膠粉的配方設(shè)計(jì)和性能研究

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）膠粉的配方設(shè)計(jì)和性能研究Powder formula design and performance research班級(jí) 高分子應(yīng)用112 學(xué)生姓名 芮夢(mèng)琪 學(xué)號(hào) 1132401224 指導(dǎo)教師 姚亮 職稱 講師 導(dǎo)師單位 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院論文提交日期 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課題名稱 膠粉的配方設(shè)計(jì)和性能研究 課題性質(zhì) 科學(xué)試驗(yàn)類 班 級(jí) 高分子應(yīng)用112 學(xué)生姓名 芮夢(mèng)琪學(xué) 號(hào) 1132401224指導(dǎo)教師 姚亮導(dǎo)師職稱 講師一選題意義及背景膠粉是指廢舊橡膠制品經(jīng)粉碎加工處理而得到的粉末狀橡膠材料。膠粉的應(yīng)用概括起來(lái)可分為兩大領(lǐng)域：一是直接成型或與新橡

2、膠并用做成產(chǎn)品，二是在非橡膠工業(yè)的廣闊領(lǐng)域中應(yīng)用?，F(xiàn)在全球范圍內(nèi)越來(lái)越多的廠商采用膠粉替代原生材料，不僅有益于環(huán)境保護(hù)，而且更重要的是因?yàn)槭褂媚z粉能夠有效的降低成本、提高性能，得到其它材料得不到的效果。膠粉還可以和塑料并用，以提高性能，降低成本。膠粉的添加不僅可以降低成本，還可以提高橡膠的疲勞性能，改善膠料的收縮及流動(dòng)性。但拉伸強(qiáng)度略有下降。制作的方法有常溫粉碎、低溫粉碎、超細(xì)粉碎。由于生產(chǎn)再生橡膠帶來(lái)環(huán)境的二次污染, 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多停止生產(chǎn)通用型再生膠而進(jìn)入膠粉直接應(yīng)用階段, 并取得了舉世矚目的成效, 膠粉產(chǎn)量也在逐年增加。究其原因, 主要是生產(chǎn)流程簡(jiǎn)化, 投資節(jié)約, 沒有廢水、廢氣污染,

3、 膠粉硫化后性能好、成本低。膠粉的生產(chǎn)與應(yīng)用是廢膠綜合利用的第二次變革, 將會(huì)給再生膠工業(yè)帶來(lái)新的生機(jī)。因此, 我們進(jìn)行膠粉的配方設(shè)計(jì)和性能研究不僅僅是科學(xué)價(jià)值，更是社會(huì)價(jià)值以及經(jīng)濟(jì)價(jià)值的體現(xiàn)。本課題對(duì)比研究了軟化增塑劑DOP以及固體古馬隆樹脂對(duì)膠粉工藝和性能的影響，從而深入了解膠粉的設(shè)計(jì)配方，為膠粉在今后的應(yīng)用推廣普及奠定基礎(chǔ)。二畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：1、軟化增塑體系中，不同用量的固體古馬隆樹脂，對(duì)膠粉成品工藝及其物理機(jī)械性能對(duì)比研究；2、軟化增塑體系中，不同用量的DOP，對(duì)膠粉成品工藝及其物理機(jī)械性能對(duì)比研究； 3、以上兩組實(shí)驗(yàn)硫化后性能對(duì)比研究。三計(jì)劃進(jìn)度：1、查閱文獻(xiàn)資料，確定試驗(yàn)

4、方案，撰寫文獻(xiàn)綜述，5天 2、第一輪試驗(yàn)，數(shù)據(jù)整理分析；5天 3、第二輪試驗(yàn)，數(shù)據(jù)整理分析；4天 4、第三輪試驗(yàn)，數(shù)據(jù)整理分析；5天 5、第四輪試驗(yàn)，數(shù)據(jù)整理分析；3天 6、書寫論文；4天7、修改論文；1天8、準(zhǔn)備答辯；2天四畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)束應(yīng)提交的材料：1、畢業(yè)論文2、原始數(shù)據(jù)記錄本指導(dǎo)教師 ：姚亮 教研室主任 年 月 日年 月 日論文真實(shí)性承諾及指導(dǎo)教師聲明學(xué)生論文真實(shí)性承諾本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，內(nèi)容真實(shí)可靠，不存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。對(duì)本文

