膠粉配方設(shè)計及性能設(shè)計的研究

1、.wd.wdPAGE10 / NUMPAGES17.wd畢業(yè)設(shè)計論文膠粉的配方設(shè)計和性能研究Powder formula design and performance research班級 高分子應(yīng)用112學(xué)生姓名芮夢琪學(xué)號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)計論文任務(wù)書課題名稱膠粉的配方設(shè)計和性能研究課題性質(zhì) 科學(xué)試驗(yàn)類 班 級 高分子應(yīng)用112 學(xué)生姓名芮夢琪學(xué) 號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 HYPERLINK :/baike.baidu /view/560789.h

2、tm t _blank 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)用概括起來可分為兩大領(lǐng)域：一是直接成型或與新橡膠并用做成產(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)再生橡膠帶來環(huán)境的二次污染, 工業(yè)興旺國家大多停頓生產(chǎn)通用型再生膠而進(jìn)入膠粉直接應(yīng)

3、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, 將會給再生膠工業(yè)帶來新的生機(jī)。因此, 我們進(jìn)展膠粉的配方設(shè)計和性能研究不僅僅是科學(xué)價值，更是社會價值以及經(jīng)濟(jì)價值的表達(dá)。本課題比照研究了軟化增塑劑DOP以及固體古馬隆樹脂對膠粉工藝和性能的影響，從而深入了解膠粉的設(shè)計配方，為膠粉在今后的應(yīng)用推廣普及奠定根基。二畢業(yè)設(shè)計論文主要內(nèi)容：1、軟化增塑體系中，不同用量的固體古馬隆樹脂，對膠粉成品工藝及其物理機(jī)械性能比照研究；2、軟化增塑體系中，不同用量的DO

4、P，對膠粉成品工藝及其物理機(jī)械性能比照研究； 3、以上兩組實(shí)驗(yàn)硫化后性能比照研究。三方案進(jìn)度：1、查閱文獻(xiàn)資料，確定試驗(yàn)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)備辯論；2天四畢業(yè)設(shè)計論文完畢應(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)展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

5、等學(xué)術(shù)不端行為。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要奉獻(xiàn)的個人和集體，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，本人愿承當(dāng)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)對學(xué)生論文所涉及的內(nèi)容進(jìn)展嚴(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：膠粉的配方設(shè)計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，

6、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)聚合得到的產(chǎn)物。古馬隆樹脂質(zhì)硬而脆, 外觀似松香。其分子構(gòu)造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)構(gòu)造與苯相似，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)過程中會適當(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，古馬隆用量過多時，它的極性局部定向地排列于橡膠大分子的極性部位，對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

7、降；在撕裂性能測試方面，固體古馬隆配方撕裂強(qiáng)度明顯高于DOP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； 比照性能； 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 Csl6

8、O. Is the copolymer with coumarone 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 hetero

9、cyclic with double bond, and alkanes. 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

10、 effect. But since coumarone molecule 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

11、 macromolecular chain segment, 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,

12、low-cost advantages and is widely 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 inc

13、reased. So this article discusses 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

14、, and with solid coumarone weight 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 fo

15、rmula, and as fewer dosage of coumarone, tear strength, as fewer dosage of DOP, tear strength is increased.Keywords：Solid coumarone; DOP ; Soften the plasticizer; performance comparison; powder目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc17603 摘要 PAGEREF _Toc17603 I HYPERLINK l _Toc2872 Abstract. PAGEREF _Toc

16、2872 II HYPERLINK l _Toc18003 第一章 前言 PAGEREF _Toc18003 1 HYPERLINK l _Toc27908 第二章 文獻(xiàn)綜述 PAGEREF _Toc27908 3 HYPERLINK l _Toc5345 2.1膠粉的介紹 PAGEREF _Toc5345 3 HYPERLINK l _Toc16433 2.2固體古馬隆的構(gòu)造和性能 PAGEREF _Toc16433 4 HYPERLINK l _Toc12669 2.2.1 固體古馬隆簡介 PAGEREF _Toc12669 4 HYPERLINK l _Toc12304 2.2.2 固體

17、古馬隆構(gòu)造特性 PAGEREF _Toc12304 5 HYPERLINK l _Toc30817 2.2.3 固體古馬隆性能特點(diǎn)及應(yīng)用 PAGEREF _Toc30817 5 HYPERLINK l _Toc24838 2.3 DOP的構(gòu)造與性能 PAGEREF _Toc24838 6 HYPERLINK l _Toc31035 2.3.1 DOP的簡介及構(gòu)造 PAGEREF _Toc31035 6 HYPERLINK l _Toc13661 2.3.2 DOP的性能特點(diǎn) PAGEREF _Toc13661 7 HYPERLINK l _Toc16678 第三章 實(shí)驗(yàn) PAGEREF _To

