新書介紹：再生橡膠 - 原理·技術·應用

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　　該套叢書是在中國輪胎翻修與循環利用協會的領導下，由青島科技大學高分子科學與工程學院具體實施并完成的，集合了國內該領域的知名專家學者，組成了強大的編寫隊伍。全面介紹當前廢舊橡膠循環利用現狀、利用技術、回收方法、工藝裝備、標準和檢測手段等內容，是建國以來該領域較有影響力的圖書。希望能夠為我國從事橡膠循環利用產業的部門和相關人士提供完整的可供學習參考的適用書籍，共同走一條有效利用資源和保護環境的循環經濟之路。 

　　本書是《橡膠循環利用技術》叢書的一個分冊，主要對再生橡膠的基礎知識、制造技術與原理、實際應用及標準、檢測方法等進行介紹。具體包括再生橡膠的分類和歷史、生產用原材料、再生工藝方法、安全清潔生產、特種合成橡膠再生、再生橡膠標準、質量檢測及再生橡膠的應用等。 

　　該書內容全面、具體，實用性強，可供從事橡膠綜合利用、再生橡膠生產的技術人員參考。 

　　作者簡介 

　　紀奎江，青島科技大學，教授，從1958年任教以來，一直從事橡膠工程方面的教學、科研和項目設計、生產工作。承擔國家、省、部、市科研項目10余項，出版編著、譯著10余部，發表論文40余篇。從1989年以來，近20年開始進入橡膠循環利用技術領域的工作，承擔國家冷凍法生產橡膠粉工程及后續我國膠粉的生產、研發和應用工作。現任中國輪胎翻修與循環利用協會顧問、專家，中國橡膠工業協會廢橡膠利用分會顧問，中國（南開）輪胎循環利用研發中心副主任，青島科技大學橡膠循環利用研究中心首席專家等。 