5、的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。如被發(fā)現(xiàn)論文中存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為，本人愿承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任和一切后果。畢業(yè)生簽名： 日 期： 指導(dǎo)教師關(guān)于學(xué)生論文真實(shí)性審核的聲明本人鄭重聲明：已經(jīng)對(duì)學(xué)生論文所涉及的內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格審核，確定其內(nèi)容均由學(xué)生在本人指導(dǎo)下取得，對(duì)他人論文及成果的引用已經(jīng)明確注明，不存在抄襲等學(xué)術(shù)不端行為。指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文0膠粉的配方設(shè)計(jì)和性能研究徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院摘要:古馬隆又名苯并吠喃(或氧雜荀) , 其分子式為C8H6O。是苯并呋喃與茚的共聚物，它是煤焦油160200餾分，經(jīng)濃硫酸處理，并在催化劑作用下經(jīng)

6、聚合得到的產(chǎn)物。古馬隆樹脂質(zhì)硬而脆, 外觀似松香。其分子結(jié)構(gòu)中除了含有帶雙鍵的雜環(huán)外，還有直鏈烷烴。這種帶雙鍵的雜環(huán)結(jié)構(gòu)與苯相似，可增加與橡膠的相容性，改善填料在膠料中的分散性，并且含有的雙鍵在交聯(lián)過(guò)程中會(huì)適當(dāng)交聯(lián)，起到一定補(bǔ)強(qiáng)效果。但是由于古馬隆分子在橡膠基體中的增塑作用，古馬隆用量過(guò)多時(shí)，它的極性部分定向地排列于橡膠大分子的極性部位，對(duì)大分子鏈段起包圍阻隔作用，從而增加了大分子鏈段間的距離，減小了大分子間相互作用力，增大了大分子鏈段的運(yùn)動(dòng)性，提高了橡膠的塑性。性能指標(biāo)越高，但是增高的數(shù)值不大，隨著DOP份量的減少，此性能指標(biāo)陡然下降；在撕裂性能測(cè)試方面，固體古馬隆配方撕裂強(qiáng)度明顯高于DOP

7、配方，且隨著古馬隆用量減少，撕裂強(qiáng)度有所增大，隨著DOP用量減少，撕裂強(qiáng)度有所增大。關(guān)鍵詞:固體古馬?。?DOP； 軟化增塑； 對(duì)比性能； 膠粉 Powder formula design and performance researchXuzhou Vocational College of Industrial TechnologyAbstract:Coumarone and benzene and barking dogs (or oxygen mixed xun), its molecular formula for Csl6O. Is the copolymer with couma

8、rone indene, it is 160 200 coal tar fraction, were treated with concentrated sulfuric acid, and under the effect of catalyst by the polymerization products. Qualitative hard and brittle, coumarone resin rosin appearance. Its molecular structure besides containing heterocyclic with double bond, and a

9、lkanes. It with double bond of heterocyclic structure similar to benzene, can increase the compatibility with rubber, to improve the dispersion of filler in the rubber, and contain a double bond in the crosslinking process will be proper crosslinking, play a reinforcing effect. But since coumarone m

10、olecule in the rubber matrix plasticizing effect, coumarone dosage too much, its polarity part orientation is arranged in the polarity of the rubber molecules, surrounded by blocking effect to the macromolecular chain segment, thereby increasing the distance between the macromolecular chain segment,

11、 reduced the interaction force between molecules, increase the motility of macromolecular chain, improve the plastic rubber. Small molecule phthalate plasticizer dioctyl (DOP) by mixing performance is good, high plasticizing efficiency, low volatile, mobility is small, low-cost advantages and is wid

12、ely used in the processing of polymer modification. DOP to weaken the forces between the polymer molecules, which reduces the softening temperature, melt temperature and glass transition temperature, make the polymer of softness, impact strength, elongation at break increased. So this article discus

13、ses two kinds of softening plasticizers on the properties of rubber powder. The research results show that in terms of tensile properties test, solid coumarone formula in tensile strength and largest elongation strength maximum elongation all higher than the DOP formula, and with solid coumarone wei

14、ght reduction, the three performance index is higher, but the higher value is not big, with fewer DOP weight, the performance index declined precipitously; In terms of tearing performance testing, solid coumarone tear strength formula is significantly higher than DOP formula, and as fewer dosage of

15、coumarone, tear strength, as fewer dosage of DOP, tear strength is increased. Keywords：Solid coumarone; DOP ; Soften the plasticizer; performance comparison; powderI目錄摘要IAbstract.II第一章 前言1第二章 文獻(xiàn)綜述32.1膠粉的介紹32.2固體古馬隆的結(jié)構(gòu)和性能42.2.1 固體古馬隆簡(jiǎn)介42.2.2 固體古馬隆結(jié)構(gòu)特性52.2.3 固體古馬隆性能特點(diǎn)及應(yīng)用52.3 DOP的結(jié)構(gòu)與性能62.3.1 DOP的簡(jiǎn)介及結(jié)構(gòu)6

