废橡胶粉的表面改性及其表征

Ｋｅ ｒ ｓ ｗａ ｔ ｌ ｝ ｒｐ ｗ ｅ ，ｏ ｉ ｍ ｉｈ ｏ ｏｓ ｃ ａ ｕ ａｅ ｓ ｒ ｃ ｄ ｆ ａｉｎ， ｈ ｒ ｅｅ ｉａｉ ｃ ｍ ｏ ｉ ｄ ｉ ｖ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｓ ｅ ｎ ｂ） ｏ ｄ ｒ ｓ ｄ ｕ ｄｃ ｌ ｒ ｉ ｙ ｎ ｒｔ ， ｕ ａ ｅ ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｅ ｏ ｆ ｉ ｏ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｚ ｏ， ｏ ｐ ｓｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｉ
１３ ３ Ｘ射 线光 电子 能 谱 （ Ｐ ） 使用 英 国 Ｋ ａ ． 。 Ｘ Ｓ ｒ— ｔ 公 司生产 的 Ｘ Ａ ０ ｏ ｓ Ｓ Ｍ８ ０多 功能 表 面分 析 系统 ， ｌ Ａ
通 过 测定 ， 性 前 胶 粉 的 接触 角 为 ８ ． 。 改 改 ４４ ，
性 后 为 ６ ．。 ７ ６ 。胶 粉 改性前 后接 触角 的变化 ， 明 说 二 氯 异氰尿 酸 钠在 胶 粉 表 面 发 生 了反 应 ， 而 证 从
ｕｅ ｒｐｒｔｎｏ ｎｗｃｍ ｏｉ ｔ ｉｓ ｓｄｉ ｐｅａａｏ ｆ ｅ ｏ ｐｓ ｅ ｅ ａ ．Ｍｏｉｅ ｂｒ ｏ ｄ ｒ ｈ ｒ ｔｒｅ ｙ ｒｙｐｏｏｌｃ ｏ ｅｔ ｓｏｙ Ｘ Ｓ ， ｎ ｉ ｔ ｍａ ｒ ｌ ｄ ｄｍｂ ｗ ｅ ｃａａ ｅ ｚｄｂ ａ ｈｔ ｅｔ ｎｓ ｃｒ ｃｐ （ Ｐ ） ｉ ｆ ｅ ｐ ｃ ｉ Ｘ— ｅ ｒ ｐ ｏ
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图 １中 Ａ和 Ｂ分 别 为 放 大 １０ ０ ０倍 的未 改 性
胶粉 和改 性 胶 粉 的扫 描 电镜 图 ， 以看 到 胶 粉 的 可
１３ １ 扫 描 电镜 （ Ｅ 使 用 Ｆ Ｉ 司生 产 的 ．． Ｓ Ｍ） Ｅ公
扫 描 电 子 显 微 镜 Ｉ Ｓ Ｅ Ｔ １ ０分 析 ， 速 电 压 Ｎ Ｐ Ｃ 一５ ７ 加
废 橡 胶 粉 的 表 面 改 性 及 其 表 征
牟东 兰， 李凤英 ， 仲继燕， 卢献豹 ， 杨 冰
（ 四川 大学 化学 学 院 ， 四川 成都 ６０ ６ ） １０ ４
