废丁基橡胶再生及其应用

1、再生I利I用废基橡胶再生及氏应IIJ废丁基橡胶再生及其应用周建刚张忠海 周亚洲汪连生夏汉桥孝感学院化学与材料科学学院湖北孝感湖北应城恒天药业包装有限公司湖北应城摘耍 再生胶、胶粉及活化胶粉尼废甚椽胶冋收利用的上要途径和方法 其中再生胶应用效果尿好。综述I废I母橡胶的再生方法及其应用 匝点介绍了废堆橡胶的敢淋型化法再生1艺及机理 并结合实验 介绍r再生I利I用废基橡胶再生及氏应IIJ基再生胶用于制备防水卷材的一些泾验.关键词 丁皓橡胶 再生胶 常温燃化法 防水卷材 中图分类号文献标志码文0编号椽胶是异烯与少虽异戊烯的共聚物聚 异丁烯上链及不饱和度极低的分子结构待点使丁基橡 胶八冇透气率低、热稳定

2、性好、减爲性能好、耐臭氣和 耐天候老化性好、耐化学腐蚀和耐水气仪述性能好等 优点已广泛应用于轮胎、医用秋塞、橡胶工业制品及 口用品等并领域卤化丁基橡胶改育了丁基橡胶的硫 化件能及与其他橡胶的相容性扩大了基橡胶的应 用范国。II前全世界共河个国家套装置生产丁 基橡胶总生产能力 侖卤化丁基橡胶 约万 以 上 产品牌号约 个.随着丁基橡胶及卤化丁基橡胶 使用吊的堆大废J基橡胶 包括废卤化厂基橡胶 的 数虽也越來越人。再生胶、胶粉及活化胶粉址废基橡 胶回收利用的主要途径和方法其中再生胶应用较多、 效果最好.再生胶是具有一定可蛾度可祗新硫化 的橡胶 是橡胶工业的宝贵原材料 可掺入一定比例与 生胶并用节约

3、生胶 降低加工能耗及产品成本 改善 胶料的工艺性能和产品的耐老化、耐油、耐酸碱、减就 等性能.基再生胶的机械性能比较罡但加性能 好 硫化速度较快11操作安全一般不会似烧 易丁混 炼、压延动力消耗少。丁基再生胶JI冇很好的耐老化 性能可以提高制品的耐天候老化性能特别适合于制 作低成本的防水卷材。文中综述了废J基橡胶的再生 方法及其应川垂点介绍了废丁基橡胶的常温型化法 再生工艺及再牛机理 并结合笔&的实验介绍了以保 用瓶塞边角料制备防水卷材的一些经验.废丁基橡胶再生方法废慕橡胶再生方法主婆育两人类物理再生和 化7再生.物理再生利用外加能呈使交联橡胶的三维 网络晰开形成具有一定可缓性的再生胶

4、。高能射线辐 照对废J基橡胶的再生效果较好其他方法还仔微波 再生、超声波再生、微生物再生、剪切流动场反应 控制再生等化学再生足在一定条件下 如高温、高 斥、剪切、溶涨等再生活化剂通过物理和化学作用增 ini橡胶的町梨忡 物理作用上浚入橡胶空MXM络的饮 化作用化7-作用是促进橡胶的氣化降解同时又対闭 氣化降解产生的降解琏自山基 使之不易再结合。如果 其中的化学助剂只与废胶中的硫硫键作用使班键斷裂 则为理想的靶向脱硫 得到的再生胶性能申 常好.常用的化学再生法有油法、水油法和动态脱硫 法 动态脱硫法在T厂应用垠多 脱硫效果明显 但高 隘条件F碳濮键 的断裂会便再生胶的性能下 降而J1高温裂解及废