16、2.3.2 DOP的性能特點(diǎn)7第三章 實(shí)驗(yàn)83.1實(shí)驗(yàn)原料、設(shè)備與儀器83.1.1實(shí)驗(yàn)原材料83.1.2實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備103.1.3實(shí)驗(yàn)配方113.2 材料制備113.2.1 膠料的制備113.2.2 材料的制備、加料順序123.3 測(cè)試分析133.3.1 硫化特性測(cè)試133.3.2力學(xué)性能測(cè)試14第四章 結(jié)果與討論144.1力學(xué)性能測(cè)試數(shù)據(jù)144.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論15第五章 結(jié)論15參考文獻(xiàn)16致謝17第一章 前言近年來(lái)橡膠的價(jià)格不斷上漲；天然橡膠(NR)的價(jià)格從幾千元/噸提高到3萬(wàn)元/噸。由于原油開采量越來(lái)越少，合成橡膠的產(chǎn)量下降，價(jià)格飆升，因此，目前關(guān)注的重點(diǎn)是廢舊橡膠的利用。由于世界上

17、隨處可見的各種各樣被損壞的輪胎，人們已經(jīng)把關(guān)注的目光轉(zhuǎn)向環(huán)境污染治理方面。目前主要有兩種利用廢舊橡膠的方法：一種是制成再生膠；另一種是制成膠粉(RP)。由于廢舊橡膠是熱固性聚合物，很難降解，回收和利用的成本非常高，工藝復(fù)雜，發(fā)達(dá)國(guó)家從2O世紀(jì)7O年代開始就放棄生產(chǎn)再生膠，主要從事膠粉的生產(chǎn)。膠粉是生產(chǎn)再生膠的主要原材料。它是廢舊橡膠在機(jī)械的作用下, 加工成各種不同細(xì)度的粉狀顆粒, 粒徑小于1.5 mm 的稱之為膠粉。膠粉的生產(chǎn)流程簡(jiǎn)化, 投資節(jié)約, 沒有廢水、廢氣污染, 膠粉硫化后性能好、成本低。膠粉的生產(chǎn)與應(yīng)用是廢膠綜合利用的第二次變革, 將會(huì)給再生膠工業(yè)帶來(lái)新的生機(jī)。對(duì)廢橡膠制品回收利用,

18、 其過(guò)程首先必須將其進(jìn)行處理, 如切片、粉碎、研磨等, 有些還要求去除橡膠制品中的鋼絲、簾布等, 以制成各種不同規(guī)格的橡膠碎片或廢膠粉。廢膠粉主要是通過(guò)機(jī)械、化學(xué)、冷凍粉碎等方法將廢橡膠制品加工, 形成具有一定細(xì)度的廢橡膠粉末。人們?cè)俑鶕?jù)用途和研究方向的不同, 選擇進(jìn)行直接利用或改性利用。在橡膠加工中, 軟化和增塑是不可缺少的。添加軟化劑和增塑劑的目的可以歸納為:1 .改善橡膠的加工性能, 增加橡膠在硫化前的流動(dòng)性、粘性, 以便于壓延、壓出和成型等一系列操作。降低煉膠過(guò)程中的生熱、加速大劑量粉劑在橡膠基質(zhì)中的分散; 2降低硫化膠的玻璃化溫度和脆性溫度, 提高其耐低溫性能; 3有利于填充劑的多量

19、添加, 從而達(dá)到降低成本的目的。軟化剎和增塑劑在方便橡膠加工方面的作用相同, 故與塑解劑、內(nèi)潤(rùn)滑劑、脫模劑等合稱為操作體系。不同之處, 在于它們的作用機(jī)理。根據(jù)“ 相似相溶” 原則, 在選用軟化劑或增塑劑時(shí), 應(yīng)該考慮它們和橡膠之間的內(nèi)聚能密度、極性, 盡可能地接近, 以取得較好的相洽性。使橡膠/ 軟化劑(或增塑劑) 體系具有較大的親和性, 而避免滲析、噴油的發(fā)生。因而本文主要討論了固體古馬隆以及DOP在膠粉中的應(yīng)用。古馬隆又名苯并吠喃(或氧雜荀) 。古馬隆樹脂質(zhì)硬而脆, 外觀似松香。粉碎后色澤淺黃; 加熱熔融后色澤變深。古馬隆樹脂對(duì)酸、堿具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。不溶于水, 能溶于苯、硝基苯、苯