18、c16678 8 HYPERLINK l _Toc12786 3.1實(shí)驗(yàn)原料、設(shè)備與儀器 PAGEREF _Toc12786 8 HYPERLINK l _Toc25861 3.1.1實(shí)驗(yàn)原材料 PAGEREF _Toc25861 8 HYPERLINK l _Toc13714 3.1.2實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 PAGEREF _Toc13714 10 HYPERLINK l _Toc22540 3.1.3實(shí)驗(yàn)配方 PAGEREF _Toc22540 11 HYPERLINK l _Toc32751 3.2 材料制備 PAGEREF _Toc32751 11 HYPERLINK l _Toc14142

19、 3.2.1 膠料的制備 PAGEREF _Toc14142 11 HYPERLINK l _Toc11673 3.2.2 材料的制備、加料順序 PAGEREF _Toc11673 12 HYPERLINK l _Toc14884 3.3 測試分析 PAGEREF _Toc14884 13 HYPERLINK l _Toc14430 3.3.1 硫化特性測試 PAGEREF _Toc14430 13 HYPERLINK l _Toc14867 3.3.2力學(xué)性能測試 PAGEREF _Toc14867 14 HYPERLINK l _Toc18422 第四章 結(jié)果與討論 PAGEREF _To

20、c18422 14 HYPERLINK l _Toc3252 4.1力學(xué)性能測試數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc3252 14 HYPERLINK l _Toc15608 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論 PAGEREF _Toc15608 15 HYPERLINK l _Toc5030 第五章 結(jié)論 PAGEREF _Toc5030 15 HYPERLINK l _Toc28760 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc28760 16 HYPERLINK l _Toc12926 致謝 PAGEREF _Toc12926 17第一章 前言近年來橡膠的價格不斷上漲；天然橡膠(NR)的價格從幾千元/噸提高到3萬元

21、/噸。由于原油開采量越來越少，合成橡膠的產(chǎn)量下降，價格飆升，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，興旺國家從2O世紀(jì)7O年代開場就放棄生產(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)流程簡化, 投資節(jié)約, 沒有廢水、廢氣污染, 膠粉硫化后性能好

22、、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, 將會給再生膠工業(yè)帶來新的生機(jī)。對廢橡膠制品回收利用, 其過程首先必須將其進(jìn)展處理, 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。人們再根據(jù)用途和研究方向的不同, 選擇進(jìn)展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性、粘性, 以便于壓延、壓出和成型等一系列操作。降低煉膠過程中的生熱、加速大

23、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添加, 從而到達(dá)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一樣, 故與塑解劑、內(nèi)潤滑劑、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 原那么, 在選用軟化劑或增塑劑時, 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, 而防止?jié)B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

24、碎后色澤淺黃; 加熱熔融后色澤變深。古馬隆樹脂對酸、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, 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; 酸性樹脂會減慢橡膠硫化過程, 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。其分子構(gòu)造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)構(gòu)造與苯相似，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)過程中會適當(dāng)交聯(lián)，起到一定補(bǔ)強(qiáng)效果。但是由

25、于古馬隆分子在橡膠基體中的增塑作用，古馬隆用量過多時，它的極性局部定向地排列于橡膠大分子的極性部位，對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,

26、 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、價格廉價等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于聚合物的加工改性。DOP 的參加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為軟化增塑劑參加到膠粉中，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，興旺國家從20世紀(jì)70年代開場就放棄生

27、產(chǎn)再生膠，主要從事膠粉的生產(chǎn)。目前，中國的膠粉產(chǎn)量越來越大。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)粒徑來進(jìn)展分類。國外標(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)動場地鋪裝等; 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

28、些高性能橡膠制品中。從使用角度來講, 膠粉越細(xì), 摻用后對膠料性能的影響越小。膠粉的生產(chǎn)方法主要有3 種: 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),那么比外表積大,與橡膠接觸的幾率越大,性能下降越小,補(bǔ)強(qiáng)效果越好。一般說來, 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

29、徑可到達(dá)220 um。圖2 不同粒徑膠粉對膠料拉伸強(qiáng)度的影響2.2固體古馬隆的構(gòu)造和性能2.2.1 固體古馬隆簡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 年就開場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 固體古馬隆構(gòu)造特性古馬隆樹脂是苯并呋喃( 氧茚) 和茚的共聚物( 如

30、圖4構(gòu)造式所示) 。它是通過對煤焦油的160200餾分中所含的苯并呋喃和茚經(jīng)過處理、精制，然后經(jīng)催化共聚而得。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。國產(chǎn)古馬隆的軟化點(diǎn)范圍在60100，其相對密度為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)構(gòu)造

31、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構(gòu)造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)構(gòu)造與苯相似，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)過程中會適當(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，古馬隆用量過多時，它的極性局部定向地排列于橡膠大分子的極性部位，對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)動性，提高了橡膠的塑性。由于古馬隆分子中含芳香雜環(huán)構(gòu)造，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，也有助于提高炭黑在橡膠中的

32、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, 且能抑制海生物在船底的寄生速度,作自行車噴漆組份, 可使噴涂外表平整而富有光澤；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的構(gòu)造與性能2.3.1 DOP的簡介及構(gòu)造DOP 全稱鄰苯二甲酸-2-乙基已酯, 亦稱鄰苯二甲酸二辛酯, 構(gòu)造如圖五所示，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。