5、胶中小分子的挥发会对大气和 水源造成污染。另外这些方法能耗较大、住产效率低、 成本rnj .UirJ 战温熬化法生产丁基再生胶是国内外研究 的热点近年来市场上出现的再生剂和环保盘常温橡胶再生剂即屈此法.这种方法能 耗小 无废水、废气产生 对环境无污染I.艺简单、投 资少主要设备有破胶机、搅样机、开炼机及榊炼机等. 在常温敢化法中使用天然植物再牛剂八冇更长远的总再生I利I用废基橡胶再生及氏应IIJ再生I利I用废基橡胶再生及氏应IIJ基金項忖湖北省教仔厅技术创新项冃作A简介 周建刚另琴感学院化学崎材料科学学院讲师 主要从哪鬲分了材料的研究与开发.© 1994-2010 China Aca

6、demic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 废J-奠橡胶再生及其应iu再I牛利用义 天然植物再生剂是可再生资源 具备了可持续发展 的条件。相关研究资料表明 大淼汁中的蒜素 二烯 丙幫二硫代确酸盐和柠檬皮汁等都可作为常温塑化 法的育效再生活化剂。常温塑化法中如果不使用再 生沾化剂即为力化学再生低温机械塑炼研究衣明 交联漠化丁基橡胶H冇很好的力化学再生性能所 得再牛胶与澳化基橡胶的脈胶有良好的相容性。常温塑化法再生工艺相碎。将废丁基橡胶用机械方法破碎成 规格胶块 轧片.将破碎的废丁幕椽胶胶块或 胶粒川开炼机轧成片状

7、 然后再薄通 形成薄膜状 厚 度为 脱硫。将薄脱状废丁基橡胶与再生活化剂、软化剂进行混介、脱硫用开炼机完成再生 活化剂为二甲酰二苯胺二硫化物、二硫化物 叔丁基对甲酚 等 软化剂为松焦汕、煤焦油等。 丁基橡胶硫化胶脱硫无须高温加热-般在通常温度 条件下经开炼机轧炼完成出片脱硫后 经轧炼、出片即为再生胶。此外也可先将废丁基橡胶破碎、细碎然后加入 再生活化剂、软化剂等 混合后轧炼脱硫但此法不如 上述薄膜法好生产效率也低.如果没有破碎机和搅 拌机 可宜接用开炼机操作 先用大魏距破碎丁基胶制 品 逐渐缩小耗距至包紀 同时逐渐加入再生活化剂、软化剂等 混炼均匀膚下片 再放到持炼机匕 薄通数次后下片 即成丁

8、基再生胶。常温塑化法再生机理常温邨化法再工是机械剪切力、挤乐力、热、氧和 再生活化剂等共同作用的结果通过机械剪切和挤压 作用使再生活化剂均匀包裹在废胶粉颗粒表面通过 浸润作用滓入胶粉颗粒中溶涨软化与化学反应同时 进行降低交联密度 从而达到再生的II的。再生过程 中確化胶的网状结构在交联点及交联点何的分了链 处发生断裂生成的再生胶包A两部分物质一部分足 可溶F三氯甲烷的溶胶部分另一部分保昭的交联网 络较多是不溶J：三氯甲烷的凝胶部分。再生体系的 组成-般为物理软化剂和再生活化剂 物理软化剂在 橡胶分子间起润滑剂的作用削弱分子链间的引力同 时还能加速再生活化剂和氧气渗入胶粉内部。物理软 化剂按其来

9、源有石汕系软化剂、石油树脂、煤焦油系 软化剂、松油系软化剂、脂肪油系软化剂、酣类软化剂 其中X剂型软化剂与橡胶相容性好在胶粉内分散均 匀软化效果好。再生活化剂与橡胶分子发生反应能 加速交联网络的断开使橡胶的刑性增加其反应机理 有自山基型反应机理和离子型反应机理.自ill基型反 应机理为 催化氣化断链该反应是一个强氧 化 还总过程 稳定热氧化生成的聚合物链"山 基为链自由基终止反应.国外的专利中采用苯腓 氯 化亚铁或二苯麗 氯化亚鉄作为再生剂 而国内釆用 一般化学助剂如无机强酸的金屈盐、坏烷酸金風盐、 有机加胺等在 C温度下形成催化緘化还 原反应系统使橡胶分子断链达到和化再生的FI 的