20、胺以及輕、重溶劑油、氯化烴、醇、酉旨、醚、酮類等有機(jī)溶劑。同時(shí), 還具有良好的熱塑性、防水性、絕緣性、絕熱性, 耐磨性和粘著性。堿性樹脂會(huì)引起橡膠早期硫化, 促使橡膠分子提早老化, 影響橡膠制品壽命; 酸性樹脂會(huì)減慢橡膠硫化過(guò)程, 影響生產(chǎn)進(jìn)度, 腐蝕生產(chǎn)設(shè)備。權(quán)衡利弊, 一般控制古馬隆樹脂為微堿性。其分子結(jié)構(gòu)中除了含有帶雙鍵的雜環(huán)外，還有直鏈烷烴。這種帶雙鍵的雜環(huán)結(jié)構(gòu)與苯相似，可增加與橡膠的相容性，改善填料在膠料中的分散性，并且含有的雙鍵在交聯(lián)過(guò)程中會(huì)適當(dāng)交聯(lián)，起到一定補(bǔ)強(qiáng)效果。但是由于古馬隆分子在橡膠基體中的增塑作用，古馬隆用量過(guò)多時(shí)，它的極性部分定向地排列于橡膠大分子的極性部位，對(duì)大分子

21、鏈段起包圍阻隔作用，從而增加了大分子鏈段間的距離，減小了大分子間相互作用力，增大了大分子鏈段的運(yùn)動(dòng)性，提高了橡膠的塑性。鄰苯二甲酸二辛酯具有良好的綜合性能，與樹脂混溶性能好，增塑效率高，揮發(fā)性較低，吸水性低、低溫柔軟性較好，耐水抽出，電氣性能高，耐熱性和耐氣候性都良好。用在橡膠方面的特性:通用型增塑劑，也可作為耐寒劑，揮發(fā)低，電性能，耐熱及耐紫外線好，有良好的低溫柔性，彈性，壓延和壓出性能。硫化膠拉伸強(qiáng)度高。DOP是常用的一種增塑劑, 可以減弱橡膠分子間的作用力, 提高橡膠柔軟性和彈性, 有效降低共混物的硬度。小分子增塑劑DOP因具有混合性能好、增塑效率高、揮發(fā)性低、遷移性小、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)而

22、廣泛用于聚合物的加工改性。DOP 的加入削弱了聚合物分子間的作用力, 從而降低了軟化溫度、熔融溫度和玻璃化溫度, 使聚合物的柔軟性、沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率有所提高。因此，本文主要研究固體古馬隆和DOP為軟化增塑劑加入到膠粉中，制備的膠片試樣和此膠片試樣的物理機(jī)械性能的測(cè)試。第二章 文獻(xiàn)綜述2.1膠粉的介紹目前主要有兩種利用廢舊橡膠的方法：一種是制成再生膠；另一種是制成膠粉(RP)。由于廢舊橡膠是熱固性聚合物，很難降解，回收和利用的成本非常高，工藝復(fù)雜，發(fā)達(dá)國(guó)家從20世紀(jì)70年代開始就放棄生產(chǎn)再生膠，主要從事膠粉的生產(chǎn)。目前，中國(guó)的膠粉產(chǎn)量越來(lái)越大。膠粉是生產(chǎn)再生膠的主要原材料。它是廢舊橡膠在機(jī)械

23、的作用下, 加工成各種不同細(xì)度的粉狀顆粒, 粒徑小于1.5 mm 的稱之為膠粉。根據(jù)用途可加工成不同的細(xì)度, 根據(jù)粒徑來(lái)進(jìn)行分類。國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)一般分為: 820 目稱為膠粒, 主要應(yīng)用在跑道、道渣墊層、墊板、草坪、鋪路彈性層、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地鋪裝等; 3040 目稱為粗膠粉, 主要用于生產(chǎn)再生膠、活化膠粉、鋪路、生產(chǎn)FRR 膠板等; 4060 目稱為細(xì)膠粉, 用于塑料改性、生產(chǎn)橡膠制品等; 6080 目稱為精細(xì)膠粉, 主要應(yīng)用在汽車輪胎、橡膠制品、建筑材料等。200 目以上的超細(xì)膠粉, 主要應(yīng)用與一些高性能橡膠制品中。從使用角度來(lái)講, 膠粉越細(xì), 摻用后對(duì)膠料性能的影響越小。膠粉的生產(chǎn)方法主要有3 種:

24、常溫粉碎法、低溫粉碎法和濕法粉碎法。另外, 許多新的粉碎方法尚在研究中, 如臭氧粉碎法、高壓爆破法、高溫超速粉碎、助劑浸混粉碎和高壓射擊粉碎等。圖一列出了生產(chǎn)膠粉的方法、產(chǎn)品目數(shù)和使用裝備等。圖1 精細(xì)、超細(xì)膠粉的生產(chǎn)方法圖2為不同粒徑膠粉對(duì)膠料拉抻強(qiáng)度的影響。由表2可見, 膠粉的目數(shù)越高,粒子越細(xì),則比表面積大,與橡膠接觸的幾率越大,性能下降越小,補(bǔ)強(qiáng)效果越好。一般說(shuō)來(lái), 用常溫法粉碎的膠粒粒徑最大,達(dá)3001 400 um,低溫法次之為35300 um, 超細(xì)法的粒徑最小, 平均粒徑可達(dá)到220 um。圖2 不同粒徑膠粉對(duì)膠料拉伸強(qiáng)度的影響2.2固體古馬隆的結(jié)構(gòu)和性能2.2.1 固體古馬隆

25、簡(jiǎn)介古馬隆樹脂可算是橡膠工業(yè)中應(yīng)用歷史最久的人造（合成）樹脂，早在1890 年就開始作為松香的代用品在橡膠中使用。在最初階段它主要被當(dāng)作軟化劑和增塑劑使用。合成橡膠出現(xiàn)后，人們發(fā)現(xiàn)古馬隆能大幅度提高橡膠的黏性，可解決合成橡膠普遍存在的黏性差的問(wèn)題，因此，其應(yīng)用面又進(jìn)一步延伸到增黏。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)它對(duì)橡膠還兼具促進(jìn)配合劑分散及補(bǔ)強(qiáng)等作用。這種多功能、多用途的特點(diǎn)使它廣受橡膠配方技術(shù)人員的青睞。圖3. 古馬隆樹脂2.2.2 固體古馬隆結(jié)構(gòu)特性古馬隆樹脂是苯并呋喃( 氧茚) 和茚的共聚物( 如圖4結(jié)構(gòu)式所示) 。它是通過(guò)對(duì)煤焦油的160200餾分中所含的苯并呋喃和茚經(jīng)過(guò)處理、精制，然后經(jīng)催化共聚而

26、得。樹脂的物態(tài)隨聚合度不同而各異，它們的軟化點(diǎn)隨著聚合度的提高而上升，從油液狀逐步變成固體狀。軟化點(diǎn)在535的為液體古馬隆( 呈黏稠狀液體) ，通常用作軟化劑、增塑劑; 軟化點(diǎn)在3575的為黏性固體古馬隆，通常也用作軟化劑、增粘劑，有助于補(bǔ)強(qiáng); 軟化點(diǎn)在75135的為脆性固體古馬隆，用途與黏性固體古馬隆相仿，但補(bǔ)強(qiáng)效果更佳。國(guó)產(chǎn)古馬隆的軟化點(diǎn)范圍在60100，其相對(duì)密度為1.051.10，折光指數(shù)1.601.65，pH值68，耐熱、耐光性好。液體古馬隆有污染性。圖4. 古馬隆樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)式2.2.3 固體古馬隆性能特點(diǎn)及應(yīng)用固體古馬隆的分子結(jié)構(gòu)中除了含有帶雙鍵的雜環(huán)外，還有直鏈烷烴。這種帶雙

27、鍵的雜環(huán)結(jié)構(gòu)與苯相似，可增加與橡膠的相容性，改善填料在膠料中的分散性，并且含有的雙鍵在交聯(lián)過(guò)程中會(huì)適當(dāng)交聯(lián)，起到一定補(bǔ)強(qiáng)效果。但是由于古馬隆分子在橡膠基體中的增塑作用，古馬隆用量過(guò)多時(shí)，它的極性部分定向地排列于橡膠大分子的極性部位，對(duì)大分子鏈段起包圍阻隔作用，從而增加了大分子鏈段間的距離，減小了大分子間相互作用力，增大了大分子鏈段的運(yùn)動(dòng)性，提高了橡膠的塑性。由于古馬隆分子中含芳香雜環(huán)結(jié)構(gòu)，因此，它與橡膠的相容性好，有助于溶解硫磺、硬脂酸，減少它們的噴霜傾向。同時(shí)，也有助于提高炭黑在橡膠中的分散性，增加膠料的黏性。其主要用途有：代替天然樹脂和脂化松香作橡膠軟化劑；配制船底漆, 不但粘著性能好,