摘 要 ： 究 了二 氯 异 氰 尿 酸 钠对 废 橡 胶 粉 表 面 的 改 性 ， 到 的 活 化 改 性 胶 粉 可 作 为 复 合 材 料 添 加 剂 用 于制 备 研 得 新 型 复合 材料 。用 扫描 电镜 （ Ｅ 、 触 角 方 法 、 线 光 电 子 能 谱 （ Ｐ ） 改性 胶 粉 进 行 表 征 ， 且 研 究 了 Ｓ Ｍ） 接 Ｘ射 ＸＳ对 并 反应 时 问 、 应 温 度 和 改性 剂用 量 因 素 对 改 性 反应 的影 响 。结 果 表 明 ， 应 的 最 佳 条 件 为 反 应 时 问 １５ｈ 反 反 反 ． 、 应温 度 ４ ℃ 、 性 剂 质量 分 数 ８ 。性 能 测 试表 明 该 产 品 是 一 种 性 能 优 良的 复 合 材 料 添 加 剂 。 ０ 改 ％
状结 构 ， 面呈 惰性 ， 表 与橡 胶 、 料相 容 性 较差 ， 塑 直 接掺 用会 降低 产 品性 能 ， 以要 对 胶 粉 进行 表 面 所 活化 改 性 ， 提 高 胶 粉 与 高 分 子 材 料 的 界 面 结 以
△ ［－］ ８ ９
Ｏ 口
塑性弹性体代替硫化橡胶制品成为 目前研究的热
干至质 量恒定 ， 到改 性胶 粉 。 得 １３ 改性 胶粉 的测 试与 分 析 ．
图 １ 胶 粉 的 Ｓ Ｍ 图 （ 禾 改 性 Ｂ一 性 ） Ｅ Ａ一 改
Ｆｇ １ Ｓ Ｍ ｐ ｏ ｆｈ Ｐ Ａ－ ｎ ｄｆ ｄ Ｂ ｍ ｄｆ ｄ ｉ Ｅ ｈ ｔ ｏ ｅＷＲ （ ｕ ｍｏｉｅ ， ・ ｏ ｉｅ ） ． ｏ ｔ ｉ ｉ
次 污染 ， 废胶 粉 （ Ｐ 进 行 有效 活化 及 制 备 热 对 ＷＲ ）
性 能 ， 以应 用 于 橡 胶 、 料 和 建 筑 材 料 中 ， 可 可 塑 既
以降低材料 的 生产 成 本 ， 能 提 高材 料 的某 些 化 还 学 物理性 能 【 ｊ ５ 。胶 粉也 叫硫 化 胶粉 ， 有 交 联 网 具
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ Ｖｕ ｃ ｎ ｚ ｄ Ｒ ｂ ｅ ｏ ｄ ｒｗ ｓｍｏ ｉ ｅ ｙ Ｓ ｉｍ ｉｈ ｏ ｉｏ ｙ ｎ ｒ ｔ．Ｔ ｅ ｈ ｄ ｆ ｄ ｍ ｂ ｅ ｏ ｅ ｏ ｌ ｅ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｌａ ｉｅ ｕ ｂ ｒＰ ｗ ｅ ａ ｄ ｆ ｄ ｂ ￣ ｕ ｄ ｃ ｌ ｒ ｓ ｃ ａ ｕ ａｅ ｈ ｎ ｔｅ ｍｏ ｉ ｅ ｂ ｒ ｗｄ ｒ ｕ ｄ ｂ ｉ ｏ ｉ ｐ ｃ
ＭＯ ｏ ｇａ Ｌ ｅ ｇ ｉｇ Ｚ Ｕ Ｄ ｎ ｌｎ， ＩＦ ｎ ｙｎ ， ＨＯＮ Ｊｙ ｎ Ｌ ａ ｂ ｏ， Ｇ ｉａ ， Ｕ Ｘｉｎ ａ ＹＡＮＧ Ｂ ｎ ｉｇ
（ ｈ ｏｌ ｅｏ ｈｍ ｓｙｏ ｉ ｕｎＵ ｉ ｒｔ， ｈｎｄ ０ ） Ｔ ｅＣ ｌ ｇ ｆ ｅ ｉｒ ｆ ｃ ａ ｎｖ ｓ ｙ Ｃ ｅｇｕ６０ ６ ｅ Ｃ ｔ Ｓｈ ｅｉ １ ４
第２ ３卷 第 ５ 期 ２ １ 年 ５月 ０ １
化 学 研 究 与 应ห้องสมุดไป่ตู้用
