我国橡胶资源匮乏,将再生胶作为废橡胶循环利用的主体,可代替原胶,弥补我国橡胶资源不足,但废橡胶再生技术的研发相对滞后,传统再生技术的高污染、高能耗和产品环保监测不达标以及再生性能不佳,严重制约我国再生胶工业发展。为了解决这些难题,实现废橡胶高效、环保的高值化再生,本文在深入研究现有废橡胶再生技术的机理和应用的基础上,通过查阅大量资料和进行大量的实验研究,提出了将机械剪切与超声波相结合的废橡胶再生技术。本文对超声波与机械法再生机理进行分析,研发了超声波与机械法再生实验机台及核心部件、再生工艺及再生配合剂配方,并进行了大量实验。具体工作如下:1.在对废橡胶现有再生机理深入研究的基础上,深入研究了超声波与机械法再生机理。详实分析了机械解联作用原理、超声波能对废橡胶分子链的作用机理,为超声波与机械法结合的研发思路的提供了理论支持。2.设计了超声波与机械解联相结合的再生技术研究方案,研制了超声波与机械法再生实验机台和适用于废橡胶再生的新型六棱剪切转子。通过超声波发生系统与机械解联系统的上下顶栓有机结合,在保证良好机械解联性能的同时,使超声波的波能作用可以高效的传递到密炼室当中,完成机械解联与超声波的结合,使再生效率大幅提高。3.采用POLYFLOW有限元分析软件对废橡胶在超声波与机械法再生过程中的胶料流动特征进行模拟分析,给出了压力场、速度场、速度矢量场、剪切应力场、粘度场以及混合指数模拟分析结果。模拟结果表明,所研发装备具有强剪切和高分散混合作用,机械剪切解联效果优异,通过模拟分析,进一步优化机台设计。4.深入分析了多种再生配合剂对废橡胶再生的作用机理,进行了大量的实验探究,确定了适于超声波与机械法再生的配合剂种类和添加量。并使用所研制的再生配合剂,对超声波与机械法再生的工艺参数进行实验研究,并确定了最佳工艺参数。开展了采用本文所研发的再生技术制备的再生胶与市售和工厂采用优质再生胶的共混性能对比实验研究,证实了本文再生技术推广应用价值。5.通过检测所制备再生胶的溶胶含量与交联密度,采用Horik理论公式,证实了超声波与机械剪切相配合时废橡胶铰链键可以选择性断链,并验证了超声波作用时间与超声波功率对断键类型的影响。本文的理论分析和实验研究,将为废橡胶的再生指出了新的研究方向,为实现废橡胶高效、低成本、低污染的再生提供了可能,为我国再生胶行业的设备发展、技术更新起到了促进作用,对于将超声波技术运用到的工业化应用中有着重要的指导意义。