国家自然科学基金(51073028)
- 作品数：8 被引量：27H指数：4
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- 相关机构：常州大学上海交通大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国际科技合作与交流专项项目江苏省产学研联合创新资金项目更多>>
- 相关领域：化学工程环境科学与工程理学更多>>
- 热机械剪切脱硫过程中橡胶结构的变化被引量：6
- 2014年
- 采用自行组装的长径比为60∶1的双螺杆挤出机对废旧轮胎胎面胶粉热机械剪切脱硫。研究发现,通过热机械剪切的橡胶交联密度降低了62.35%,并且随着主机转速的增加,橡胶的交联密度进一步降低,微观结构也发生了变化。利用凝胶渗透色谱仪分析脱硫前后相对分子质量分布情况,发现随着主机转速的增加,橡胶溶胶的相对分子质量由大变小,相对分子质量分布宽度由宽变窄;用红外光谱仪对胶粉脱硫前后进行表征,结果表明,交联结构被破坏,生成了含硫基团的化合物,同时证实了线型天然橡胶(NR)的存在。根据脱硫前后橡胶官能团的变化以及键能与分子链的关系,研究了热机械剪切对橡胶结构的影响。
- 陶国良王维陈媛张发新夏艳平
- 关键词：红外光谱凝胶渗透色谱橡胶结构脱硫
- 废旧橡胶双螺杆力化学脱硫过程及机理被引量：4
- 2015年
- 利用自主研发的可动态观察和取样的双螺杆挤出机,用二硫代四甲基秋兰姆(TMTD)作为脱硫剂,对废旧橡胶的脱硫过程进行了研究,发现在力化学作用下可对其实现有效脱硫。在脱硫过程中,其凝胶含量和交联密度都是先减小后趋于不变,硫含量变化较小,相对分子质量呈现先增大后减小的变化。经螺杆第1段后,这些值变化较小,说明主要发生TMTD引发反应。出料段交联密度的上升,说明在该阶段发生了硫化返原,而硫含量的上升和相对分子质量分布的突然变宽,说明在该阶段还发生了主链降解和TMTD链终止反应。脱硫过程中力化学作用使得胶粉变成未脱硫、部分脱硫和完全脱硫的混合胶料。根据脱硫过程及拉曼光谱分析推测了力化学脱硫的可能机理。
- 陶国良杨健夏艳平任记真刘贝贝
- 关键词：废旧橡胶力化学
- 复合促进剂对双螺杆诱导废轮胎胶粉力化学脱硫反应的影响被引量：1
- 2015年
- 利用自行组装的双螺杆挤出机对废轮胎胶粉进行力化学剪切脱硫,考察了过氧化物、烷基酚多硫化物及其复合促进剂对脱硫产物门尼黏度、凝胶含量以及共混天然橡胶硫化胶力学性能的影响。结果表明,过氧化物或烷基酚多硫化物均可促进力化学脱硫反应,当以过氧化物/烷基酚多硫化物为复合促进剂时可产生协同效应,起到共同促进力化学脱硫反应和保护产物双键的作用。在主机转速100 r/min、喂料与主机螺杆转速比1.4和180℃的脱硫条件下,以过氧化二异丙苯-烷基酚多硫化物480为复合促进剂时,二者的协同作用可使产物的门尼黏度和凝胶质量分数分别达到29.9和68.1%,脱硫产物共混天然橡胶硫化胶的拉伸强度和扯断伸长率分别达到19.3 MPa和588%。此外,根据红外光谱的表征结果推测了复合促进剂对废轮胎胶粉脱硫反应的可能机理。
- 陶国良杨健夏艳平刘贝贝任记真陆鸿博
- 关键词：废轮胎橡胶力化学脱硫反应机理
- 影响废旧轮胎胶粉热-机械剪切脱硫再生效果的因素被引量：4
- 2012年
- 利用自行研制的长径比为60/1的强剪切型双螺杆挤出机对废旧轮胎胶粉进行热-机械剪切脱硫,用傅里叶变换红外光谱对脱硫胶粉进行了表征,考察了胶粉粒径和喂料螺杆转速与主机转速之比对脱硫胶粉凝胶含量、交联密度及再生胶力学性能的影响,以及脱硫过程中胶粉相对分子质量及其分布的变化。结果表明,随着胶粉粒径的增大,胶粉所受到的剪切力增强,脱硫效果也越好。随着转速比的增加,胶粉的脱硫程度提高;脱硫过程的第1个阶段是交联网络的破坏,第2个阶段除交联网络的破坏外分子主链也发生降解,再生胶的力学性能先增大后减小;当转速比为1.4时再生胶的扯断伸长率和弹性最好,拉伸强度也相对较高。
- 纪波印夏艳平刘涌李靖陶国良
- 关键词：废旧轮胎胶粉脱硫再生胶双螺杆挤出机相对分子质量力学性能
- 用于硫化橡胶脱硫过程能量分析之模型构建
- 2012年