Ｃｈ ｍｉａ ｓ ａｃ ｎ ｐｌｃ ｔ ｎ ｅ ｃ ｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ Ａｐ ｉ ａｉ ｏ
Ｖ０． ３． ｏ ５ １２ Ｎ ．
Ｍａ ２０１ ｙ， １
文章 编号 ：０ ４ １５ （ ０ ） ５０ ５ －４ １０ —６ ６ ２ １ ０ —５ ００ １
品的平 均值 。
１ 实验 部 分
２ 结果 与讨 论
１ １ 原 材料 ．
废 橡胶粉 （ Ｐ 四川 东 升 化 工 公 司产 品 ，０ ＷＲ ， ８ 目） 二 氯 异氰 尿 酸钠 （ 效 含 氯 量 ２ ７ ３ ３ ， ； 有 ． ％一． ％
市售 ） Ｅ ； ４４环氧树 脂 （ 都 科 龙 化 工试 剂 厂 ） 聚 成 ；
原法 、 接枝 法 、 饱 和 聚 合 物 包覆 法 、 械 改 性 法 不 机
收 稿 日期 ：０ ０ｌ —５ 修 回 日期 ：０ ｌｌ１ ２ １一１１ ； ２ １ —－７ 联 系 人 简 介 ： 冰 （ ９７ ） 男 ， 教 授 。 主 要从 事精 细 化 学 品 研 究 与应 用 。Ｅｎｉ： ｄａ＠ １ ６ ｃｒ ｂｎｙｎ４ ９ ｓ ａｃｒ．ｎ 杨 １５ 一 ， 副 ｒａ ｍｄ ｌ ｌ ｎ ２ ．ｏ ｉ ａ０ ６ ＠ ｉ ．ｏ ｃ ｎ ｇ ｎ ｎ
点 ［４。 １］ －
胶 粉是 废 旧橡胶通 过 机 械方 式 粉 碎 而成 的粉 末状 物质 。相 比再 生 胶 的生 产 ， 生产 胶 粉 过 程 在
中 ， 次污 染 小 。 它 的合 理 利 用 不 仅达 到 了对 废 二
对 废胶 粉 的 活 化 改 性 方 法很 多 ， 如 氧 化 还 诸
第 ５期
牟 东兰等 ： 橡胶 粉 的表 面 改性及 其表征 废
成 规定 形状 和 尺寸 ， 进行 性能 测试 。 １５ 复合 材料 添加 剂性 能评 价 ．
５１ ５
及 化学 改性 法 等 ｍ 。本 文采 用 的是 化 学 改性 法 ， 用二氯 异氰 尿酸 钠对 废 胶 粉 进行 改 性 得 到活 性胶 粉 ， 通 过 共 混 法 制 备 了 胶 粉／ 氧 树 脂 复 合 材 再 环
Ｓａ ｎｎ ｌ ｔ ｎｍｉ ｏｃｐ （ Ｅ ，ｏ ｔ ｔ ｎｌ．ｆ ｃ ｆ ｅｃｉ ｍｅｒａｔｎｔｍ ｅａｕｅ ｎ ａｓｆ ｃｏ ｏ ｉｅ Ｏ ｅ ｃｎ ｉｇｅ ｃ ｏ ｃ ｓｏｙ Ｓ Ｍ） Ｃ ｎａ ｇｅａ ｅｔ ｏ ｒａｔ ｎｔ ， ｃｏ ｐｒｔｒ ａ ｄｍ ａｔｎｍ ｄ ｒ ｉｔ ｅｒ ｒ ｃａ ｆ ｓ ｏ ｉ ｅ ｉ ｅ ｓ ｒ ｉ ｉ ｆ ｌｈ
应 已经发 生 。 ２ ２ 接触 角分 析 ．
１ ３ ２ 视 频接 触 角 测 量 由于 对 橡 胶 粉 进 行 接 ．． 触 角测试 较 为 困 难 ， 实 验 选 用 在 相 同反 应 条 件 本 下制 备 的橡 胶 片 进 行 测 试 。使 用 德 国 ｄ ｔ ｈ ｓ ｓ ａａ ｙｉ ｐ ｃ Ｏ Ａ ２ ０分 别测 试 了改性 前后 硫 化胶 的接触 角 。 Ｃ Ｈ０
