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摘 要

本文主要是在亚临界水状态，适当的挤出温度和螺杆转速条件下，研讨多硫化物等脱硫剂在脱硫过程中对丁腈橡胶的影响。探讨脱硫促进剂对废旧丁腈胶粉脱硫产物凝胶含量的变化，对脱硫后产物进行再硫化，测试他的力学性能，观察影响效果。实验预测结果表明将多硫化物/过氧化物/水的复合促进剂加入到脱硫过程中去可以产生协同效应，起到共同促进脱硫反应的作用。在亚流界水状态下，适当的脱硫温度和转速下，以450/H₂O₂/水为促进剂，废旧丁腈橡胶应力诱导脱硫反应的影响效果较好，预测凝胶含量可达20%~40%。

关键词： 废旧丁腈橡胶粉 亚临界水 凝胶含量 脱硫促进剂

Effect of the Promoting Agents on the Devulcanization of Waste Nitrile Rubber in a Twin-Screw Extruder

Abstract

The influence of peroxide, polysulfides and their composite promoter on the devulcanization of waste nitrile rubber powder was studied under the conditions of Subcritical water, proper extrusion temperature and rotational speed. The influence of devulcanization accelerator variety on gel content, Mooney viscosity, sol-infrared spectrum and mechanical properties of devulcanization material was investigated.The expected results show that peroxide/polysulfide/water composite accelerator can produce synergistic effect and play a role in promoting devulcanization reaction together. At subcritical water, appropriate devulcanization extrusion temperature and rotational speed, with 450/H₂O₂/water as accelerator, the effect of stress-induced devulcanization reaction of waste nitrile rubber will be better, and the predicted gel content will be 20 to 40 percent.

Key Words: Waste NBR ; Subcritical water ; Gel content ; Devulcanization promoter

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 丁腈橡胶的概论 1

1.2.1 丁腈橡胶的性能 1

1.2.2 丁腈橡胶的应用 2

1.2.3 丁腈橡胶的国内外产能现状 2

1.3 废旧丁腈橡胶概况 2

1.3.1 废旧橡胶以及丁腈橡胶的脱硫方法 2

1.3.2 废旧橡胶脱硫再生国内外研究现状 4

1.3.3 现有废旧橡胶脱硫脱硫方法存在的不足 5

1.4 脱硫促进剂的分类及作用 5

1.4.1 再生活化剂 5

1.4.2 再生膨润剂 7

1.4.3 补强、增粘树脂 7

1.4.4 其他助剂 8

1.5 研究内容与意义 8

1.5.1 研究的内容 8

1.5.2 研究的意义 9

第二章 实验部分 10

2.1 实验原料与仪器设备 10

2.1.1 实验原料 10

2.1.2 仪器设备 11

2.2 脱硫工艺流程 12

2.3 测试与表征方法 12

2.3.1 凝胶含量测试 12

2.3.2 溶胶红外光谱测试 13

2.3.3 门尼粘度测试 13

2.3.4 力学性能测试 13

第三章 实验分析与预测 14

3.1 亚流界水条件再生 14

3.2 挤出温度对废旧丁腈橡胶脱硫效果的影响 14

3.3 脱硫促进剂对废旧丁腈橡胶应力诱导脱硫反应的影响 14

第四章 结论预测 16

参考文献 17

致谢 20

第一章 绪论

1.1 引言

随着我国国民经济的不断增长，橡胶行业迅猛发展，因此废旧橡胶造成了巨大的资源浪费。一般情况下，这些包含特定性能的废旧橡胶大部分都具有三维网络结构。如果这些废橡胶聚集成山，不仅很难降解也很难处理，烧毁又会给环境带来污染^[1]。我国作为一个橡胶工业大国，必须要严肃处理废旧橡胶带来的污染问题，因此废旧橡胶的再生产十分重要。废旧橡胶的脱硫再生就是添加脱硫促进剂打断里面的S-S键，使产生的基团具有活性，再生胶质量变好^[2]。因此如何合理处理这些废旧橡胶，实现橡胶工业的可持续发展还面临着巨大挑战。

1.2 丁腈橡胶的概述

丁腈橡胶的分子结构如下：

1.2.1 丁腈橡胶的性能

丁腈橡胶其合成材料丙烯腈的含量越多他的耐油性则越优异。较天然橡胶、氯丁橡胶和丁苯橡胶的耐油性更为突出。丁腈橡胶可以在120℃的环境下或者150℃的油中长期使用。

丁腈橡胶化学稳定性和加工性能较为良好。根据丙烯腈含量的多少,我们大致可以把丁腈橡胶分为5类：1、极高43%以上2、高36%~42%3、中高31%~35%4、中等25%~30%5、低24%以下。其拉伸强度性能随着丙烯腈在其结构中含量的增大而提高,相对应的它的回弹性能和耐寒性就下降了。

丁腈橡胶的体积电阻率接近于半导体材料，所以丁腈橡胶可以作为一种性能较好的半导体材料使用，有良好的抗静电效果，它抗静电效果的好坏取决于丁腈橡胶内含有的丙烯腈含量的高低，越高性能越好。

丁腈橡胶长期在酸性汽油和高温(150℃以上)环境中工作，它的性能是不如氟橡胶和丙烯酸乳胶的。

1.2.2 丁腈橡胶的应用

丁腈橡胶应用最多的地方是生产运输用的阻燃带和耐油管。其次是作为密封橡胶产品,气帽垫片、O型圈、航空航天装置、液化石油气管道等方面。

丁腈橡胶可以生产不同产品，耐油好的-CN多，符合油封、油软胶管、衬里、垫圈儿等的生产要求。丙烯腈含量中等则适用于制造耐油性一般的产品，比如耐油软胶管、油箱、等。那些-CN含量少的丁腈橡胶就可以用来生产对温度要求不高的产品。

另外，丁腈橡胶的电导率介于导体和半导体之间，可以隔绝大功率电流，引导静电，在纺织工业等领域可以防止火灾发生，应用广泛，比如用于生产一些皮圈或纺织皮辊带等产品中。随着科研技术的进步，我相信只要对丁腈橡胶进行合理加工改性，未来也可以在食品领域有一定的发展，只要注意加工配料以及符合国家食品安全标准，就可用于生产新型环保的塑料保鲜膜和厨房使用的橡胶手套。

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