉约55万t,再生胶约410万t。
新中国建国以来,再生橡胶生产工艺经历了油法、水油法、动态脱硫法等几次变革。
目前,再生胶的生产可实现常压连续再生,并在一定程度上减少了废水、废气、粉尘等污染物的产生。
然而,不论再生胶的生产多么环保,也不可能做到零排放,何况用先进技术制备再生胶还远未得到普及。
因此,相比而言,再生胶的生产能耗大、劳动强度高且存在二次污染等一系列问题[2]。
减少能耗较高的再生胶生产,扩大胶粉的生产是废旧橡胶循环应用的主导方向[3]。
同生产再生胶的方法相比,胶粉的生产减少了脱硫、捏炼和精炼工序,避免了对环境的二次污染[4-5],可以实现粗犷型经济逐渐向低能耗、低污染型经济转移。
因此,胶粉的生产、利用、活化或改性是绿色经济的范畴,也是废橡胶制品回收与再利用的“低碳经济”的主渠道。
废旧橡胶是在常温或者冷冻条件下,经过机械粉碎或研磨制成的粒度不同的粉末,即胶粉。
胶粉的应用与其粒度大小有关,应用领域涉及橡胶工业[6-7]、塑料工业[8-11]、建筑材料、道路建设[12]和农业等方面。
胶粉可单独使用,也可与其他材料并用,制备各种橡胶、塑料制品[13]。
本研究以硅烷偶联剂Si69和钛酸酯偶联剂201为改性剂,对废轮胎胶粉进行表面改性,并将改性胶粉用于力车胎胎侧胶中替代原有配方中的再生胶,在保持原配方胶基本物理性能的基础上,降低能耗、减少再生胶生产过程中产生的二次污染。
天然橡胶(NR),2#标胶,云南勐腊剑锋天然橡胶有限公司;丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR),中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司;40目(380 μm)全胎胶粉,山东新东岳再生资源科技有限公司;再生胶,山东莱芜福泉橡胶有限公司;共聚树脂,山东齐隆化工(淄博)有限公司;炭黑,太原光大炭黑有限公司;防焦剂CTP,山东博兴科源新材料;硅烷偶联剂Si69,钛酸酯偶联剂201,防老剂4010NA,硫黄(S),硬脂酸(SA),氧化锌(ZnO),促进剂CZ,均为市售。
40目(380 μm)全胎胶粉,100份,硅烷偶联剂Si69或钛酸酯偶联剂,0.5~2.0份。
配方所用为质量份。
NR、SBR、BR,共100份(具体配比保密);再生胶,100份;炭黑,80份;促进剂CZ,3份;S,1.8份。
转矩流变仪,KSS-300型,上海科创橡塑机械设备有限公司;密炼机,FN101-1A型,山东科创电气科技有限公司;开炼机,CJ-6型,山东科创电气科技有限公司;平板硫化机,GT-7000-AR型,山东科创电气科技有限公司;厚度计,HD-10 型,上海化工机修四厂;硬度计,CYX-A型,上海化工机修四厂;拉伸撕裂试验机,I-7000S型,高铁检测仪器有限公司;曲挠试验机,CI-7011-1型,高铁检测仪器有限公司;阿克隆磨耗试验机,GT-XB32DM型,高铁检测仪器有限公司。
1)硅烷偶联剂Si69改性废轮胎胶粉。
(1)将0.5、1.0、1.5、2.0份Si69加入到100份胶粉中,在转矩流变仪中混合搅拌均匀,得到改性胶粉,其中转矩流变仪温度为150 ℃,转速为30 r·min-1,时间为10 min。
(2)将1.5份Si69与100份废轮胎胶粉于转矩流变仪中改性得到改性胶粉,然后将改性胶粉在开炼机上以最小辊矩薄通10、20、30、40次。
转矩流变仪中改性条件与1)相同。
2)钛酸酯偶联剂201改性废轮胎胶粉的制备。
(1)将0.5、1.0、1.5、2.0份钛酸酯偶联剂201加入到100份胶粉中,在转矩流变仪中混合搅拌均匀,得到改性胶粉,其中转矩流变仪温度为150 ℃,转速为30 r·min-1,时间为10 min。
(2)将2.0份钛酸酯偶联剂201与100份废轮胎胶粉于转矩流变仪中改性后,再在开炼机上以最小辊矩薄通10、20、30、40次。