拉 伸强 度按 照 Ｇ ／ ２ － １ ９ Ｂ ５ ８ ９ ８在 Ｄ 一 Ｓ５电子 万
料 。通 过性 能 测 试 表 明 ， 改 性 后 的橡 胶 粉 制得 经 的复合 材 料 性 能 优 于 未 改 性 胶 粉 制 备 的 复 合 材
料。
能 材料 试 验 机 进 行 测 试 拉 伸 速 度 为 ５ ／ ｉ ， ０ ｍｍ ｍ ｎ 试样 为 哑 铃 状 。撕 裂 强 度 按 照 Ｇ ／ ２ － １ ９ Ｂ Ｔ５ ９ ９ ９ 进行 测 试 ， 样 为直 角形 ， 终 测 试 结 果 取 ５个 样 试 最
５ ０ Ｖ， 大倍 数 １ ０ ． ０ｋ 放 ０ ０倍 。
表 面 状态 发生 了变 化 。改 性 前 的橡 胶 粉 呈 松散 颗 粒状 ， 面 凹凸不 平 ， 且有 很 多孔 洞 。与 未改 性 表 而
的的 橡胶 粉 颗 粒 相 比 ， 性 后 的 橡胶 粉 聚 集 程 度 改 有 所 增加 ， 粒 变 大 ， 面 更 加 连 续 ， 明 改 性 反 颗 表 证
随 着汽车 工 业 的迅 速 发 展 ， 旧轮 胎 的产 生 废 量 迅速增 加 ， 旧橡 胶 造成 的 环 境 污 染 已成 为 世 废
旧轮胎宝 贵资 源 的循 环 化 、 资源 化 ， 且使 回收无 而
害化 、 量化 、 减 安全化 。胶 粉 具 有残 留的橡 胶 力学
界 性问题 之一 。在治 理废 旧橡 胶 污染 的几种 主 要 途径 中 ， 废 旧橡 胶 加 以综 合 利 用 受 到 了特 别 的 将 关 注 。考 虑到循 环利 用 过程 中最大 限度 地 降低 二
２ １ 扫 描 电镜 （ Ｅ 分 析 ． Ｓ Ｍ）
酰胺 固化剂 （５ ， 都科 龙 化工 试剂 厂 ） ６ ０成 。
１２ 胶 粉改性 ．
称 取 ３ ｇ胶 粉 置 于 三 颈 瓶 中 ， 称 取 一 定 量 ０ 再 的二氯 异氰 尿 酸钠 ， １ ０ 蒸 馏 水 溶 解 迅 速 转 用 ０ ｍｌ 移 至反应 器 内 ， 拌 ， 浴 恒 温加 热 。恒 温 反应 一 搅 水 定 时问后 ， 将反 应产 物 抽 滤 ， 滤饼 在 红 外灯 下 烘 将
关键词 ： 废橡胶粉 ； 二氯异氰尿酸钠 ； 活化改性 ； 表征 ； 复合材料添加剂
中 图 分 类 号 ：６ ３ ６ ，Ｑ ３ ０ ２． ４ Ｔ ３２ 文献标识码 ： Ａ
Ｓ ｆ ｃ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ｏ ｕｒ ａ ｅ ｏ ｕ ｅ ｗｄｅ ｎ ｔ ｈａ ａ ｔ ｒｚ ｔｏ ｕｒ ａ ｅ ｍ ｄ ｆ ａ ｉ ｎ ｎ ｓ ｆ ｃ ｆ ｒ ｂｂ ｒ ｐｏ ｉ ｒ ａ ｄ ｉｓ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉ ａ ｉ ｎ