10、.天然槓物再生剂中的二硫化物等可分解成自山 基 这些门山基可以同聚介物链I山基结合 从而阻止 聚含物链门山茶的匝新结介.fl山咸型反应机理以苯 硫酚为例说明反应简式为废J-奠橡胶再生及其应iu再I牛利用废J-奠橡胶再生及其应iu再I牛利用CrSH +0：Qr S + CH/：(CH3)=CHCH2Crs，+H00-CHnCCCHjCHCH TH罕CHJCHCH2-憨一严叫CHCH j氣化降解 CrsCrs 皿(1)(2)(3)废J-奠橡胶再生及其应iu再I牛利用2CH,C( CH, )=CHCH +。"勺"-CHjCC CH? )=CHCH S_(l+ CHjCCCHHC废

11、J-奠橡胶再生及其应iu再I牛利用其中式、表示加速氣化降解式 表 示稳定降解链H山基。以亚乙基胺作再生活化剂可归 屈丁离了型反应反应机理为交联网络中键能较低 的多硫键在机械力作用下发工异裂亚乙取胺分子中的孤对电子I可多硫锻异裂后的止禹子结介从血断卄 硫化网络。另外 研究表明 利用甲苯 醋酸 氯化锌 体系左常温卜可实现杷向脱硫效果橡胶分了屮的 主琏不会断裂 硫化胶中的结介硫转化为放出该废J-奠橡胶再生及其应iu再I牛利用呻谕®与循坏绅济年R卷第期1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All right

12、s reserved, 再生I利I用废基橡胶再生及氏应用脱硫反应为烷基化反咸反W简式为叫丽船Q叫心叫緜丁基再生胶的应用丁基再生胶仍具仃丁基橡胶的大部分优越性 能用途十分广泛可以一定比例和生胶并用制作轮胎 内胎、胶就及医用瓶塞等也可作为基材制备防水卷材、變合井盖、彩色弹性地板砖和减震材料等。蚩料 农明用再生剂脱硫时胶粉的粒度越小脱硫效果越好和4：胶并用垢拉伸强度、断裂伸长率和抗 撕裂强度髓回炼次数的增加稍有降低可重奴地掺入 的再生胶与生胶并川。掺用部分丁基再生胶不仅 可以降低成木还可以改背胶料的硫化性能.高分子 防水卷材具有优良的物理化学性能是国家推广的新 型防水材料Li广泛应用r住宅建筑和匸商

13、业建筑、水 利工程和地下工程等建设中。丁基再生胶防水卷材八 冇良好的耐化学腐蚀件能、耐髙低温性能和耐Fl然老 化性能 并HIAI其气密性和水密性好用地卜防水具 有明显优势。U前已工业化生产的丁基再生胶防水卷 材多采用废轮胎硫化胶囊及内胎制作工产 且多为非 硫化熨防水卷材 成本低、工艺简单产品具有优异的 耐自然老化性能 .r基再生胶防水卷材的制作匸艺 为 破碎一翔炼 再生活化一混炼一压延、出片一冷 却、卷取 主要成分有丁星再生胶、増和剂、增粘剂、垠 充剂、阻燃剂、防老剂等。但用医用基胶塞边角料制 备防水卷材的不多脈iai aj-基胶塞的配方中a高倉試的无机填料降低成木用 仟胶率低不利丁制 务防水

14、材料 废轮胎胶诞及内胎的配方中介有碳 黑、防老剂等制备防水卷材所需的昂贵物质而丁基胶 塞边你料中没冇这些物质废轮胎内胎的交联结构为多硫键绍成比丁基胶塞边角料交联结构中的键、键易于再生。但随着医用基胶塞的应用普及其边/(J料的数虽也越來越人毎年以力吨 计.为了充分利用这些宝贵资源笔花针对以上存在 的问题 以丁基胶塞边角料为主体材料 配合使用适量 的氯化聚乙烯 及漠化丁基橡胶选川适宜的硫化休系和成型工艺制备了成本较低H性能较 好的防水卷材.基胶塞边角料ib湖北应城怛人药业包袈自限 公司捉供先用常温塑化法使边角料再生实验发现 橡胶熨氯化聚乙烯和决化丁堪橡胶号再生边角料有 很好的相容性及K补性 选用适

