廢舊輪胎橡膠的氣流沖擊粉碎實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目前橡膠工業(yè)存在兩個(gè)主要問題：橡膠資源嚴(yán)重短缺；橡膠資源浪費(fèi)嚴(yán)重導(dǎo)致環(huán)境污染。因此，廢舊橡膠資源的回收再利用具有重大意義。廢舊橡膠的粉碎與脫硫再生是回收廢舊橡膠最主要的方法。研究表明將處于玻璃態(tài)的橡膠進(jìn)行氣流沖擊粉碎是最有效的橡膠粉碎方式。因此，研究廢舊輪胎橡膠氣流沖擊破碎時(shí)的影響因素和破碎機(jī)理，以及脫硫再生對(duì)于橡膠氣流粉碎的影響顯得尤為重要。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以廢舊輪胎橡膠為研究對(duì)象，進(jìn)行單顆粒低溫撞擊粉碎實(shí)驗(yàn)研究，分

2、析了撞擊速度、粉碎溫度、撞擊角度、顆粒初始粒徑四個(gè)因素對(duì)粉碎結(jié)果的影響，以及各個(gè)影響因素對(duì)破碎產(chǎn)物粒度分布的影響。實(shí)驗(yàn)表明撞擊速度和粉碎溫度影響最大。當(dāng)粉碎溫度在橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)，撞擊速度至少要30 m/s時(shí)，顆粒才能破碎。增大撞擊速度，降低粉碎溫度，均有利于橡膠顆粒破碎。顆粒與板靶的撞擊角度在0°～45°之間變化時(shí)，撞擊角度對(duì)破碎產(chǎn)物的粒徑分布影響不大。撞擊速度、撞擊角度和粉碎溫度一定的情況下，顆粒的初始粒徑越小，顆粒粉碎的

3、越細(xì)。⑵通過對(duì)破碎橡膠斷面的形貌特征分析，結(jié)合聚合物的力學(xué)特性和粘彈性理論，對(duì)橡膠顆粒破碎斷裂機(jī)制進(jìn)行分析討論，橡膠顆粒在低溫撞擊粉碎時(shí)，其撞擊面發(fā)生塑性斷裂，其內(nèi)部發(fā)生脆性斷裂;橡膠顆粒的斷面是由塑性破碎區(qū)、鏡面區(qū)、條紋區(qū)、臺(tái)階區(qū)組成。通過將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與幾種常用的粒度分布特征方程進(jìn)行擬合，對(duì)比發(fā)現(xiàn)羅辛-拉姆勒分布更適用于描述橡膠撞擊粉碎的破碎產(chǎn)物，以冪指數(shù)的形式建立輪胎橡膠顆粒粉碎的數(shù)學(xué)模型。⑶以廢舊輪胎橡膠球和膠粉為研究對(duì)象，利用超臨

4、界CO2對(duì)其進(jìn)行脫硫再生，分析反應(yīng)溫度、再生劑含量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)壓力對(duì)橡膠脫硫效果的影響。隨著反應(yīng)溫度和脫硫劑含量的增加脫硫后橡膠的溶膠含量隨之增加、聯(lián)密度降低、溶脹度增加、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高，說明這兩個(gè)因素促進(jìn)橡膠的脫硫再生。反應(yīng)壓力和反應(yīng)時(shí)間對(duì)脫硫反應(yīng)促進(jìn)作用較小，當(dāng)二者增大到一定程度，脫硫反應(yīng)不再進(jìn)行。⑷對(duì)脫硫后的橡膠進(jìn)行氣流撞擊粉碎實(shí)驗(yàn)，討論脫硫反應(yīng)對(duì)橡膠粉碎的影響，包括玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、溶膠含量、交聯(lián)密度等對(duì)廢舊輪胎粉碎的影響