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1、 . 废旧丁腈胶粉应力诱导脱硫反应的影响因素研究螺杆转速的影响摘 要本文研究了废旧丁腈胶粉应力诱导脱硫反应的影响因素螺杆转速的影响。论文中采用废旧丁腈胶粉挤出过程中加入线性高分子（如EVA）作为溶胀剂和承载流体，并改变双螺杆挤出机螺杆转速和反应温度的方法研究了过氧化物、多硫化物与其复合促进剂对废旧丁腈胶粉脱硫反应的影响。考察了脱硫促进剂品种、反应温度和双螺杆挤出机螺杆转速对废旧丁腈胶粉脱硫产物凝胶含量的影响。结果表明：螺杆转速在200rpm到1000rpm时，随螺杆转速的提高，凝胶含量呈现先下降后上升的趋势。在复合促进剂DBPH/420/水，挤出温度为180，螺杆转速为400rpm时，废旧丁腈
2、胶粉脱硫产物的凝胶含量为45.43%，脱硫效果较好。关键字：废旧丁腈橡胶 高剪切应力 螺杆转速 脱硫 / Effects of Shear Stress Coming from the Screw Speed of Twin Screw Extruder on Devulcanization of Waste Nitrile RubberAbstractThis paper studies the waste nitrile rubber powder desulfurization reaction of stress-induced factors - the impact of scre
3、w speed .This experiment used nitrile rubber powder is used in the extrusion process to linear polymer ( such as EVA) as the swelling agent and carrier fluid and changing the twin-screw extruder screw speed and the reaction temperature were studied peroxides polysulfides and composite enhancers on w
4、aste nitrile rubber powder desulfurization reaction.The effects of different species desulfurization accelerators , twin-screw extruder screw speed and the reaction temperature ondesulfurization products nitrile rubber powder content of the gel . The experimental results show that:in the 200rpmto 10
5、00rpm,withthe increase in screw speed,gel content valuesfirst decreased and then increased,when 400rpmbetter desulfurization effect.Key Words: WNBRhigh shear stress screw speed Desulfurization毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作与取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布
6、过的研究成果，也不包含我为获得与其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。作 者 签 名：日 期：指导教师签名： 日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。作者签名： 日 期：学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研
7、究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月
8、 日目录摘 要IAbstractII第一章 前言11.1 引言11.2 论文的研究背景与意义21.3 脱硫的方法31.3.1 物理方法31.3.2 化学脱硫法41.3.3 生物脱硫法51.3.4 其他脱硫法61.4 国外的研究现状61.5 应力诱导机理81.6 本文研究的目的与容9第二章 实验部分112.1 实验材料与设备112.1.1 废旧丁腈胶粉112.1.2其他实验原料122.1.3 实验设备122.2 脱硫工艺流程122.3 凝胶含量的测定13第三章 结果与讨论143.1 脱硫促进剂对凝胶含量的影响143.2实验温度对凝胶含量的影响153.3螺杆转速对脱硫效果的影响163.4 结论17