第1章總論/ 1

1.1再生橡膠的定義和分類1

1.1.1再生橡膠的涵義1

1.1.2再生橡膠的分類1

1.1.3再生橡膠在國民經濟中的作用5

1.2再生橡膠發展史6

1.2.1再生橡膠的誕生和早期發展情況6

1.2.2再生橡膠工業發展時期8

1.2.3近期再生橡膠工業發展9

1.3中國再生橡膠發展概況10

1.3.1新中國成立前的再生橡膠工業10

1.3.2新中國成立后的再生橡膠工業10

1.4再生橡膠工業發展趨勢13

1.4.1再生橡膠工業二次污染問題將得到解決13

1.4.2再生橡膠工業將得到規范平穩發展14

1.4.3再生橡膠工業將向清潔化、自動化生產方向發展14

1.4.4關于熱可逆共價交聯聚合物14

參考文獻15

第2章再生橡膠生產用原材料/ 16

2.1硫化膠粉16

2.1.1硫化膠粉的分類16

2.1.2膠粉的基本性質17

2.2再生活化劑18

2.2.1再生活化劑作用18

2.2.2品種及性能18

2.3再生膨潤劑26

2.3.1再生膨潤劑的作用26

2.3.2再生膨潤劑的品種及性能26

2.4補強、增黏樹脂31

2.5其他助劑33

2.5.1門尼穩定劑33

2.5.2除味劑34

2.5.3加工助劑34

參考文獻34

第3章硫化橡膠的再生機理/ 37

3.1硫化橡膠再生目的37

3.2硫化橡膠再生歷程38

3.2.1橡膠烴的降解38

3.2.2硫交聯鍵的斷裂40

3.3硫化橡膠再生機理41

3.3.1物理再生42

3.3.2力化學再生44

3.3.3熱化學再生51

3.3.4硫化橡膠自然氧化53

3.3.5生物再生55

3.4影響硫化橡膠再生的主要因素56

3.4.1機械力的作用56

3.4.2熱氧的作用57

3.4.3膨潤劑的作用57

3.4.4再生活化劑的作用57

3.5關于廢橡膠的再生次數57

參考文獻58

第4章高溫動態法再生橡膠生產工藝/ 60

4.1基本生產工藝過程60

4.2粉碎工段61

4.2.1廢斜交輪胎及廢橡膠制品的粉碎61

4.2.2鋼絲子午線輪胎的粉碎68

4.3再生工段74

4.3.1再生橡膠配方74

4.3.2配料工序79

4.3.3再生操作與設備80

4.3.4再生工藝84

4.3.5影響再生的主要因素85

4.3.6不同廢橡膠的再生工藝要點86

4.4精煉工段88

4.4.1精煉工段的主要設備簡介88

4.4.2精煉工段設備的工藝布置方式93

4.4.3精煉工藝95

4.4.4提高精煉質量的方法——二次法97

參考文獻98

第5章再生橡膠清潔生產及工藝操作規程/ 100

5.1清潔生產100

5.1.1廢棄橡膠的主要來源和污染100

5.1.2橡膠焚燒對人類生存的影響101

5.1.3廢棄橡膠制品的回收利用102

5.1.4廢橡膠再生的廢水和粉塵處理102

5.1.5橡膠再生的廢氣處理103

5.2安全生產113

5.2.1橡膠企業消防安全設計114

5.2.2庫房防火116

5.2.3堆場防火121

5.3工藝操作規程和檢驗規范124

5.3.1再生橡膠生產工藝條件及工藝規程124

5.3.2再生橡膠生產技術檢驗規范總則127

5.3.3原材料技術檢驗規范128

5.3.4原材料收發技術規范128

5.3.5切膠、水洗技術檢驗規范128

5.3.6粗碎技術檢驗規范129

5.3.7細碎、磁選、風選、篩選技術檢驗規范129

5.3.8儲粉倉技術檢驗規范129

5.3.9再生油房技術檢驗規范130

5.3.10高溫動態再生法配料技術檢驗規范130

5.3.11高溫動態再生技術檢驗規范130

5.3.12捏煉技術檢驗規范130

5.3.13濾膠技術檢驗規范131

5.3.14返煉技術檢驗規范131

5.3.15精煉出片技術檢驗規范131

5.3.16成品技術檢驗規范132

5.4再生橡膠生產的安全技術操作規程132

5.4.1安全生產通則132

5.4.2生產區安全守則132

5.4.3倉庫安全管理規程133

5.4.4廢膠處理工段安全技術操作規程133

5.4.5高溫動態法再生安全技術操作規程135

5.4.6精煉工段安全技術操作規程136

參考文獻137

第6章常壓連續法再生橡膠生產工藝/ 138

