废弃轮胎橡胶常温粉碎与胶粉改性研究

论文摘要

交通运输业和汽车工业的飞速发展，造成每年都有大量的废弃轮胎产生。废弃轮胎对环境安全和公共健康构成严重挑战并且已产生很多环境问题。废弃轮胎虽然作为轮胎已没有使用价值，但其含有的橡胶材料、金属和纤维具有很大的可再利用价值，因此废弃轮胎不进行综合利用直接废弃，将造成严重的资源浪费。废弃轮胎橡胶的粉碎尤其是精细粉碎和胶粉的脱硫改性是处理废弃轮胎、实现废弃橡胶资源的高效循环利用的关键技术。因此研究废弃轮胎橡胶的粉碎和胶粉的脱硫改性技术具有重要的理论意义和实际的工程应用价值。本文首先对常温粉碎胶粉的性能进行了表征，然后分析了胶粉的物理性能—粒径和掺入量对胶粉再利用性能的影响关系。在常温粉碎理论和方法的基础上，以典型的常温粉碎设备—细磨机为例，研究了废弃轮胎橡胶常温粉碎的特点以及工艺参数对粉碎性能的影响。针对工业界对废弃轮胎粉碎比较关注的产率和精细胶粉比重的问题，设计了正交试验，研究了工艺参数—磨盘转速、进料速度和磨盘间隙—对细磨机的产率和精细胶粉比重的影响关系；为了明确细磨机的产率和精细胶粉比重与工艺参数间的关系，依据均匀试验设计和二次回归正交组合设计，利用统计理论和回归分析的方法建立了分别基于胶粉产率和精细胶粉比重对于工艺参数的回归模型，并对模型的有效性进行了试验验证。在分析胶粉再利用性能和胶粉性能的基础上，有针对性的选取了四种不同类型的改性剂—促进剂TMTD、内脱模剂PA、增塑剂RX-80树脂和RV再生剂，分别设计了单因素试验，研究了它们的添加量对胶粉主要再利用性能的改善效果；在上述实验研究的基础上，综合这四种脱硫改性剂，设计了正交试验来研究它们对胶粉主要的直接再利用性能的影响程度；然后采用正交旋转组合设计方法和回归分析方法建立了胶粉的主要直接再利用性能的回归模型，并对模型的有效性进行了试验验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 橡胶资源短缺
• 1.1.2 废弃橡胶资源浪费严重
• 1.1.3 废弃橡胶资源的处理问题
• 1.2 废弃橡胶粉碎与脱硫改性研究现状
• 1.2.1 废弃轮胎橡胶的粉碎
• 1.2.2 胶粉的脱硫和改性
• 1.2.3 当前研究的问题分析
• 1.3 研究内容、意义和结构安排
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究意义
• 1.3.3 结构安排
• 第2章 胶粉性能表征及再利用性能分析
• 2.1 胶粉性能表征
• 2.1.1 物理性能
• 2.1.2 化学性能
• 2.2 胶粉再利用性能分析
• 2.2.1 胶粉粒径对再利用性能的影响
• 2.2.2 胶粉掺入量对再利用性能的影响
• 2.3 本章小结
• 第3章 常温粉碎工艺参数回归模型
• 3.1 细磨机和工艺参数
• 3.2 常温粉碎工艺参数主效应分析
• 3.2.1 正交试验设计和结果
• 3.2.2 试验结果与分析
• 3.2.3 工艺参数的影响分析
• 3.3 基于均匀设计的工艺参数回归模型
• 3.3.1 均匀试验设计与结果
• 3.3.2 回归模型的建立
• 3.4 基于回归设计的工艺参数回归模型
• 3.4.1 回归设计与试验结果
• 3.4.2 回归模型的建立
• 3.5 本章小结
• 第4章 精细胶粉改性试验研究
• 4.1 改性剂的选取
• 4.2 改性试验与结果
• 4.2.1 试验设备和原料
• 4.2.2 改性样品制备
• 4.2.3 性能测试
• 4.2.4 试验结果
• 4.3 试验结果分析
• 4.3.1 改性剂及其用量对胶粉再利用性能的对比分析
• 4.3.2 改性剂使用量对力学性能保持百分比
• 4.4 本章小结
• 第5章 精细胶粉改性工艺回归模型
• 5.1 改性剂对胶粉再利用性能的主效应分析
• 5.1.1 试验设计与结果
• 5.1.2 改性剂对胶粉再利用性能的影响
• 5.2 胶粉改性工艺回归模型
• 5.2.1 试验设计
• 5.2.2 试验结果分析及回归模型的建立
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论
• 6.1 研究与成果
• 6.2 需进一步开展的工作
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果