15、当的硫化体系、补强体 系及其他助剂可以制备性能较好的防水材料生产I. 艺简恥且成本较低。大致配方为丁基胶塞边角料 -、碳黑、1岗体古马隆树脂、二硫化四甲基秋兰姆 、氧化 锌 、其它助剂少虽。工艺流程将基胶塞边角 料加工成粗胶粉一粗胶粉中加入再生活化剂念开炼 机匕轧炼成片状再生胶一再生胶与 、 在开炼 机上混炼一依次加入补强剂、硫化剂等混炼一胶片用 延一硫化 °C、所研制的防水片材经武汉市产品质就监骨检验建材站的测试结果为拉伸强 度断裂伸长率不透水性、末透水耐低温性能 C 0无裂纹耐热老化性能经热老化后 -CX 拉伸强度 及断裂伸长率的保持率在 以卜，分析此匸艺及配 方较成功的脈因有

16、实验中采用的再生活化剂为 低分尹极性化介物的混合物容易渗入胶粉内部进入 胶粉内部后又可使部分交联结构断开H.再工活化剂 对后续的硫化过程有一定的促进作用 基胶瘙 边角料在常温塑化法再生后生成了含竣基等极性官 能团的星型大分子和带极性基团的小頼粒只有选用 具有极性分子结构的弹性体如 、 等才能与之 相容和互补具有很高的可填充性可以容纳丁基胶塞边角料中奇倉虽的无机填料与再生胶的分子结构菇木相同互补性好 所选用 的硫化剂能够均匀分散到整个共混体系。*11关成果令 待推广.结语两着r基橡胶及卤化基橡胶使用就的増大 废 基橡胶的回收利用问题越来越重要.合理使用废r 基橡胶不仅可以变废为宝 而11可以解决

17、口匕严垂的 环保问题.常温舉化法再生是目前废丁菇橡胶回收利 用的研究热点也是废r基橡胶再生利用的发展方向 其中犬然植物再生剂的开发利用更具诱人的询尿。参考文献Lb剧废IHTtt橡胶的編射再生 M Al, 1：艺敞i*存微波脱磺仏生产再生胶 橡和资源利川t鹏迟uh障废橡胶临川波脱m术 橡胶工业叶探"废椽胶的做生物脫血 世界椽胶业再生I利I用废基橡胶再生及氏应用再生I利I用废基橡胶再生及氏应用© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, ki.nct废丁基

18、橡胶再生及其应U1再|生|利用白好胜废橡胶的新脱故技术 世界橡胶I：业冊贵才"J燈* Allffl/f胶粉再生改性的研沈 弹性体杨拥军扃玉梅新型高效常況断硫剂的应用妍允橡胶工业9瑞刚股橡胶再生技术进応和橡胶的坏保再生橡胶科技市场熊晓红in&«陈福休毛 再生废hi橡胶斯技术 特种橡胶制品张宏念巩学勿人；il (1为橡胶再生剂的研究 公山IK学院学报哀 M王««議劃埸茅柠金皮汁作为橡敢再生刑的滋讨橡胶工业钱来东没化莫橡胶的再生性研究橡刻资源利用梁星宇丁星橡胶应用技术 北京化学匸业出版祉n卩东句本桥何培新等聚介物材料用化学助剂 北京化学匸业出版祉煮晓红周唐盘陈福林W 再生废III橡胶新技术 符神 掠胶制品废星橡胶制乩常温型化法生产何生胶 中旧橡胶W/S«的贽才胡隠障尊废山触化胶冉生法脱Mi机理橡胶工业黄家湛芝 方陈丫为故化胶常温脱竝机理研究蠡分f材料科学与工程存光核建庆J慕再生胶任并用胶内胎中的用用轮胎工业址就存丁莫再生阪与三元乙内再生胶井用生产内胎中m 掠胶条忖半三元丁橡胶阴水卷材的研制生产广东建材周一玲邓志浩著验化&