33、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、醋酸纖維素及其他樹脂加工中。DOP以其優(yōu)良的綜合性能和低價位一直在增塑劑行業(yè)中占有主導(dǎo)地位。尤其在增塑劑開展較快的亞太地區(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。我國是DOP 生產(chǎn)大國, 同時也是DOP 消費(fèi)大國, 有著巨大的市場潛能。故而深入了解DOP 生產(chǎn)現(xiàn)狀, 及時預(yù)測國內(nèi)外市場開展, 有利于增塑劑行業(yè)的開展。圖5. DOP分子構(gòu)造式鄰苯二甲酸二辛酯二辛脂，英文名：Di(-ethyl hexyl) phthalate; Dioctyl phthalate;

34、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,鄰苯二甲酸二辛酯是應(yīng)用最廣泛的主增塑劑，占我國增塑劑的主導(dǎo)市場。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、價格廉價等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于

35、聚合物的加工改性。DOP 的參加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分子的極性局部定向排列于膠粉分子的極性部位，對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

36、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HD-10無錫市第一橡塑機(jī)械設(shè)廠開放式煉膠機(jī)XK-160無錫市第一橡塑機(jī)械無轉(zhuǎn)子硫化儀GT-M2000-A高鐵科技股份硬度計XHS平板硫化機(jī)QLB-50D/Q無錫市第一橡塑機(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

37、古馬隆2010DOP2010合計146.3136.3146.3136.33.2 材料制備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)翻開，每次將500g膠粉在開煉機(jī)上過輥塑煉處理1015min，期間不斷用手將膠粉源源不斷參加輥間，直至膠粉塑煉成不易碎的片狀。再參加古馬隆以及SA，然后繼續(xù)混煉，直至較為結(jié)實(shí)的片狀，有一定強(qiáng)度之后再參加WCB和二甘醇的混合，再等到混煉均勻時再參加氧化鋅，促進(jìn)劑CBS，硫磺，繼續(xù)混煉，打八個小卷左右下片。時間為3040分鐘，低溫混煉，輥距在一開場煉時調(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，造成粘輥無法打卷而過

38、煉，最后下片時，輥距調(diào)的更大以方便下片。2.DOP配方：將開煉機(jī)翻開，每次將500g膠粉在開煉機(jī)上過輥塑煉處理1015min，期間不斷用手將膠粉源源不斷參加輥間，直至膠粉塑煉成不易碎的片狀。再參加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)度之后再參加WCB和二甘醇、DOP的混合，再混入促進(jìn)劑CBS，硫磺，繼續(xù)混煉，打八個小卷左右下片。時間為3040分鐘，低溫混煉，輥距在一開場煉時調(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，造成粘輥無法打卷而過煉，最后下片時，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.

39、 復(fù)合材料的制備、加料順序3.3 測試分析3.3.1 硫化特性測試硫化特性曲線圖如圖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)圖膠料名稱時間溫度MLMHTc10/M:sTc90/M:sTc100/M:s序號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 4-25:001502.3412.100.0918:3625:2012MLFL-最低轉(zhuǎn)矩，Nm；MHFmax-到規(guī)定時間之后

40、，仍然沒有出現(xiàn)平衡轉(zhuǎn)矩的硫化曲線，所到達(dá)的最高轉(zhuǎn)矩，Nmtc10-初期硫化時間焦燒時間tc90-試樣到達(dá)最適硫化的時間最正確硫化時間tc100-理論硫化時間根據(jù)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：tc90顯示，DOP參加，膠粉材料硫化速度偏快，產(chǎn)效高，；古馬隆參加，膠粉材料硫化速度偏慢，會導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)效低。硫化曲線顯示，古馬隆配方的硫化平坦期比DOP配方長很多，說明古馬隆配方的加工安全性要更高。Tc10說明，古馬隆配方的焦燒時間比DOP配方的焦燒時間短，易焦燒，可適當(dāng)參加防焦劑。3.3.2力學(xué)性能測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國家標(biāo)準(zhǔn)硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸

41、應(yīng)力應(yīng)變性能測定，進(jìn)展測定其拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率。第四章 結(jié)果與討論4.1力學(xué)性能測試數(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)表序號拉伸最大強(qiáng)度/Mpa定伸長強(qiáng)度/Mpa最大伸長率/%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-

42、12.110.00118.011.854-22.130.00106.218.724-32.940.00137.312.75根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：在拉伸性能測試方面，固體古馬隆的配方在拉伸最大強(qiáng)度，定伸長強(qiáng)度最大伸長率方面全部高于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隆其分子構(gòu)造中除了含有帶雙鍵的雜環(huán)外，還

43、有直鏈烷烴。這種帶雙鍵的雜環(huán)構(gòu)造與苯相似，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，它含有的雙鍵在交聯(lián)過程中會適當(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，古馬隆用量過多時，它的極性局部定向地排列于橡膠大分子的極性部位，對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)變少時拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度增大的原因。DOP 的參加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，說明DOP改變膠料性能效率大，這也是為什么DOP廣受市場歡送的原因之一，即混合性能好、增塑效率高、揮發(fā)性低、遷移性小、價格廉價的優(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，會導(dǎo)致產(chǎn)