Page 128 - 《橡塑技术与装备》2025年8期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

实现了天然橡胶的脱硫化，回收的橡胶质量优异，具 系统并不能完全防止脱硫化，但会减缓其进程。在橡
备低凝胶含量、低交联密度、低莫尼黏度、高分子量（交 胶硫化物中添加 CB 填料是必不可少的，因为它的存
联间距）、玻璃化转变温度（T g ）无显著变化以及脱硫 在会显著影响物理性能（如膨胀行为、扩散性、拉伸
化过程中溶胶橡胶的高固有黏度等特性。 强度和伸长率）和化学性能（如硫化特性、硫化速率、
此外，他们提出了一种机制 ：随着剪切应力引 硫化时间和扭矩变化）。
起的温度升高，TESPT 的 S—S 键发生均裂，形成碎
片化脱硫剂（FDA）自由基。这些 FDA 分子，如溶 5 再生硫化橡胶的复合处理
胶分数数据所支持，随后与因剧烈机械作用导致的断 加拿大安大略省惠特比市的温莎工业发展实验室
裂化学键和主链结合，实现链端封堵。Ghorai 等与 （WIDL）与 Wegu 加拿大制造公司合作开展了一项实
Mangili 等提出的机制唯一区别在于最后一步的自由 验计划，评估了生产过程中产生的再生硫化橡胶废料
基封端。Mangili 等人提出的机制暗示了一个新的活 的技术规格。在高压釜中使用二氧化碳（scCO₂）对
性交联位点。 70 Shore A 硬度的丁苯橡胶（SBR）进行热化学脱硫
中化学脱硫的影 化，通过提供激活有机 DPDS 脱硫化剂所需的热量，
4.4 炭黑（CB）对 scCO 2
响 加速了脱硫化过程。多个工艺设备系统和内部流变学
所有轮胎都含有 CB 和其他增强填料，这些填料 实验室专门用于这些由加拿大安大略省的 Innovation
对胶料的化学和物理性能有着重大影响。CB 往往会 Guelph 赞助的实验室研究。
随着填料含量的增加（在交联密度不变的情况下）而 该计划包括 ：
降低硫化物的膨胀度。它还影响天然橡胶（NR）硫 （1）运行硫化橡胶的流变曲线。
化物的气体扩散性。由此可推断，CB 可能是影响脱 （2）根据混合成分的详细信息计算所需的硫化剂
硫化过程的因素，尤其是在超临界二氧化碳（scCO₂） 和促进剂。
环境中。然而，CB 的存在并不妨碍在 scCO₂ 中的脱 （3）成型含有脱硫橡胶的新配制橡胶的板材。
硫化过程。研究发现，不同 CB 含量的 NR 硫化橡胶 （4）测量各种配方的拉伸模量性能。
脱硫化后，溶胶含量在 20% 至 40% 之间，而未填充 （5）在客户的生产设备中制作实际试验产品，替
的 NR 硫化橡胶脱硫化后，溶胶含量可达 100%。此外， 换 20% 的原生聚合物。
未填充和 CB 填充的脱硫化橡胶硫化物的凝胶组分膨 （6）使用脱硫橡胶作为 100% 的聚合物制备配方，
胀比均高于原始硫化物，表明脱硫化橡胶硫化物的交 以实现工业应用所需的性能。
联密度低于原始硫化物。 （7）使用新配方和原生胶料制作相同产品进行比
未填充和 CB 填充的脱硫化天然橡胶（NR）被 较。
发现其硫含量相对较高，超过了原始 NR 硫化物。这 基于实验室和生产车间对天然橡胶和合成橡胶的
一现象归因于脱硫化剂（即 DPDS）的添加，因为 经验总结及关键发现表明 ：
DPDS 本身含有硫。研究表明，在超临界二氧化碳 （1）脱硫橡胶并非复合材料 ；它仅作为产品配方
（scCO₂）中使用 DPDS 进行脱硫化处理后，CB 填料 中聚合物成分的替代品。
对 NR 硫化橡胶的硫含量影响甚微，这表明橡胶硫化 （2）通过对天然橡胶（NR）和合成丁二烯橡胶
物中的 CB 存在并不妨碍脱硫化剂的引入。 （SBR）硫化过程的有机化学原理进行分析，脱硫化聚
研究人员重点关注废旧轮胎中磨碎橡胶的二氧化 异戊二烯和 SBR 的分子行为与原始聚合物结构的预期
碳脱硫化过程，将其作为典型的 CB 填充橡胶产品进 行为不符。
行研究。在二氧化碳环境下，对 CB 填充和未填充橡 （3）原始聚合物的分子结构决定了其玻璃化转变
胶硫化物进行化学脱硫化的比较研究，以验证研究结 温度具有可预测性，这一特性在开发需要确保安全性
果或进一步理解脱硫化过程，是十分理想的。这些研 的产品（例如汽车轮胎）时必须予以考虑。
究可以对比使用不同硫化系统制备的橡胶硫化体在化 脱硫化橡胶的组成成分，采用热化学脱硫化工艺
学 / 热化学、机械 / 热机械、机械化学、微波、超声波 在高压釜中使用超临界二氧化碳（scCO₂）进行脱硫化，
或生物 / 生物技术脱硫化方面的数据。然而，CB 填充 以通过提供所需热量激活脱硫化过程中使用的 DPDS

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