9、参考文献18致20第一章 前言1.1 引言论文研究的是废旧丁腈胶粉在应力诱导作用下挤出脱硫过程中螺杆转速的影响。丁腈橡胶属于特种橡胶，具有良好地气密性以与优异的耐化学介质性、耐天候性、耐油性和粘结性能，NBR的一些性能与丙烯腈的含量相关，随着丙烯腈含量的提高，丁腈胶对应的极性也相应的提高，这种橡胶广泛应用于各种耐油橡胶制品，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料1、2。这种聚合物是由丁二烯和丙烯腈经乳液共聚而生成丁二烯-丙烯腈共聚物（丁腈橡胶），随着丙烯腈含量的提高，相应的丁腈橡胶的极性也有所提高，其耐油性、耐磨性、耐热氧老化性、耐化学腐蚀性都有所改善，耐寒性变差。再经塑炼、混
10、炼、硫化等过程使其具有特定的性能，满足使用条件。丁腈橡胶的硫化体系为硫磺硫化体系，所以在脱硫化过程中我们应该考虑怎样更好地剪断硫化胶中的S-S键或C-S键，而不破坏主链上的C-C键，使胶粉重新具有可加工性，进而使得这些橡胶能够被重复利用。双螺杆挤出机的高温、高剪切作用不仅能使废旧橡胶达到脱硫目的, 与其他脱硫方法相比, 该方法制备的再生胶不仅能够进行再加工处理, 具有优良的物理性能, 而且生产工艺简单, 效率高,能耗低, 成本也很低, 有利于工业化生产。动态力学性能测试结果也说明该方法制备的再生胶具有优异的阻尼性能, 在阻尼材料应用方面具有广阔的前景3。废旧橡胶再生流程：胶粉脱硫（加入软化剂、
11、活化剂）塑炼硫化成型测试1。丁腈橡胶的结构式如下：随着国民经济的增长，汽车行业也得到繁荣发展，废旧橡胶，尤其是废旧轮胎胶会越积越多，长期下去会造成资源的巨大浪费，通常情况下这些具有特定性能的废旧橡胶具有三维网络结构，我们实验中用到的废旧丁腈橡胶具有很好的耐油性、耐天候性，长期堆积存放也很难降解，就地焚烧还会造成巨大的环境污染。我国作为橡胶工业大国，如何正确处理这些废旧橡胶是我国面临的严肃问题。1.2 论文的研究背景与意义废旧橡胶主要来源于废轮胎、胶管、胶带、密封件、胶鞋、垫板等工业制品，其中废旧轮胎的数量最多，此外还有在橡胶生产过程中产生的边角料。随着工业的迅猛发展，废旧橡胶数量越积越多，给我
12、们的生活带来巨大的安全隐患，因此废旧橡胶的回收利用已成为全球行的战略问题4，我国是橡胶工业大国，也是废旧橡胶产量大国，废旧橡胶的回收利用是我国面临的重大问题。将废旧橡胶回收利用不会对环境造成二次污染，既适应可持续发展的要求，也可带来可观的经济效益。我国废旧橡胶利用主要分为三个方面：废橡胶翻新、胶粉生产、再生胶生产。其中发展最快的是再生胶产业，其利用的废橡胶已达到总利用量的80%5。21世纪，世界各国把“发展循环经济”和“建立循环型社会”作为实现可持续发展的重要途径，而废丁腈橡胶的再生利用就是发展循环经济的容之一。再生胶和胶粉都是废丁腈橡胶循环利用的主要途径和方法，但以再生胶的应用效果最好。各种
13、橡胶在使用过程中经摩擦磨损、老化、腐蚀、破坏等会使其失去特定的使用价值, 留着无用, 弃之可惜, 这种情况下如果不正确处理这些橡胶不仅占地方, 还污染环境。由于轮胎中含有橡胶、硫磺、碳黑、纤维、防老剂、促进剂、硬醋酸、氧化锌、松焦油、白蜡等多种物质。如何将这些物质分离, 并重新利用, 变废为宝, 是目前许多国家研究的热门课题6。绝大多数的橡胶制品成型过程中都要经过硫化工序，橡胶硫化后由线性结构变为三维网络结构，这使得橡胶制品不溶不融7、8、9，回收利用十分困难，长时间的大量堆积无论是对人类的生活健康还是对环境都有很大的危害，即造成所谓的黑色污染10。废旧橡胶的回收利用的两个方向就是废旧橡胶的再
14、生和脱硫，都是使硫化橡胶转化成能够再次混合加工的新的橡胶共混物，最终转化成与生胶类似的聚合物，这样不仅节约了资源、保护了环境，同时也能获得很大的经济效益3。对于热塑性材料，只要将材料加热和熔融就可以实现回收利用；对于热固型材料，如橡胶，可供选择的回收利用方法就受到较大限制。但从经济和环境两个方面考虑，废旧橡胶应该被回收利用11。橡胶的脱硫就是借助某种作用或化学试剂打破硫化胶中的三维网络结构的过程，而借助于应力诱导打破硫化橡胶中的三维网络结构来达到脱硫的目的，所得的再生胶的性能好、对环境的影响小12。因此废旧橡胶制品的处理和回收再利用已成为世界各国关注的热点。1.3 脱硫的方法废旧橡胶是由高质量
15、的橡胶、炭黑、有机纤维以与其他有机物和无机物所组成的复合材料，存在巨大的经济价值，实现资源的再生利用可以节能降耗。目前废旧橡胶回收利用的途径有很多：废旧胶粉直接利用、废旧橡胶的脱硫再生等。硫化橡胶中的脱硫, 是在原先的硫化中形成的多硫交联键、双硫交联键和单硫交联键中完全地或部分地发生断裂而不破坏橡胶大分子主链断裂的过程13，以实现橡胶的重复利用。废旧橡胶再生大体上可以分为物理再生、化学再生、生物再生三种方法14。1.3.1 物理方法物理方法脱硫是利用外加能量，如机械力、温度变化、光波使交联橡胶的三维网络结构破碎，形成具有流动性的再生胶，可分为高速搅拌脱硫、微波或者超声波脱硫、远红外线脱硫法、电子束辐射脱硫法等。（1）高速搅拌脱硫是在常压下用加速和高速搅拌废橡胶所产生的热量以与强烈的机械剪切作用，使橡胶分子断裂，从而达到再生的目的，这是一种纯机械的脱硫方法。这是一种纯机械力的脱硫方法，现在已经很少采用这种方法了。（2）微波脱硫法是一种非机械的、非化学的一步再生法，它是利用微波能量切断S-S键、S-C键而不切断C-C键，从而达到废旧橡胶再生的目的15。微波场是一个频率很高的交变电场，在微波中一切极性基团