6.1常壓連續法再生的特點和工藝流程138

6.1.1常壓連續再生的特點138

6.1.2常壓連續再生工藝流程139

6.2自動化計量高混預處理139

6.2.1自動化計量系統139

6.2.2混料系統141

6.2.3預混裝置及工藝原理142

6.2.4預處理工藝對再生橡膠性能的影響143

6.3常壓連續法再生裝置145

6.3.1單螺旋連續再生裝置145

6.3.2雙螺旋連續再生裝置146

6.4常壓連續法再生工藝148

6.4.1單螺旋再生工藝對再生橡膠性能的影響148

6.4.2雙螺旋再生工藝對再生橡膠性能的影響149

6.4.3廢橡膠再生歷程分析150

6.5常壓連續法再生配方151

6.5.1再生橡膠配方中相關的概念與名詞151

6.5.2膨潤劑的優化152

6.5.3再生活化劑的優化157

6.5.4酚醛樹脂/古馬隆樹脂對再生橡膠性能的影響159

6.6常壓連續法再生的后處理163

6.6.1再生橡膠的連續后處理方法163

6.6.2遠程集中控制系統164

6.6.3再生橡膠門尼黏度反彈164

6.6.4再生橡膠門尼黏度反彈機理166

6.6.5再生橡膠儲存穩定性試驗166

6.7常壓連續法再生發展方向168

參考文獻169

第7章常溫法再生橡膠生產工藝/ 171

7.1常溫橡膠再生工藝的操作方法171

7.1.1開煉機再生工藝171

7.1.2密煉機再生工藝173

7.1.3螺桿擠出機再生工藝173

7.2RV再生橡膠的物理性能173

7.3RV橡膠再生工藝的應用范圍174

7.4RV橡膠再生劑的應用實例174

7.4.1RV再生劑在翻胎中的應用174

7.4.2廢輪胎胎面膠粉再生176

7.4.3廢輪胎全胎膠粉再生176

7.4.4RV再生劑再生丁腈橡膠密封件硫化膠177

7.4.5阿迪達斯廢白色鞋底膠粉再生178

7.4.6阿迪達斯廢黑色鞋底膠粉再生179

7.5再生活化劑的優化179

7.5.1MBTS作為再生劑180

7.5.2防老劑作為再生劑183

7.5.3檸檬皮汁作為再生劑185

7.5.4大蒜汁作為再生劑188

7.5.5TMTD作為再生劑189

7.5.6TMTD/DTDM作為再生劑191

參考文獻195

第8章螺桿擠出法橡膠再生/ 196

8.1螺桿擠出機196

8.1.1單螺桿擠出機196

8.1.2雙螺桿擠出機198

8.2單螺桿擠出機加工工藝對再生橡膠性能的影響201

8.2.1實驗方案201

8.2.2擠出和產量201

8.2.3紅外分析202

8.2.4熱重分析202

8.2.5再生橡膠的流變性能203

8.2.6溶膠�材�膠部分205

8.3雙螺桿擠出機加工工藝對再生橡膠性能的影響205

8.3.1實驗方案205

8.3.2物理機械性能206

8.3.3平衡溶脹度207

8.3.4擠出再生橡膠的SEM形貌分析207

8.4擠出法橡膠軟化油的制備208

8.5超臨界CO2用于廢橡膠再生209

8.5.1超臨界流體209

8.5.2超臨界CO2的橡膠再生機理210

8.5.3超臨界CO2再生技術210

參考文獻211

第9章固相力化學技術橡膠再生/ 213

9.1磨盤形固相力化學反應器214

9.1.1廢橡膠固相力化學碾磨粉碎216

9.1.2固相力化學反應器誘導廢橡膠再生217

9.2基于螺桿擠出的廢橡膠固相剪切粉碎218

9.3基于高能球磨和機械合金化的廢橡膠回收技術219

9.4廢橡膠粉碎過程和機理分析比較220

9.5固相力化學技術在廢輪胎橡膠回收利用中的應用221

9.5.1固相力化學在廢橡膠室溫超細粉碎中的應用221

9.5.2固相力化學在廢橡膠再生中的應用222

9.5.3膨潤劑對再硫化膠力學性能的影響229

9.6天然橡膠(NR)硫化膠固相力化學再生機理及再硫化膠性能231

9.6.1NR硫化膠的固相力化學再生231

9.6.2固相力化學再生過程中NR熱性能變化的研究232

9.6.3硫化橡膠的固相力化學再生機理233

9.6.4再硫化配方對NR硫化膠力學性能的影響234

9.6.5固相力化學再生作用對NR再硫化膠力學性能的影響235

9.7力化學再生輪胎橡膠增強NR硫化膠237

9.7.1NR/GTR復合材料的加工性能237

