亚临界水挤出法应力诱导轮胎胶脱硫化及热塑性弹性体制备—挤出反应条件的影响

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1、亚临界水挤出法应力诱导轮胎胶脱硫化及热塑性弹性体制备——挤出反应条件的影响孟海狮(徐州徐轮橡胶有限公司，江苏徐州221011)摘要：采用在废旧轮胎胶粉与高密度聚乙烯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，研究了双螺杆挤出机的螺杆转速、挤出反应温度及脱硫促进剂正丁胺对轮胎胶脱硫共混物(DGTR/HDPE)的凝胶含量、熔体流动速率及轮胎胶脱硫共混物(DGTR/HDPE)/三元乙丙橡胶(EPDM)动态交联热塑性弹性体力学性能的影响，以及亚临界水挤出条件下高剪切应力对轮胎胶应力诱导脱硫反应的影响。结果表明：高转速同向双螺杆挤出机的高剪切作用，以及亚临界水对伦胎胶交联网络

2、的溶胀和解交联反应作用，可诱发废旧轮胎胶共混物屮交联网络的断链和解交联反应，引起脱硫共混物凝胶含屋的下降及熔体流动速率的増加。在鼓佳的脱硫反应条件(正丁胺1.5%,1000r/min,220°C,2.4MPa)下，所得DGTR/HDPE/EPDM(40/40/20)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614.6%。关键词：轮胎胶高剪切应力诱导脱硫高密度聚乙烯热塑性弹性体随着中国汽年丄业的高速发展，对伦胎等橡胶制品的盅求量也日益增多，与此同时也必然产生了大量的废III轮胎，废III轮胎具冇很强的抗热、抗机械性，很难降解，几I•年都不会自然消失。长期露天堆放，不

3、仅占用大最十-地,而且极易滋生蚊虫传播疾病，引发火灾，被人们称为“黑色污染”。如何利用废I口橡胶制品和废I口轮胎，是搞好资源综合利用的重要课题，也是合理利用资源、保护环境、促进国民经济增长方式转变和可持续发展的重要措施.热塑性弹性体是一种兼有塑料和橡胶特性、在常温下显示橡胶弹性、高温卜•又能塑化成型的高分了材料，因此又称作第三代橡胶。本文主要研究采用在废III轮胎胶粉与高密度聚乙烯的熔融挤出过程屮提高双螺杆挤出机螺杆转速的高剪切应力诱导方法下，双螺杆挤出机的螺杆转速、挤出反应温度及脱硫促进剂正丁胺对轮胎胶脱硫共混物(DGTR/HDPE)的凝胶含量、熔体流动速率及轮胎胶脱硫共混物(DG

4、TR/HDPE)/三元乙丙橡胶(EPDM)动态交联热塑性弹性体力学性能的影响，以及亚临界水挤出条件卜•高剪切应力对伦胎胶应力诱导脱硫反应的影响。1试验1.1主要原材料废旧轮胎胶粉（GTR）：扬州绿环废旧橡胶回收有限公司;高密度聚乙烯（HDPE）5831D（熔体流动速率0.28g/10min）,利安徳巴塞尔工业公司；三元乙丙橡胶（EPDM4770副牌，门尼粘度（ML1+4）6O）,美国陶氏公司；正丁胺：分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司；过氧化二界丙苯（DCP）、硫碱、氧化锌、硬脂酸、促进剂M、防老剂D均为工业级产站，市售;亚临界水：实验室制备，将蒸镭水水加热至沸点以上，临界点以下，并控

5、制系统压力使水保持为液态。1.2主要设备与仪器名称规格产地TE-35型：（

6、）35mm,L/D=45科倍隆-科亚（南京）机械有同向双螺杆挤岀机螺杆转速0〜1200rpm限公司双馄筒炼犁机SK-160B上海橡胶机械厂平板硫化机XLB-350X350X2型25t上海笫一橡胶机械厂熔体流动速率仪XNA2400A长春第二仪器厂邵氏A型硬度计XL-A型江都市明珠试验机械厂索氏提取器250ml上海宝山启航玻璃有限公司微机控制电了万能试验机CMT5254深圳市新三思计量技术有限计量泵GF1.5-50.S4型公司青岛鲁比克泵业有-限公司1.3实验方案1.3.1试样制备⑴将废I口轮胎胶粉与HDPE在陶

7、瓷容器屮以70:30的质冕比相混合，加入适量的脱硫助剂，物料混合均匀后在双螺杆挤出机中进行熔融挤出脱硫反应，挤出反应同时经泵打入水,控制温度、转速、压力，在亚临界水状态下得到伦胎胶脱硫产物。挤出产物经水冷、切粒得到脱硫共混物（DGTR/HDPE），脱硫共混物再经80°C真空烘箱干燥6h；(2)将脱硫共混物(DGTR/HDPE)与EPDM在135°C双馄筒塑炼机上混炼数分钟，然后加入硫化剂、促进剂和防老剂等，混炼均匀，动态硫化并下片；⑶动态硫化产物于165°C平板硫化机上模压成片，模压压力lOMPa左右，保压10分钟,然后取出冷压5分钟出片，以标准切刀裁切成2mm厚的拉伸试样；⑷对试条

8、进行力学性能测试(硬度，拉伸强度，扯断伸长率，裂强度)；(5)对脱硫共混物进行凝胶含量的测定；(6)脱硫共混物熔体流动速率测定；1.3.2动态硫化热塑性弹性体性能测试1.3.2.1动态硫化热塑性弹性体的制备将60份(质量份,下同)脱硫共混物与12份HDPE、20份EPDM在135°C双辐简炼塑机上混炼8"10min,依次加入促进剂1.5份、活化剂1.9份、防老剂0.5份、硫化剂DCP2份、硫磺0.5份等混炼均匀，动态硫化后下片；动态硫化产物在平板硫化机屮于