以重钙粉、页岩灰作为填充剂的橡胶加工性能研究
发布时间：2021-04-01 17:37
橡胶是一种具有弹性的材料,其制品被投入使用加工业、交通业和日用必需品等各个方面。其中再生胶是一种循环利用的低端橡胶,与生胶混合利用或单独加工制得橡胶制品价格低廉,胶料的性能较好,但仍然需要加入白炭黑、轻钙粉、重钙粉、陶土等填充剂,更好的发挥出胶料的的性能与价值。其中重钙粉和陶土成本较低,与胶料结合性较差,对胶料力学性能改善程度有限,因此本文对重钙粉进行表面改进,使其与橡胶融合性能更好,能够发挥出更好的补强性能。重钙粉表面有极易与水发生水合反应的不饱和Ca2+和CO32-,使重钙颗粒表面含有羟基,表面亲水,与高分子橡胶基体相容性差,补强效果不理想。为了克服重钙粉自身的缺点,本文提出对重钙粉进行表面改性处理及包覆处理,实验表明:在采用湿法改性处理的重钙粉填充到天然胶过程中,四乙基溴化铵改性重钙粉效果最好,在此条件下制得的再生胶料,填充量为20份时,其硬度、拉伸强度及断裂伸长率分别为55A、7.76MPa、365.94%。制备胶料力学性能优于未改性重钙粉胶料,与轻钙粉的补强效果相比,除了其断裂伸长率稍低,其它力学性能优于轻钙粉,接近白炭黑;改性重钙粉对工业再生胶的补强性较好,可应用到工业生产...
【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
天然橡胶混练工艺流程图
沈阳化工大学硕士学位论文第二章实验原料、仪器与材料分析表征152.4再生胶的加工方法将填充剂、再生胶粒、煤焦油、固体油、408活化剂按一定比例配方放入转矩形流化仪混合均匀，在塑炼机上加工捏揉，使得胶料裂纹完全消失，表面平滑光亮，依次加入硬脂酸、氧化锌、填料、硫黄等其他配合剂，胶料弄成三角形状，厚度较薄，完成制片。室温搁置4h后，在150℃下，进行30min的硫化测试，如2.2所示。图2.2再生胶的加工方法Figure2.2Processingmethodofreclaimedrubber2.5力学性能测试采用标准及方法表2-3力学性能测试采用标准及方法Table2-3StandardsandMethodsforTestingMechanicalProperties测试项目测试采用标准拉伸性能GB/T528-2009耐热空气老化性能GB/T3512-2014硬度GB/T531.1-2008阿克隆磨耗GB/T1689-20142.6页岩灰的成分测定本实验采用G-6多元素测定仪检测页岩灰成分，流程如下：称取一定质量页岩灰和高纯熔剂，放入银坩埚中混合均匀，放入温度为750℃马弗炉中，经过20min后变为凝融态，取出放入盛有质量分数为30%盐酸溶液的烧杯里，超声震荡全部浸出溶解，制得样品。二氧化硅的测定：使用5ml滴定管分别量取空白、样品、标准于50ml容量瓶中，滴加2滴Si转化剂，上下摇动混合均匀，静置3-5min，加入10ml盐酸-硼酸混合液，5ml的6%钼酸钠5ml，混合均匀，室温下放置20min，以Si试剂定容，摇匀，10-60min内测定（K=0.44）。氧化钙的测定：取空白、样品、标准各15ml于100ml容量瓶中，加Ca-混指示剂20ml，以0.03%Ca试剂稀释至刻度线，摇匀。10-60min内测定（K=0.8）；三氧化铝的测定：取空白、样品、标准各5ml与50ml容量瓶中，加0.03%的601至40ml，加醋酸钠溶液2.5ml，用0.03%的601定容，摇匀，15-60min内测定（K=1.5）。
从图 3.1 可见，采用湿法改性，改性后的重钙粉吸油值均有所减小，活化指数整体上升，这是因为重钙粉经过改性后，极性降低，对水呈现出非浸润性，分散均匀，不易团聚，并且改性剂会附着在颗粒表面，甚至进入颗粒内部，使得颗粒间距变小，因此吸油值会降低，而活化指数上升，应用于橡胶会使粘度减少，降低增塑剂的消耗量。综合来看四乙基溴化铵改性效果较好。 3.2.2 改性前后重钙粉粒径变化 通过激光粒度仪仪对分别对四种改性重钙粉、未改性重钙粉进行粒径分析，得到粒度分布曲线，如图 3.2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然橡胶/再生胶复合材料性能及在空气弹簧中的应用[J]. 吕宁宁,林广义,王佳,王宏,刘彦昌. 弹性体. 2019(04)
