超高压水射流破碎子午线轮胎效率及胶粉性能研究

发布时间：2017-08-14 19:08

  本文关键词：超高压水射流破碎子午线轮胎效率及胶粉性能研究

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【摘要】：中国是世界上最大的橡胶消费国和进口国,大量轮胎的废弃则造成了严重的环境问题和资源浪费,而将轮胎破碎制取橡胶粉是轮胎的绿色回收手段之一。高压水射流能够在常温下实现对轮胎的破碎,在轮胎回收领域具有广阔的应用前景。破碎效率直接影响轮胎的回收处理速度,所得橡胶粉的再利用性能直接决定其价值,两者同时决定了轮胎的回收效果且都受水射流参数的影响。建立了破碎效率的表征方法,并通过试验研究了水射流参数对破碎效率的影响。以单一变量试验研究了水射流参数水平变化时破碎效率的变化规律,以正交试验分析了不同参数对破碎效率的影响程度。以粒度粒形、表面含氧基团、浸润性、脱硫程度表征橡胶粉的性能,并分析了其性能与水射流参数的关系。通过橡胶粉的再利用试验,研究了橡胶粉与基体材料之间的相互作用方式,并分析了再利用性与水射流参数的关系。建立了破碎效率与水射流参数之间关系的响应曲面模型,并分析了水射流各参数间的交互作用。结果表明,破碎效率主要受泵压的影响,同时提升泵压和喷嘴移动速度能更显著地提高破碎效率；水射流对橡胶粉性能的影响主要是由于：水射流的输出动能、集束以及耗散、作用时间、冲击及空化效应产生的高温高压以及胎面胶产生的脆化效应。综合上述结论,以橡胶粉的再利用性能作为约束条件确定水射流参数的范围,并在此范围内进行参数优化,在保证橡胶粉再利用性能的前提下提高破碎效率,最终实现废旧轮胎的高效高值回收。
【关键词】：废旧轮胎 高压水射流 参数 破碎效率 再利用性能
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X734.2
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-25
• 1.1 废旧子午线轮胎回收的现状16-17
• 1.1.1 轮胎的废弃16
• 1.1.2 废旧轮胎的回收再利用16-17
• 1.2 轮胎的粉碎方法17-19
• 1.2.1 常见粉碎方法的特点17-18
• 1.2.2 水射流粉碎法的特点18-19
• 1.3 相关研究现状19-22
• 1.3.1 水射流的破碎效果19-20
• 1.3.2 橡胶粉的再利用20-21
• 1.3.3 胶粉的再生与改性21-22
• 1.3.4 多因素系统的分析与优化22
• 1.4 论文的主要研究内容及结构22-25
• 1.4.1 论文的选题22
• 1.4.2 论文的主要研究内容22-24
• 1.4.3 论文的组织结构24-25
• 第二章 胎面胶的破碎效率25-37
• 2.1 破碎效率的表征与试验方法25-26
• 2.1.1 破碎效率的表征25
• 2.1.2 试验方法25-26
• 2.2 破碎效率与水射流参数的关系26-35
• 2.2.1 泵压对破碎效率的影响26-29
• 2.2.2 靶距对破碎效率的影响29-31
• 2.2.3 喷嘴移动速度对破碎效率的影响31-33
• 2.2.4 不同参数对破碎效率的影响程度33-35
• 2.3 本章小结35-37
• 第三章 橡胶粉的物理化学性能37-53
• 3.1 橡胶粉的制备及性能表征37-38
• 3.1.1 橡胶粉的制备37
• 3.1.2 橡胶粉的性能表征37-38
• 3.2 橡胶粉的粒度粒形38-43
• 3.2.1 泵压与橡胶粉粒度的关系38-39
• 3.2.2 靶距与橡胶粉粒度的关系39-40
• 3.2.3 喷嘴移动速度与橡胶粉粒度的关系40-41
• 3.2.4 水射流参数与橡胶粉粒形的关系41-43
• 3.3 橡胶粉的表面基团43-46
• 3.3.1 泵压对表面基团的影响44-45
• 3.3.2 靶距对表面基团的影响45
• 3.3.3 喷嘴移动速度对表面基团的影响45-46
• 3.4 橡胶粉的浸润性46-49
• 3.4.1 接触角的测量46-48
• 3.4.2 泵压对相对接触角的影响48
• 3.4.3 靶距对相对接触角的影响48-49
• 3.4.4 喷嘴移动速度对相对接触角的影响49
• 3.5 橡胶粉的脱硫程度49-52
• 3.5.1 泵压对凝胶含量的影响50
• 3.5.2 靶距对凝胶含量的影响50-51
• 3.5.3 喷嘴移动速度对凝胶含量的影响51-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第四章 橡胶粉的再利用性能53-61
• 4.1 橡胶粉/天然橡胶混炼胶的制备53
• 4.2 橡胶粉对混炼胶性能的影响53-57
• 4.2.1 混炼胶的硫化特性53-54
• 4.2.2 混炼胶的结构54-56
• 4.2.3 混炼胶的力学性能56-57
• 4.3 水射流参数对混炼胶力学性能的影响57-60
• 4.3.1 泵压对橡胶粉再利用性能的影响58-59
• 4.3.2 靶距对橡胶粉再利用性能的影响59
• 4.3.3 喷嘴移动速度对橡胶粉再利用性能的影响59-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 针对破碎效率及胶粉性能的参数优化61-68
• 5.1 响应曲面模型的建立与分析61-65
• 5.1.1 试验设计61-62
• 5.1.2 响应曲面模型的建立62-63
• 5.1.3 水射流参数间的交互作用63-65
• 5.2 水射流参数的选择65-67
• 5.2.1 水射流参数范围的确定65-66
• 5.2.2 参数优化66-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 工作总结68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况74

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本文编号：674230