一种N系列橡胶热裂解炭黑结合胶研究方法技术

本发明专利技术公开了一种N系列橡胶热裂解炭黑结合胶研究方法，其特征在于，包括橡胶热裂解炭黑的制备和混炼胶的制备及混炼胶内胶结合胶的测定。所述混炼胶的制备是以N系列炭黑为原料和天然橡胶在开炼机上进行混炼而成，其次对混炼胶进行测定，再将混炼胶制备成热裂解炭黑，再以热裂解炭黑为原料进行第二次混炼，进行第二次测定，依此进行至第三次测定，从而得到三组测定数据进行研究，从而得到在微观层面上，热裂解炭黑补强性能降低的原因主要由其本身的炭黑粒径随着热裂解次数增多而增大，从而导致结合胶厚度减小，补强性能减小。补强性能减小。补强性能减小。

【技术实现步骤摘要】
一种N系列橡胶热裂解炭黑结合胶研究方法


[0001]本专利技术属于复合材料领域，具体涉及一种N系列橡胶热裂解炭黑结合胶研究方法。

技术介绍

[0002]随着生活的富足，汽车的普及及更新换代导致了大量废旧轮胎的产生，从而其难以回收成为了一大难点。有研究报告得出，废旧轮胎热裂解能够得到约45％的液体燃料，10％左右的可燃性气体，35％左右的固体炭黑和10％左右的钢丝。像液体燃料和可燃性气体还有钢丝都能进行很好的回收和再利用，而这35％左右的固体炭黑即热裂解炭黑的回收利用就成了一个问题。热裂解炭黑可用于制作染料、建筑材料、公路沥青改性和生产活性炭等，但是其消耗量和速度跟不上产出速度。将热裂解炭黑经过一系列活化处理后填充回橡胶中进行补强，可以改善这种市场需求的窘境。
[0003]目前存在的问题在于热裂解炭黑补强性能比不上原始炭黑，很难对其进行回收利用，而目前对于热裂解炭黑补强性能不足的原因或补强性相对于原始炭黑很低的机理，尚未得到明确。目前(孟春财，陈建，张敬雨，金永中，伍雅峰.炭黑对橡胶增强机理的研究现状[J].合成橡胶工业.2012—03—15，35(2)：158—16)、(马澜，张震，张雨昕，徐斌.王仕峰废旧橡胶热裂解炭黑技术研究进展.合成橡胶工[J].2021—05—15，44(3)：232～239)等，主要从宏观层面去对热裂解炭黑网状结构进行研究其补强性能，未能在微观层面研究热裂解炭黑补强性能较原始炭黑低的原因。

