Page 68 - 《橡塑技术与装备》2023年6期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

2 结果与讨论 77.50%、64.70%、64.56%。 以上 凝 胶含 量 的 测试 结
2.1 GTR 的热重分析 果表明，超声波振幅为 8 μm 时，脱硫程度最低 ；随
图 2 所示为 40 目 GTR 在持续 N 2 流中的 TGA 超声波振幅进一步增加，脱硫程度显著提升，当超声
和 DTGA 曲线。从图中 DTGA 曲线可见，GTR 在热 波振幅为 13 μm 时，脱硫程度最高。
失重过程中，共呈三个失重峰，第一个失重峰应该是
GTR 中的增塑剂分解峰，其分解温度在 200~305 ℃；
第二个和第三个热失重峰应该是轮胎胶粉中不同种橡
胶及少量有机配合剂的热分解峰 ；剩余未分解的 40%
左右的固体应该是炭黑及少量的无机配合剂，如氧化
锌等。以上分析说明，在 200 ℃以上，GTR 中的增塑
剂等小分子配合剂开始分解 ；在 400 ℃及以上，GTR
中的橡胶分子链开始分解 ；因而将超声波脱硫双螺杆
挤出机的温度设为 170 ℃，不会导致橡胶分子主链的
热降解。

图 3 DGTR 中的凝胶含量与超声波振幅的关系
2.3 DGTR 的流变性能
图 4 所示为在 90 ℃下未施加超声波及不同超声波
振幅作用下制得的脱硫再生胶的黏度与角频率的关系。
可以看出，随着角频率的增加， DGTR 的黏度显著下降，
这是剪切变稀效应所引起的 ；而随着超声波振幅的增
大，相同角频率下 DGTR 的黏度先增加后显著降低 ；
当超声波振幅为 8 μm 时，相同角频率下 DGTR 的黏
度最高 ；当超声波振幅增加至 13 μm 时，相同角频率
图 2 GTR 在持续 N 2 流中的 TGA 和 DTGA 曲线 下 DGTR 的黏度最低，说明在该较高超声波振幅作用
2.2 DGTR 中的凝胶含量 下交联键断裂数量增多，产生了更多的二维线性高分
测试了 GTR 在不施加超声波及不同超声波振幅 子，因而黏度下降 [8] 。本部分所测得的 DGTR 黏度随
作用下脱硫得到的 DGTR 的凝胶含量，以对比分析超 超声波振幅变化的规律与前文中所测得的 DGTR 的凝
声波及超声波能量高低对 GTR 脱硫程度的影响。当不 胶含量的变化规律基本相同。
施加超声波时，GTR 仅受到热氧及螺杆的剪切作用 ；
当施加超声波时，GTR 受到热氧、螺杆的剪切作用及
超声波三方面的共同作用，且随着超声波振幅的增加，
超声波作用强度增大 [7] 。
从图 3 脱硫再生胶中的凝胶含量与超声波振幅的
关系图可发现，当不施加超声波时，DGTR 中的凝胶
含量为 71.98%，说明热氧及螺杆的剪切作用能使胶粉
获得一定程度的脱硫 ；随着超声波的施加和超声波振
幅的增大，DGTR 中的凝胶含量先逐渐增大，当超声
波振幅为 8 μm 时，DGTR 中的凝胶含量最高，达到
77.5% ；之后随超声波振幅的增加，DGTR 中的凝胶
图 4 DGTR 的粘度与角频率的关系
含量迅速下降并逐渐降低。当超声波振幅分别为 5、 8、
10、13μm 时，DGTR 中的凝胶含量分别为 73.76%、 图 5 所示为在 90 ℃下未施加超声波及不同振幅

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·20· 第 49 卷 第 期