28、且能抑制海生物在船底的寄生速度,作自行車噴漆組份, 可使噴涂表面平整而富有光澤；制作絕緣涂料, 作為電纜、電線的絕緣層；配制金屬設(shè)備的防銹涂料; 可作為粘合陶瓷和木材制品的粘合劑; 用作油墨、油毛氈的組分; 與纖維混合層壓, 如人造革或與樹脂混合壓制唱片或電池外殼等, 此外,還可用于造紙、地板漆等行業(yè)。2.3 DOP的結(jié)構(gòu)與性能2.3.1 DOP的簡(jiǎn)介及結(jié)構(gòu)DOP 全稱鄰苯二甲酸-2-乙基已酯, 亦稱鄰苯二甲酸二辛酯, 結(jié)構(gòu)如圖五所示，是鄰苯二甲酸酯類中產(chǎn)能、產(chǎn)量、消費(fèi)量最大的增塑劑品種。DOP 增塑劑的90% 用于軟質(zhì)PVC 樹脂加工中, 另外的10% 用于合成橡膠、粘膠劑、涂料、醋酸纖維素

29、及其他樹脂加工中。DOP以其優(yōu)良的綜合性能和低價(jià)位一直在增塑劑行業(yè)中占有主導(dǎo)地位。尤其在增塑劑發(fā)展較快的亞太地區(qū), DOP 的消費(fèi)量將占到增塑劑總消費(fèi)量的70% ,并有逐步取代DBP 之勢(shì)。我國(guó)是DOP 生產(chǎn)大國(guó), 同時(shí)也是DOP 消費(fèi)大國(guó), 有著巨大的市場(chǎng)潛能。故而深入了解DOP 生產(chǎn)現(xiàn)狀, 及時(shí)預(yù)測(cè)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)發(fā)展, 有利于增塑劑行業(yè)的發(fā)展。圖5. DOP分子結(jié)構(gòu)式鄰苯二甲酸二辛酯二辛脂，英文名：Di(-ethyl hexyl) phthalate; Dioctyl phthalate;DOP分子式：CHCOOCHCH(CH(CH)CH分子量為 390.57，主要用作塑料的主增塑劑,鄰苯二甲

30、酸二辛酯是應(yīng)用最廣泛的主增塑劑，占我國(guó)增塑劑的主導(dǎo)市場(chǎng)。具有良好的綜合性能，與樹脂混溶性能好，增塑效率高，揮發(fā)性較低，吸水性低、低溫柔軟性較好，耐水抽出，電氣性能高，耐熱性和耐氣候性都良好。用在橡膠方面的特性:通用型增塑劑，也可作為耐寒劑，揮發(fā)低，電性能，耐熱及耐紫外線好，有良好的低溫柔性，彈性，壓延和壓出性能,硫化膠拉伸強(qiáng)度高。圖6. DOP外觀2.3.2 DOP的性能特點(diǎn)小分子增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯( DOP) 因具有混合性能好、增塑效率高、揮發(fā)性低、遷移性小、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于聚合物的加工改性。DOP 的加入削弱了聚合物分子間的作用力, 從而降低了軟化溫度、熔融溫度和玻璃化溫度,

31、使聚合物的柔軟性、沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率有所提高。鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）是常用的一種增塑劑, DOP分子的極性部分定向排列于膠粉分子的極性部位，對(duì)大分子鏈段起著包圍隔離的作用，增大了分子間的距離，減小了分子間作用力，所以隨DOP 用量的增加共混物硬度下降，提高橡膠柔軟性和彈性, 有效降低共混物的硬度。第三章 實(shí)驗(yàn)3.1實(shí)驗(yàn)原料、設(shè)備與儀器3.1.1實(shí)驗(yàn)原材料實(shí)驗(yàn)原材料見表1表1. 實(shí)驗(yàn)原材料原材料名稱牌號(hào)膠粉焦作60目ZNO市售SA市售CBS市售S市售二甘醇市售WCB市售固體古馬隆市售DOP市售3.1.2實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備見表2表2. 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備名稱生產(chǎn)廠家厚度計(jì)HD-10無(wú)錫