- 双螺杆脱硫作为一种废旧橡胶脱硫的新方法、新技术,正引起越来越多的学者的关注。该脱硫方法属于一种热力双重作用脱硫方法,脱硫效果与温度和剪切力的选择密不可分。温度和剪切力提供了含硫键断裂所需的外部能量,所以含硫键断裂前后的系统能量变化问题是一个重要课题,而模型的建构则是最为关键的第一步。为此,构建了分别含2条链的天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)以及8条链NR、SBR周期模型,其中主链与主链之间分别通过单硫、双硫、三硫键相连接(交联)。采用COMPASS力场,利用分子动力学方法,在一定的模拟条件下,对交联键断裂及未断裂系统进行了分子动力学模拟。根据分子动力学得出的能量数据,计算出交联键断裂前后的能量差。结果表明,2条链的NR模型获得的能量差数据存在较好的定性关系,在增加模拟时间和对模型通过周期性排列改善后,能量差数据更为合理。而对于2条链SBR模型和8条链SBR周期模型,由于非键能作用影响超过了断裂的键能,断裂能量数据不太稳定(出现负值且二硫键相关能量数据波动较大),说明这两种模型不太适合本课题研究。相对而言,8条链NR周期模型中平均单个键的能量差数据波动幅度不大,断裂能量差偏差较小,结果非常理想;而且,能量差大小与键能理论值顺序完全一致,说明8条链NR周期模型非常适合于研究硫化橡胶含硫键的断裂能量差。
- 周勋王共元封学军殷开梁
- 关键词：分子动力学硫化橡胶交联键断裂能
- 螺杆组合对用废旧轮胎胶粉制备再生胶工艺的影响被引量：4
- 2013年
- 介绍了自行研制的螺杆组合结构,考察了不同螺杆组合对废旧轮胎胶粉制备再生胶工艺的影响。结果表明,螺杆组合对于用废旧轮胎胶粉脱硫制备的再生胶力学性能的影响很大。相对于主喂比(喂料螺杆与主螺杆转速之比)而言,螺杆的转速和温度对废旧轮胎胶粉的脱硫效果及再生胶力学性能的影响程度较高。在采用螺杆组合Ⅱ制备再生胶时,若将螺杆转速设为100 r/min、主喂比设为1.4、温度设为190℃(Ⅰ区)/180℃(Ⅱ区)/160℃(Ⅲ区),则废旧轮胎胶粉的凝胶质量分数由脱硫前的86.32%降至77.56%,交联密度由14.86×10-5 mol/cm3降至5.38×10-5 mol/cm3;此时获得的再生胶的力学性能最好,拉伸强度达到14.4 MPa,扯断伸长率约为446%。
- 陶国良何乾湖夏艳平纪波印贾广成
- 关键词：废旧轮胎胶粉螺杆组合再生胶凝胶含量交联密度
- 不同类型促进剂对废胶粉/乙烯-1-辛烯共聚物弹性体性能的影响被引量：2
- 2018年
- 研究了不同类型促进剂2-硫醇基苯并噻唑(M)、六次甲基四胺(H)、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)和四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD)及其含量对废胶粉/乙烯-1-辛烯共聚物(POE)弹性体交联密度、拉伸强度、断面形貌及动态流变的影响。结果表明:促进剂含量增加,弹性体交联密度不断上升,拉伸强度先增大后减小,CZ含量为1.2%(wt,质量分数,下同)时拉伸强度达到最大,为10.6MPa。随角频率(ω)增大,所有弹性体复数黏度(η~*)、储能模量(G′)和损耗模量(G″)都增大,损耗因子(tanδ)先增大后减小;含1.2%CZ的弹性体tanδ最小,内耗小,使用寿命长。
- 陶国良徐蕙夏艳平曹峥耿浩然
- 关键词：促进剂废胶粉乙烯-1-辛烯共聚物
- 废旧橡胶热-机械剪切脱硫过程及机理被引量：12
- 2012年
- 利用元素分析仪、红外光谱仪研究了废旧橡胶热-机械剪切脱硫过程及其机理。在未加任何脱硫剂的情况下,利用双螺杆挤出机提供的热能和强剪切作用对硫化橡胶进行了脱硫回收,研究发现,硫化橡胶的交联密度下降到71%,恢复了再加工性能,并且微观结构也发生了显著的变化。提出了交联硫键断裂后以活性硫侧挂基形式存在的理论,解释了再生胶脱硫后不需外加硫磺仍可以硫化的现象。溶胶的红外光谱给这一理论提供了有力的证明。根据脱硫反应前后官能团的变化推测出脱硫反应可能的机理。
- 陶国良纪波印胡延东夏艳平刘涌李靖
- 关键词：废旧橡胶脱硫再生胶双螺杆挤出机红外光谱脱硫机理