[2]论进出口天然橡胶、合成橡胶与复合橡胶[J]. 王海贞,李信波. 中国石油和化工标准与质量. 2019(03)
[3]聚合物包覆型纳米片层粒子对氢化丁腈橡胶复合材料性能的影响[J]. 罗明艳,陈建斌,辛晨,赵洪祥,周京福,赵天宝,李再峰. 高分子材料科学与工程. 2017(10)
[4]微乳液体系中形貌可控合成碳酸钙的研究[J]. 丁杨,任洋洋,王丹,金泽,程秋香,郭洪范,刘云义. 无机盐工业. 2017(06)
[5]硅酸钙填充天然橡胶再生胶的性能研究[J]. 邓建清,陆晓中,刘学民,季常青,孙晓民. 橡胶工业. 2016(12)
[6]炭黑增强天然橡胶Mullins效应的影响因素研究[J]. 王鹭,付宾,杨晓翔. 机电工程. 2016(01)
[7]丁腈橡胶热氧老化性能研究及寿命预测[J]. 游海军,张保岗,刘晓,刘莉. 弹性体. 2015(05)
[8]橡胶用无机填料的红外光谱分析[J]. 柳艳霞. 橡胶科技. 2015(04)
[9]橡胶补强填料的研究进展[J]. 魏绪玲,付含琦,郑聚成,龚光碧,刘燕萍,梁滔. 高分子通报. 2014(02)
[10]废旧轮胎胶脱硫再生方法研究进展[J]. 孔维荣,张云灿. 高分子通报. 2014(02)
博士论文
[1]天然橡胶耐屈挠疲劳破坏微观演变历程探究及优化调控[D]. 苏俊杰.青岛科技大学 2018
[2]接枝改性炭黑、白炭黑应用于天然橡胶的性能研究[D]. 付文.华南理工大学 2014
[3]油页岩灰渣提取氧化铝及其应用[D]. 安佰超.吉林大学 2010
[4]纳米碳酸钙填充室温硫化硅橡胶性能及其补强机理的研究[D]. 彭娅.四川大学 2004
[5]矿物粉体表面纳米化修饰技术研究与应用[D]. 樊世民.清华大学 2004
硕士论文
[1]改性炭黑/白炭黑补强国产溶聚丁苯橡胶的性能研究[D]. 邵光谱.青岛科技大学 2018
[2]油页岩渣综合利用研究[D]. 任涛.吉林大学 2017
[3]改性粉煤灰制备及其对天然橡胶性能的影响[D]. 齐明阳.湖北工业大学 2017
[4]力化学再生橡胶改性天然橡胶及其增强机理研究[D]. 章登科.湖北工业大学 2017
[5]木质素与无机填料并用对丁腈橡胶压缩永久变形的影响[D]. 彭丽敏.湖南师范大学 2016
[6]力化学法再生废旧橡胶的结构与性能研究[D]. 杨罡.湖北工业大学 2015
[7]纳米碳酸钙制备新工艺研究[D]. 冯文华.华东理工大学 2015
[8]不同填料/炭黑/丁苯橡胶复合材料的疲劳破坏性能及机理[D]. 黄舟.北京化工大学 2013
[9]超细碳酸钙的形貌控制及改性工艺[D]. 邓捷.华东理工大学 2013
[10]改性脂肪酸对重质碳酸钙的表面修饰及其在聚合物中的应用[D]. 赖俊伟.广东工业大学 2012
本文编号：3113720
【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
天然橡胶混练工艺流程图
沈阳化工大学硕士学位论文第二章实验原料、仪器与材料分析表征152.4再生胶的加工方法将填充剂、再生胶粒、煤焦油、固体油、408活化剂按一定比例配方放入转矩形流化仪混合均匀，在塑炼机上加工捏揉，使得胶料裂纹完全消失，表面平滑光亮，依次加入硬脂酸、氧化锌、填料、硫黄等其他配合剂，胶料弄成三角形状，厚度较薄，完成制片。室温搁置4h后，在150℃下，进行30min的硫化测试，如2.2所示。图2.2再生胶的加工方法Figure2.2Processingmethodofreclaimedrubber2.5力学性能测试采用标准及方法表2-3力学性能测试采用标准及方法Table2-3StandardsandMethodsforTestingMechanicalProperties测试项目测试采用标准拉伸性能GB/T528-2009耐热空气老化性能GB/T3512-2014硬度GB/T531.1-2008阿克隆磨耗GB/T1689-20142.6页岩灰的成分测定本实验采用G-6多元素测定仪检测页岩灰成分，流程如下：称取一定质量页岩灰和高纯熔剂，放入银坩埚中混合均匀，放入温度为750℃马弗炉中，经过20min后变为凝融态，取出放入盛有质量分数为30%盐酸溶液的烧杯里，超声震荡全部浸出溶解，制得样品。二氧化硅的测定：使用5ml滴定管分别量取空白、样品、标准于50ml容量瓶中，滴加2滴Si转化剂，上下摇动混合均匀，静置3-5min，加入10ml盐酸-硼酸混合液，5ml的6%钼酸钠5ml，混合均匀，室温下放置20min，以Si试剂定容，摇匀，10-60min内测定（K=0.44）。氧化钙的测定：取空白、样品、标准各15ml于100ml容量瓶中，加Ca-混指示剂20ml，以0.03%Ca试剂稀释至刻度线，摇匀。10-60min内测定（K=0.8）；三氧化铝的测定：取空白、样品、标准各5ml与50ml容量瓶中，加0.03%的601至40ml，加醋酸钠溶液2.5ml，用0.03%的601定容，摇匀，15-60min内测定（K=1.5）。