32、市第一橡塑機(jī)械設(shè)廠開放式煉膠機(jī)XK-160無(wú)錫市第一橡塑機(jī)械有限公司無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀GT-M2000-A高鐵科技股份有限公司硬度計(jì)XHS平板硫化機(jī)QLB-50D/Q無(wú)錫市第一橡塑機(jī)械公司電子式拉力試驗(yàn)機(jī)DL-2500N江都市新真威試驗(yàn)機(jī)械有限責(zé)任公司沖片機(jī)CP-25江都市試驗(yàn)機(jī)械廠3.1.3實(shí)驗(yàn)配方實(shí)驗(yàn)配方見表3表3. 實(shí)驗(yàn)配方表原材料配方一/份數(shù)配方二配方三配方四膠粉100100100100ZNO3333SA1111CBS0.80.80.80.8S0.50.50.50.5二甘醇1111WCB20202020固體古馬隆2010-DOP-2010合計(jì)146.3136.3146.3136.33.2 材

33、料制備3.2.1 膠料的制備具體實(shí)施方法如下所示：1.古馬隆配方：將開煉機(jī)打開，每次將500g膠粉在開煉機(jī)上過(guò)輥塑煉處理1015min，期間不斷用手將膠粉源源不斷加入輥間，直至膠粉塑煉成不易碎的片狀。再加入古馬隆以及SA，然后繼續(xù)混煉，直至較為結(jié)實(shí)的片狀，有一定強(qiáng)度之后再加入WCB和二甘醇的混合，再等到混煉均勻時(shí)再加入氧化鋅，促進(jìn)劑CBS，硫磺，繼續(xù)混煉，打八個(gè)小卷左右下片。時(shí)間為3040分鐘，低溫混煉，輥距在一開始煉時(shí)調(diào)到最小，保證膠粉的剪切力，加完料，根據(jù)膠片的強(qiáng)度恰當(dāng)?shù)恼{(diào)大以防包輥太緊，造成粘輥無(wú)法打卷而過(guò)煉，最后下片時(shí)，輥距調(diào)的更大以方便下片。2.DOP配方：將開煉機(jī)打開，每次將500

34、g膠粉在開煉機(jī)上過(guò)輥塑煉處理1015min，期間不斷用手將膠粉源源不斷加入輥間，直至膠粉塑煉成不易碎的片狀。再加入SA、氧化鋅，然后繼續(xù)混煉，直至較為結(jié)實(shí)的片狀，有一定強(qiáng)度之后再加入WCB和二甘醇、DOP的混合，再混入促進(jìn)劑CBS，硫磺，繼續(xù)混煉，打八個(gè)小卷左右下片。時(shí)間為3040分鐘，低溫混煉，輥距在一開始煉時(shí)調(diào)到最小，保證膠粉的剪切力，加完料，根據(jù)膠片的強(qiáng)度恰當(dāng)?shù)恼{(diào)大以防包輥太緊，造成粘輥無(wú)法打卷而過(guò)煉，最后下片時(shí)，輥距調(diào)的更大以方便下片。3.2.2 材料的制備、加料順序古馬隆加料順序圖DOP加料順序圖圖7. 復(fù)合材料的制備、加料順序3.3 測(cè)試分析3.3.1 硫化特性測(cè)試硫化特性曲線圖如

35、圖8圖圖8.硫化特性曲線圖硫化特性數(shù)據(jù)見表4表4. 硫化特性數(shù)據(jù)圖膠料名稱時(shí)間溫度MLMHTc10/M:sTc90/M:sTc100/M:s序號(hào)Dop40g1-11:411506.2510.161.153:365:508Dop20g 2-7:071506.8013.181.052:555:329古馬隆40g 3-30:001502.5610.490.0425:1530:0011古馬隆20g 4-25:001502.3412.100.0918:3625:2012ML（FL）-最低轉(zhuǎn)矩，N·m；MH（F max）-到規(guī)定時(shí)間之后，仍然沒有出現(xiàn)平衡轉(zhuǎn)矩的硫化曲線，所達(dá)到的最高轉(zhuǎn)矩，N

36、83;mtc10-初期硫化時(shí)間（焦燒時(shí)間）tc90-試樣達(dá)到最適硫化的時(shí)間（最佳硫化時(shí)間）tc100-理論硫化時(shí)間根據(jù)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：（1） tc90顯示，DOP加入，膠粉材料硫化速度偏快，產(chǎn)效高，；古馬隆加入，膠粉材料硫化速度偏慢，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)效低。（2） 硫化曲線顯示，古馬隆配方的硫化平坦期比DOP配方長(zhǎng)很多，說(shuō)明古馬隆配方的加工安全性要更高。（3） Tc10表明，古馬隆配方的焦燒時(shí)間比DOP配方的焦燒時(shí)間短，易焦燒，可適當(dāng)加入防焦劑。3.3.2力學(xué)性能測(cè)試將硫化好的橡膠在電子式拉力試驗(yàn)機(jī)JDL-2500N上按GB/T528-1998國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能測(cè)定，