技术实现思路

[0004]因此为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种N系列橡胶热裂解炭黑结合胶研究方法，对热裂解炭黑微观粒径大小和结合胶厚度进行研究，从而得到热裂解炭黑比原始炭黑补强性能低的原因。弄清楚为什么热裂解炭黑的补强性能会比原始炭黑低，搞清楚其中的原理，对以后研究热裂解炭黑具有十分重要的意义，对后续的固体炭黑回收有重要意义。
[0005]为了达到解决上述技术问题的技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种N系列橡胶热裂解炭黑结合胶研究方法，其特征在于，包括橡胶热裂解炭黑的制备和混炼胶的制备及混炼胶内胶结合胶的测定；
[0007]所述混炼胶的制备是以N系列炭黑为原料和天然橡胶在开炼机上进行混炼而成，其次对混炼胶进行测定，再将混炼胶制备成热裂解炭黑，再以热裂解炭黑为原料进行第二次混炼，进行第二次测定，依此进行至第三次测定，从而得到三组测定数据进行研究；
[0008]进一步地，所述混炼胶制备时天然橡胶和N系列炭黑质量比为2:1；
[0009]进一步地，所述混炼胶的测定分为两部分，一部分测定混炼胶内的结合胶含量，另一部分放入原子力显微镜内观察结合胶形貌和结合胶厚度；
[0010]进一步地，所述热裂解炭黑过程，先在管式炉内升温至500℃与惰性气体保温反应，再将温度上调至900℃保温除去杂质。
[0011]本专利技术的有益效果是：
[0012]本专利技术提供一种N系列橡胶热裂解炭黑结合胶研究方法，通过对比原子力显微镜下N系列热裂解炭黑粒径，热裂解炭黑粒径不断增大，而其生成的结合胶厚度不断减小，其各项性能也在不断减小。另一方面经过热裂解后，炭黑粒径变大，其生成的结合胶厚度减小，并且随着热解次数的增加，其和天然橡胶混炼后生成的结合胶厚度不断降低，从而导致热裂解炭补强性能降低。从而得到在微观层面上，热裂解炭黑补强性能降低的原因主要由其本身的炭黑粒径随着热裂解次数增多而增大，从而导致结合胶厚度减小，补强性能减小。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是4种N系列炭黑第一次热裂解炭黑混炼胶结合胶含量折线图；
[0015]图2是N系列橡胶第一次热裂解炭黑的混炼胶结合胶含量折线图；
[0016]图3是混炼胶在原子力显微镜表面形貌图；
[0017]图4是混炼胶在原子力显微镜表面形貌3D模型图；
[0018]图5是混炼胶在原子力显微镜表面形貌相位图；
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]实施例1
[0021]本实施例为混炼胶的制备过程：
[0022](1)准备100份天然橡胶和50份N系列炭黑(N115、N330、N550、N660)，天然橡胶和炭黑比例为2:1，和硫磺2.5份，硬脂酸(SA)3.0份，促进剂DM0.6份。
[0023](2)开炼机加热到70℃左右，开炼机两个挡板距离调整为200mm，辊距调整为0.8mm，将生胶不包辊破胶一次。
[0024](3)辊距调整为1.4mm，天然橡胶包辊，待胶料光滑，割刀2次，割刀宽度是滚筒的四分之三左右，从左右两端交替割刀一次为一刀，每一次割刀间隔为20s左右。
[0025](4)将辊距调到1.65mm，加入硬脂酸，待融化后割刀一次。
[0026](5)将添加硫磺和促进剂DM进去，割刀2次。
[0027](6)将全部炭黑加入其中，待其在开炼机辊距的相互作用下，被橡胶包裹，任其部分炭黑自然散落在接料盘中，待胶料的表面上无明显的粉迹时，割刀两次。
[0028](7)再将开炼机辊距调到1.9mm，将接料盘中的散落的粉料全部添加回胶料后再割刀3次。
[0029](8)待其胶料表面混炼至无明显粉料并且光滑时，一刀割断并将辊距调整为0.8mm，将胶料卷成长条状竖直送入开炼机并在开炼机下方进行打卷操作，重复6到8次。
[0030](9)再将辊距调整为7mm，两个挡板间距调到15mm左右，投入胶料使其包辊于前滚，待其表面光滑，一刀割断出料，将混炼胶在光滑平台放置一天。
[0031]三次混炼步骤相同，首次混炼原料采用4种N系列炭黑，后两次以上次混炼胶热裂解成热裂解炭黑后进行混炼。
[0032]实施例2
[0033]本实施例提供结合胶含量的测定方法：
[0034]取一定量的混炼胶先在电子分析天平上称重，然后放置于一定质量的不锈钢编制的不带盖小盒子中，将其一同放入广口瓶中并向其中添加一定量的甲苯溶剂，刚好淹没过不锈钢小盒子即可；再将广口瓶盖子盖上，放入智能型电热鼓风干燥箱中，设定温度为75℃，反应4h。待时间到后，将不锈钢小盒子取出置于小烧杯中，用丙酮多次浸泡洗涤至洗涤后的丙酮澄清透明后即可，然后将不锈钢小盒子放入75℃智能型电热鼓风干燥箱中进行干燥2h。然后连同不锈钢小盒子一同在电子分析天平上称重，再减去不锈钢小盒子的质量，得到干凝胶胶团的质量，干凝胶胶团为炭黑和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N系列橡胶热裂解炭黑结合胶研究方法，其特征在于，包括橡胶热裂解炭黑的制备和混炼胶的制备及混炼胶内胶结合胶的测定；所述混炼胶的制备是以N系列炭黑为原料和天然橡胶在开炼机上进行混炼而成，其次对混炼胶进行测定，再将混炼胶制备成热裂解炭黑，再以热裂解炭黑为原料进行第二次混炼，进行第二次测定，依此进行至第三次测定，从而得到三组测定数据进行研究。2.根据权利要求1一种N系列橡胶热裂解炭黑结合胶研究方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建，唐利平，雷智强，伍言康，胡茂源，岳晨曦，刘乃强，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，
类型：发明
国别省市：