转矩流变仪改性条件与(1)相同。
改性胶粉替代再生胶用于力车胎胎侧胶的配方中,其中替代量为10份。
混炼胶采用两段炼胶法:一段混炼胶,将生胶、再生胶/活化胶粉、增塑剂、防老剂、防焦剂、炭黑加入密炼机中进行混炼;二段混炼胶,一段混炼胶于开炼机上加促进剂CZ、ZnO、SA和S。
二段混炼胶停放一段时间后在平板硫化机上成型,然后裁样,准备测试。
本研究中2个空白对比样为未使用胶粉或改性胶粉的原始配方和未改性的胶粉直接替代10份再生胶的配方。
1)力学性能。
拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度按照GB/T 528—2009测试,试样为Ⅱ型哑铃型试样;撕裂性能按照GB/T 529—2008测试。
2)硬度(邵A)。
按照GB/T 531—1999测试。
3)阿克隆磨耗。
按照GB/T 1689—1998测试。
4)曲挠龟裂。
按照GB13934—93和GB13933—93测试。
5)溶胶含量。
按照GB/T 3516—2006测试。
图1为Si69改性废轮胎胶粉的溶胶含量曲线。
从图1中看出,随Si69用量的增加,改性胶粉的溶胶含量明显增大,其中Si69用量从0增加到0.5份时,改性胶粉溶胶含量上升速率最大。
而用量从1.5份增加到2.0份时,溶胶含量也出现较大幅度的增加。
这说明Si69的加入有利于胶粉改性过程中其表面交联网络的断裂。
Si69在热的作用下均匀分散在胶粉中,在橡胶的三维交联网络中作为填充介质,提高了胶粉改性过程中热量的传导效率,同时一定的彭润作用也有利于橡胶大分子链间距离的增大,从而减弱其作用力,有利于交联键的断裂,引起溶胶含量的增加。
图2为不同薄通次数下Si69改性胶粉溶胶含量曲线图。
从图2中可以看出,薄通次数为10次时,改性胶粉溶胶含量急剧增加,此部分溶胶除了三维网络结构的破坏之外还可能有大分子主链断链的贡献;当薄通次数超过10次时,改性胶粉的溶胶含量随薄通次数增加而变化的幅度减小。
硅烷偶联剂作为改性剂改性胶粉时,其用量不宜过高,一般占被改性胶粉的2.0%左右[16-17]。
表1为不同Si69质量份下,硫化胶的物理机械性能。
由表1看出,Si69用量为1.5份时,使用改性胶粉的配方相比于原配方,其硫化胶的拉伸强度提高了1.5 MPa,而与使用未改性胶粉的配方相比,硫化胶强度提高了0.7 MPa,这是由于改性胶粉表面的交联网络结构一部分被破坏,这增加了改性胶粉与基质胶之间的相容性;另一部分交联网络在偶联剂的作用下处于比较疏松的状态,这有利于基质胶中大分子及配合剂在胶粉表面的渗透及扩散,使共混胶料的微观交联结构趋于均匀化[14-15]。
因此,在承受负荷时,胶料中的应力分布较均匀,拉伸强度提高。
同时,1.5份Si69改性的胶粉,其硫化胶的撕裂强度由2个空白样的67.4 和61.0 kN·m-1提高到77.4 kN·m-1。
而与原始配方相比,阿克隆磨耗值降低了31.4%,屈挠性能提高了46.2%。
综合比较得,Si69用量为1.5份时,改性胶粉的改性效果最优,当其替代再生胶用于力车胎的胎侧胶配方中时,硫化胶的物理机械性能最佳。
表2为硅烷偶联剂Si69用量为1.5份时,不同开炼机薄通次数下改性胶粉的硫化胶的物理机械性能。
由表2知,机械力作用使得硫化胶的拉伸强度、撕裂强度及磨耗性能均出现不同程度的下降,这可能是因为Si69改性胶粉在机械力作用下橡胶大分子链发生不同程度的断裂,导致硫化胶性能下降。
图3为不同质量份钛酸酯偶联剂201的改性胶粉的溶胶含量。
从图3看出,随钛酸酯偶联剂201用量的增加,改性胶粉的溶胶含量明显增大,其中钛酸酯偶联剂201用量从0增加到0.5份时,改性胶粉溶胶含量上升速率最大。
而用量从1.5份增加到2.0份时,溶胶含量也出现较大幅度的增加,这说明钛酸酯偶联剂201的加入有利于胶粉改性过程中表面交联键的断裂。