从图 3.1 可见，采用湿法改性，改性后的重钙粉吸油值均有所减小，活化指数整体上升，这是因为重钙粉经过改性后，极性降低，对水呈现出非浸润性，分散均匀，不易团聚，并且改性剂会附着在颗粒表面，甚至进入颗粒内部，使得颗粒间距变小，因此吸油值会降低，而活化指数上升，应用于橡胶会使粘度减少，降低增塑剂的消耗量。综合来看四乙基溴化铵改性效果较好。 3.2.2 改性前后重钙粉粒径变化 通过激光粒度仪仪对分别对四种改性重钙粉、未改性重钙粉进行粒径分析，得到粒度分布曲线，如图 3.2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然橡胶/再生胶复合材料性能及在空气弹簧中的应用[J]. 吕宁宁,林广义,王佳,王宏,刘彦昌. 弹性体. 2019(04)
[2]论进出口天然橡胶、合成橡胶与复合橡胶[J]. 王海贞,李信波. 中国石油和化工标准与质量. 2019(03)
[3]聚合物包覆型纳米片层粒子对氢化丁腈橡胶复合材料性能的影响[J]. 罗明艳,陈建斌,辛晨,赵洪祥,周京福,赵天宝,李再峰. 高分子材料科学与工程. 2017(10)
[4]微乳液体系中形貌可控合成碳酸钙的研究[J]. 丁杨,任洋洋,王丹,金泽,程秋香,郭洪范,刘云义. 无机盐工业. 2017(06)
[5]硅酸钙填充天然橡胶再生胶的性能研究[J]. 邓建清,陆晓中,刘学民,季常青,孙晓民. 橡胶工业. 2016(12)
[6]炭黑增强天然橡胶Mullins效应的影响因素研究[J]. 王鹭,付宾,杨晓翔. 机电工程. 2016(01)
[7]丁腈橡胶热氧老化性能研究及寿命预测[J]. 游海军,张保岗,刘晓,刘莉. 弹性体. 2015(05)
[8]橡胶用无机填料的红外光谱分析[J]. 柳艳霞. 橡胶科技. 2015(04)
[9]橡胶补强填料的研究进展[J]. 魏绪玲,付含琦,郑聚成,龚光碧,刘燕萍,梁滔. 高分子通报. 2014(02)
[10]废旧轮胎胶脱硫再生方法研究进展[J]. 孔维荣,张云灿. 高分子通报. 2014(02)
博士论文
[1]天然橡胶耐屈挠疲劳破坏微观演变历程探究及优化调控[D]. 苏俊杰.青岛科技大学 2018
[2]接枝改性炭黑、白炭黑应用于天然橡胶的性能研究[D]. 付文.华南理工大学 2014
[3]油页岩灰渣提取氧化铝及其应用[D]. 安佰超.吉林大学 2010
[4]纳米碳酸钙填充室温硫化硅橡胶性能及其补强机理的研究[D]. 彭娅.四川大学 2004
[5]矿物粉体表面纳米化修饰技术研究与应用[D]. 樊世民.清华大学 2004
硕士论文
[1]改性炭黑/白炭黑补强国产溶聚丁苯橡胶的性能研究[D]. 邵光谱.青岛科技大学 2018
[2]油页岩渣综合利用研究[D]. 任涛.吉林大学 2017
[3]改性粉煤灰制备及其对天然橡胶性能的影响[D]. 齐明阳.湖北工业大学 2017
[4]力化学再生橡胶改性天然橡胶及其增强机理研究[D]. 章登科.湖北工业大学 2017
[5]木质素与无机填料并用对丁腈橡胶压缩永久变形的影响[D]. 彭丽敏.湖南师范大学 2016
[6]力化学法再生废旧橡胶的结构与性能研究[D]. 杨罡.湖北工业大学 2015
[7]纳米碳酸钙制备新工艺研究[D]. 冯文华.华东理工大学 2015
[8]不同填料/炭黑/丁苯橡胶复合材料的疲劳破坏性能及机理[D]. 黄舟.北京化工大学 2013
[9]超细碳酸钙的形貌控制及改性工艺[D]. 邓捷.华东理工大学 2013
[10]改性脂肪酸对重质碳酸钙的表面修饰及其在聚合物中的应用[D]. 赖俊伟.广东工业大学 2012
本文编号：3113720
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