胶清橡胶绿色絮凝机理及实验研究

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胶清是由鲜胶乳离心生产浓缩胶乳时的副产物,胶粒粒径小且浓度低,杂质含量较高,导致絮凝后得到的胶清橡胶数量较少,性能也较差。为了加快絮凝速度、降低成本,目前常用硫酸絮凝,得到的胶清橡胶耐老化性较差,废水量多且后处理比较困难,环保压力大。因此,研究环保的絮凝方法,使胶清橡胶的性能能够与普通的天然橡胶相当,则相当于提高天然橡胶的产量,同时又降低废水后处理难度,能使生产过程实现环保,而且还会降低生产成本。目前已成为行业亟待解决的难题。本文提出了电泳法、湿法混炼、微波辅助炭黑絮凝三种方法由胶清来制备胶清橡胶,探讨了电泳絮凝胶清橡胶、胶清湿法混炼胶和微波辅助炭黑絮凝胶清橡胶用于制备轮胎三角胶及其性能的影响,分析了胶料的性能和应用可行性;并对絮凝结束后产生的余液进行了元素含量检测。完成的主要工作如下:(1)提出了用电泳法由胶清来制备胶清橡胶方法,研究了胶清橡胶的电泳絮凝机理,分析了其与氯化镁、乙酸絮凝机理的差异。采用基础配方对三组胶料进行性能测试。试验结果发现,电泳工艺与其他两种工艺相比,絮凝的胶清橡胶耐老化性和耐磨性最好,耐磨性与氯化镁絮凝胶清橡胶和乙酸絮凝胶清橡胶相比分别提高了16.31%和8.45%。(2)提出了用胶清替代部分去离子水制备炭黑/胶清分散液,并将胶清用于湿法混炼过程的方法,研究了胶清湿法混炼机理。分别制备了胶清橡胶含量为6份、13份、20份、27份的轮胎三角胶,与未添加胶清橡胶的轮胎三角胶进行试验对比。通过力学性能、硫化性能等测试,分析了在湿法混炼过程中掺用胶清对轮胎三角胶性能的影响;并探究加入的胶清橡胶份数不同对轮胎三角胶综合性能的影响,确定了胶清橡胶最佳添加份数。试验发现,随着胶清橡胶份数增加,轮胎三角胶硬度提高,不加胶清橡胶时的轮胎三角胶硬度为83.5,加入27份胶清橡胶后硬度提升至89.5;加入胶清橡胶后轮胎三角胶的硫化速度均提高5.5%左右;加入27份胶清橡胶的轮胎三角胶炭黑分散程度最好。(3)提出了微波辅助炭黑絮凝胶清橡胶的方法,研究了微波和炭黑协同作用絮凝胶清橡胶的机理。分别制备加入23份微波辅助炭黑絮凝胶清橡胶、加入23份电泳絮凝胶清橡胶和以电泳絮凝胶清橡胶作为基体的轮胎三角胶,与用泰国标胶制备的轮胎三角胶进行试验对比,并分析了电泳絮凝胶清橡胶大量应用于制备轮胎三角胶的可行性。试验发现,加入23份胶清橡胶后的轮胎三角胶硬度提高,定伸应力提高15%左右,耐老化性能提高;其中,加入23份电泳絮凝胶清橡胶的轮胎三角胶热稳定性最好。(4)对电泳和微波辅助炭黑絮凝结束后的余液进行了处理和元素含量测试,与胶清和自来水进行试验对比,并分析了两种絮凝工艺对废水元素含量的影响。试验发现,电泳和微波废液与胶清相比,金属离子含量明显降低。
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