37、進(jìn)行測(cè)定其拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長(zhǎng)率。第四章 結(jié)果與討論4.1力學(xué)性能測(cè)試數(shù)據(jù)力學(xué)性能數(shù)據(jù)見表5表5. 力學(xué)性能數(shù)據(jù)表序號(hào)拉伸最大強(qiáng)度/Mpa定伸長(zhǎng)強(qiáng)度/Mpa最大伸長(zhǎng)率/%撕裂最大強(qiáng)/Mpa1-110.690.00243.533.461-210.550.00199.623.031-310.310.00232.924.242-110.8310.60305.328.852-210.750.00292.428.722-311.3310.86311.328.853-16.300.00194.210.393-26.340.00174.010.403-36.480.00199.89.934-12.110.00

38、118.011.854-22.130.00106.218.724-32.940.00137.312.75根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：在拉伸性能測(cè)試方面，固體古馬隆的配方在拉伸最大強(qiáng)度，定伸長(zhǎng)強(qiáng)度最大伸長(zhǎng)率方面全部高于DOP配方，且古馬隆配方中，隨著固體古馬隆的份量的減少，此三個(gè)性能指標(biāo)越高，但是增高的數(shù)值不大；在DOP配方中，隨著DOP份量的減少，此性能指標(biāo)陡然下降。在撕裂性能測(cè)試方面，固體古馬隆配方撕裂強(qiáng)度明顯高于DOP配方，在古馬隆配方中，隨著古馬隆用量減少，撕裂強(qiáng)度有所增大；在DOP配方中，隨著DOP用量減少，撕裂強(qiáng)度有所增大。因?yàn)楣篷R隆其分子結(jié)構(gòu)中除了含有帶雙鍵的雜環(huán)外，還有直鏈烷烴。這種帶

39、雙鍵的雜環(huán)結(jié)構(gòu)與苯相似，可增加與橡膠的相容性，改善填料在膠料中的分散性，特別是白炭黑用量較多時(shí)，它含有的雙鍵在交聯(lián)過(guò)程中會(huì)適當(dāng)交聯(lián)，起到一定補(bǔ)強(qiáng)效果。所以古馬隆配方的拉伸強(qiáng)度指標(biāo)較高，但是由于古馬隆分子在橡膠基體中的增塑作用，古馬隆用量過(guò)多時(shí)，它的極性部分定向地排列于橡膠大分子的極性部位，對(duì)大分子鏈段起包圍阻隔作用，從而增加了大分子鏈段間的距離，減小了大分子間相互作用力，增大了大分子鏈段的運(yùn)動(dòng)性，提高了橡膠的塑性。這也解釋了為什么古馬隆用量適當(dāng)變少時(shí)拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度增大的原因。DOP 的加入削弱了聚合物分子間的作用力, 從而降低了軟化溫度、熔融溫度和玻璃化溫度, 使聚合物的柔軟性、沖擊強(qiáng)度、

40、斷裂伸長(zhǎng)率有所提高，所以DOP的增加使得拉伸強(qiáng)度增大，且增大幅度很大，說(shuō)明DOP改變膠料性能效率大，這也是為什么DOP廣受市場(chǎng)歡迎的原因之一，即混合性能好、增塑效率高、揮發(fā)性低、遷移性小、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)。4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)的最終數(shù)據(jù)可知，DOP配方，膠粉材料硫化速度偏快，產(chǎn)效高，硫化平坦期短，加工安全性差。古馬隆配方，膠粉材料硫化速度偏慢，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)效低，但古馬隆配方的硫化平坦期比DOP配方長(zhǎng)很多，古馬隆配方的加工安全性要更高，古馬隆配方的焦燒時(shí)間比DOP配方的焦燒時(shí)間短，易焦燒，可適當(dāng)加入防焦劑。古馬隆配方的拉伸性能明顯比DOP配方好很多，即古馬隆利于補(bǔ)強(qiáng)效果的增大，在適當(dāng)添加的時(shí)候既能體現(xiàn)其補(bǔ)強(qiáng)效果又能體現(xiàn)其軟化增速效果。古馬隆配