废轮胎胶粉的改性及应用

发布时间：2018-01-05 20:29

本文关键词：废轮胎胶粉的改性及应用　出处：《西南科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近年来,随着工业和经济的快速发展,废旧轮胎的年产生量显著增加,给人们生活和生态环境造成了严重威胁。废旧轮胎不可生物降解,并且在焚烧时产生大量的有毒气体,因此,如何对其恰当处置和回收利用已成为当务之急。从环境友好和经济效益角度出发,目前,将废旧轮胎加工粉碎成胶粉作为原材料是废旧轮胎回收的主要方法。废旧轮胎胶粉中含有异戊二烯和丁二烯结构单元,结构单元中的碳碳双键利于对废旧轮胎胶粉进行化学改性。由于金属电镀业,矿业及化肥等工业的快速发展,含重金属离子的废水给人类健康和生态系统带来了严重威胁,已成为当今亟待解决的环境问题之一。其中,铅离子因其不能分解,在生物体内容易累积,且痕量铅离子会对人类和水生物的健康产生巨大危害,含铅废水的污染引起了高度重视,采取恰当的方法去除废水中铅离子变得十分必要。近些年,热-化学法处理废旧轮胎胶粉制备活性炭吸附剂引起了广泛关注。然而,该方法制备中的热解过程消耗大量能量且副产物会对环境造成危害。本文仅通过化学手段对废旧轮胎胶粉改性制备得到表面接枝活性基团的废旧轮胎胶粉吸附剂,并用于吸附水溶液中的铅离子。聚氨酯泡沫塑料是通过多元醇与异氰酸酯的反应生成含有氨基甲酸酯链段重复单元结构的高分子材料。现今,硬质聚氨酯泡沫由于热导率低、比强度高、密度小等性能,已被大量地用作保温材料,而关于将软质聚氨酯泡沫作为保温材料却鲜有报道。本文在无催化剂的条件下,制备废旧轮胎胶粉复合软质聚氨酯泡沫材料,并比较了其热导率、拉伸强度及断裂伸长率等性能。本文将废旧轮胎胶粉作为原料,制备了赖氨酸改性废旧轮胎胶粉,探究了其吸附重金属离子的性能。进一步,在无催化剂的条件下制备得到废旧轮胎胶粉复合聚氨酯软质泡沫材料,并且对其力学性能等进行了测试,主要工作如下:(1)将废旧轮胎胶粉作为原料,预处理后,依次经过溴加成反应,赖氨酸取代反应制得表面接枝羧基和氨基的改性废旧轮胎胶粉,并对合成的改性废旧轮胎胶粉进行表征。合成的改性废旧轮胎胶粉平均粒径为252.9μm,且孔隙率、比表面积增加,表明对废旧轮胎胶粉改性利于吸附溶液中的重金属离子Pb~(2+)。(2)将改性废旧轮胎胶粉作为吸附剂吸附水溶液中的Pb~(2+),探究了溶液pH、吸附剂量及吸附时间对吸附Pb~(2+)的影响,同时也讨论了吸附过程的动力学行为。实验结果表明:pH在5-7时吸附剂对Pb~(2+)吸附效果最佳;吸附剂含量为1.0 g/L时,Pb~(2+)去除率达92%;在最佳吸附条件下,380 min时,改性胶粉对Pb~(2+)的吸附达到平衡;动力学研究结果表明吸附的过程更符合拟二级动力学方程。(3)采用聚乙二醇4000、聚乙二醇200、异氰酸苯酯、匀泡剂、发泡剂在无催化剂条件下制备聚氨酯软质泡沫材料。然后再在该反应中分别加入未改性废旧轮胎胶粉和赖氨酸改性废旧轮胎胶粉,制备得到废旧轮胎胶粉复合聚氨酯软质泡沫材料和改性废旧轮胎胶粉复合聚氨酯软质泡沫材料。并对三类聚氨酯软质泡沫材料进行表观密度、拉伸性能、导热性能测试,进一步探讨了废旧轮胎胶粉的加入对聚氨酯泡沫材料性能的影响。
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【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ330.1

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