双螺杆剪切流动场橡胶脱硫过程的研究

我国回收橡胶的主要方法是用化学法脱硫生产再生胶，其产量占橡胶回收总量的90%以上，此方法存在严重的二次污染。目前国际上正研发双螺杆绿色脱硫制备再生胶的工艺技术，该技术尚处于实验室阶段，对于双螺杆剪切流动场橡胶脱硫的过程研究和脱硫机理研究尚在探索之中，目前提出的键能差和化学键弹性系数差两种脱硫机理不能说明橡胶颗粒的脱硫行为和解释再生胶中含有完全脱硫、非完全脱硫和没有被脱硫三种胶料的现象。.本课题利用自行研发的Φ36双螺杆剪切流动场橡胶脱硫挤出机，其螺杆长径比为60:1、特种的螺杆组合、并设有3个动态脱硫观察和取样口，在双螺杆剪切流动场内，通过螺杆关键部位的动态观测和取样检测，研究橡胶颗粒被剪切脱硫的变化过程和脱硫行为，了解再生胶含有完全脱硫、不完全脱硫和没有被脱硫胶料的成因，建立剪切流动场参数与橡胶颗粒脱硫过程和脱硫行为的关系，建立符合实际的剪切流动场橡胶脱硫模型和提出相应的机理。

我国回收橡胶的主要方法是用化学法脱硫生产再生胶，其产量占橡胶回收总量的90%以上，此方法存在严重的二次污染。目前国际上正研发双螺杆绿色脱硫制备再生胶的工艺技术，该技术尚处于实验室阶段，对于双螺杆剪切流动场橡胶脱硫的过程研究和脱硫机理研究尚在探索之中，本课题利用自行研发的Φ36双螺杆剪切流动场橡胶脱硫挤出机，研究了橡胶颗粒被剪切脱硫的变化过程和脱硫行为，确定了再生胶的组成与成因，建立符合实际的剪切流动场橡胶脱硫模型和提出相应的机理。.1、项目预期成果如下：（1）获得真实的双螺杆剪切流动场内的橡胶颗粒的脱硫行为和过程；（2）建立双螺杆剪切流动场内橡胶脱硫模型，提出剪切能和热能联合脱硫机理；（3）双螺杆剪切流动场内脱硫胶料再交联行为与机理；（4）优化再生胶中完全脱硫、非完全脱硫和没有被脱硫的三部分胶料的组成；（5）申请发明专利2件，发表研究论文6～8篇，其中SCI收录的论文5篇，培养3-5名硕士。.2、项目实际完成情况如下：（1）研究证明双螺杆剪切流动场橡胶脱硫方法与技术是一种绿色回收废旧橡胶的有效方法。（2）首次提出橡胶颗粒在双螺杆剪切流动场内被不连续、多次挤压剪切破坏橡胶颗粒的化学键，挤压剪切形式有机筒与剪切块之间、剪切块与剪切块之间、橡胶颗粒之间，而且各种挤压剪切形式的剪切能是不同的。（3）依据双螺杆剪切流动场橡胶脱硫力化学理论，证明了双螺杆剪切流动场橡胶脱硫方法制备的再生胶是由完全脱硫、不完全脱硫和没有被脱硫胶料组成，与化学脱硫方法制备的再生胶组成有很大区别。（4）首次提出了适用于双螺杆热-机械剪切脱硫法制备再生胶工艺的“正脱硫区域”理论。（5）首次提出双螺杆剪切流动场橡胶脱硫过程中伴随有再交联的趋势，再交联程度与剪切流动场设计和工艺参数相关。（6）提出了废旧橡胶热-机械剪切脱硫模型和机理。专利论文与工程化：已获授权发明专利2件，实用新型专利2件；发表研究论文8篇，其中SCI、EI收录的论文3篇，培养8名硕士。.运用本课题的理论设计制造出Φ60双螺杆橡胶连续脱硫中试装备一套，为废旧橡胶绿色脱硫的工程化装备开发奠定了好的基础。.利用本课题的理论和工艺技术制备的再生胶性能：拉伸强度为13-15.5MPa、断裂断裂伸长率400-481.5％、 再生胶的门尼粘度范围为63-80。.本项目完成了预期的成果要求。