轮胎胶应力诱导脱硫及热塑性弹性体性能研究

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1、DevulcanizationofTireRubberthroughStressInducedReactionandItsEffectonthePropertiesofThermoplasticElastomerDissertationSubmittedtoNanjingUniversityofTechnologyinpartialfulfillmentofrequirementforthedegreeof—MasterofEngineeringByJiShenSupervisors：Prof．YuncanZhangMay2008硕士学位论文摘要删I

2、!IIIIlIIfllllIIllIJllllIl—Y2083884本文采用在废旧轮胎胶粉中加入适量可熔融的线性高分子物质HDPE、PP、EPDM作为熔融挤出剪切应力场中的流动相，利用双螺杆挤出机的高剪切应力诱导反应物流动场中轮胎胶粒的断链、降解反应，实现废旧轮胎胶交联网络的再线性化处理。研究结果表明双螺杆挤出机的高剪切应力可引起脱硫共混物凝胶含量的下降和熔体流动速率的增加，引起脱硫共混物溶胶中天然橡胶成分和丁苯橡胶(或顺丁橡胶)成分的明显增加，引起产物溶胶分子链中醚键、酯键和磺酸酯基团的明显增加；双螺杆挤出机的螺杆转速越快，挤出反应温度越高，则这种

3、断链反应和氧化降解作用即越明显。较低的脱硫反应温度和较高螺杆转速条件，有利获得具有较高双键含量的脱硫共混物。通过对脱硫轮胎胶(DGTR)／HDPE／EPDM热塑性弹性体力学性能研究及SEM观察表明：双螺杆挤出机的螺杆转速越快，所得DGTR／HDPE／EPDM热塑性弹性体共混物中未脱硫的凝胶颗粒尺寸明显减小。在200。C和1000dmin的脱硫反应条件下，弹性体材料中未脱硫的凝胶颗粒尺寸已减小至亚微米数量级，材料的相态均匀性获得了明显增加。在挤出反应温度200℃、螺杆转速500r／min和挤出机螺杆长径比为32／1的较佳脱硫反应条件下，所得DGTR／H

4、DPE／EPDM(50／30／20)热塑性弹性体材料的拉伸强度和断裂伸长率分别达到12．8MPa和330％。通过对PP／EPDM／DGTR热塑性弹性体力学性能研究及SEM观察表明：在螺杆转速为1000r／min和脱硫反应温度为200℃时，PP／EPDM／DGTR热塑性弹性材料的力学性能最好，此条件下所得的热塑性弹性材料相态结构均匀，材料综合性能达到最优。在熔融挤出脱硫反应过程中，承载流体线性高分子物质的稳定性能对所得热塑性弹性体材料的力学性能影响很大。本研究中以EPDM为承载流体时，所得PP／EPDM／DGTR热塑性弹性材的力学性能较佳。采用在熔融挤

5、出脱硫反应过程中添加过氧化物作为诱导促进剂和改变EPDM分子量的方法研究了双螺杆挤出机的高剪切应力对交联密度较大的小汽车轮胎混合胶粉的脱硫影响。结果表明加入适量的有机过氧化物，对废旧轮胎胶粉的应力诱导脱硫反应具有明显促进作用，可引起脱硫共混物凝胶含量的明显下降和热塑性弹性体熔体流动速率明显增加。但其所引发产生的大量自由基对脱硫共混物溶胶分子链中的双键结构具有明显的加成摘要作用，可引起脱硫共混物溶胶分子链中的双键结构明显减少。脱硫反应过程中所加入的承载流体含量及其门尼粘度越大，则应力传递作用即越强，所引起的脱硫反应效果即越显著。关键词：轮胎胶高剪切应力

6、诱导脱硫高密度聚乙烯聚丙烯热塑性弹性体2硕士学位论文ABSTRACTInthispapeLthedevulcanizationofgroundtirerubberthroughstress—inducedreactionduringmeltextrusionwasinvestigatedbyaddingsomefusiblelinearmacromoleculematerialssuchasHDPE，PPandEPDMintowastegroundtirerubberasfluidphaseandswellingagentandbyincreasin

7、gthescrewrotationspeedoftwinscrewextruder．Theresultsshowthatthehi．ghsheafingstressduringmeltextrusionCanstress·inducechainscissionandoxidativedegradationofthecross—linkingnetworkofthegroundtirerubber,whichobviouslyincreaseNR，SBR(orBR)，etherbond，esterbondandsulfoacidestergroupin

8、thesolofthedevulcanizedblends．Asaresult，thegelcontento