9.7.2固相力化學再生對NR/GTR硫化膠力學性能的影響239

9.7.3固相力化學再生對NR/GTR硫化膠SEM斷面形貌的影響241

9.8通過力化學技術制備含粉狀再生橡膠的復合材料242

9.8.1固相剪切碾磨制備聚丙烯/廢橡膠復合材料242

9.8.2固相力化學制備PP/廢橡膠/SBS復合材料248

9.8.3固相力化學制備含廢橡膠的發泡材料252

9.8.4廢交聯聚乙烯電纜料/廢輪胎橡膠動態硫化型熱塑性彈性體的制備256

9.9非硫黃硫化橡膠(氟橡膠)的固相力化學再生262

9.9.1力化學處理過程中FKM的形態變化263

9.9.2力化學處理過程中FKM的結構變化264

9.10廢橡膠固相力化學回收的特點及應用前景270

參考文獻271

第10章廢橡膠的超聲波再生/ 274

10.1引言274

10.2技術的發展及應用275

10.3超聲波再生裝置275

10.3.1早期的超聲波再生裝置275

10.3.2超聲波連續再生裝置276

10.3.3改進后的超聲波連續再生裝置279

10.3.4磁致伸縮換能器裝置280

10.4工藝特性281

10.4.1工藝參數281

10.4.2機頭壓力和功耗282

10.5硫化行為283

10.6凝膠含量與交聯密度284

10.7儲能模量、損耗模量及滯后損失角285

10.8流變性能286

10.8.1實驗觀察286

10.8.2理論描述288

10.9再生過程中的分子效應288

10.9.1硫黃硫化橡膠288

10.9.2過氧化物硫化橡膠290

10.9.3分子運動和擴散291

10.10再生橡膠硫化膠的力學性能292

10.10.1再生裝置對再生橡膠硫化膠力學性能的影響292

10.10.2工藝參數對再生橡膠硫化膠力學性能的影響293

10.10.3填料對再生橡膠硫化膠力學性能的影響294

10.10.4再生橡膠/生膠對共混物力學性能的影響296

10.11超聲波再生機理298

10.11.1空穴化現象298

10.11.2交聯鍵和主鏈的斷裂299

10.12超聲波再生過程模型299

10.12.1基于彈性模型的空穴化現象299

10.12.2基于黏彈性模型的空穴化現象301

10.12.3超聲波能量消耗304

10.12.4自由基解聚和熱降解305

10.13EPDM或硅橡膠的超聲波再生方法307

參考文獻308

第11章特種合成橡膠硫化膠再生/ 310

11.1丁基再生橡膠310

11.1.1高溫動態再生法310

11.1.2機械捏煉法311

11.1.3超臨界流體法314

11.1.4高能射線輻射法317

11.1.5微波再生法319

11.2乙丙再生橡膠320

11.2.1高溫化學再生法320

11.2.2微波再生法325

11.2.3超聲波再生326

11.3丁腈再生橡膠326

11.4氟橡膠再生328

11.4.1機械再生法329

11.4.2機械化學再生法331

11.4.3化學再生法331

11.5硅橡膠再生332

11.5.1化學再生法332

11.5.2熱裂解再生法334

11.5.3物理破碎再生法334

11.5.4超聲波再生法335

參考文獻335

第12章再生橡膠標準和質量檢驗方法/ 337

12.1再生橡膠標準337

12.1.1再生橡膠質量的判定方法337

12.1.2再生橡膠的國外標準338

12.1.3再生橡膠的國家標準341

12.2再生橡膠物理性能試驗352

12.2.1再生橡膠硬度測定352

12.2.2再生橡膠可塑度測定354

12.2.3再生橡膠回彈性測定356

12.2.4再生橡膠透氣性測定358

12.2.5再生橡膠耐油性測定362

12.2.6再生橡膠耐老化性測定366

12.3再生橡膠其他的化學、環保性能試驗367

12.3.1再生橡膠中橡膠烴含量的測定367

12.3.2再生橡膠中炭黑含量的測定369

12.3.3再生橡膠中鉛(Pb)和鎘(Cd)含量的測定371

12.3.4再生橡膠中汞(Hg)含量的測定374

12.3.5再生橡膠中多溴聯苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE)

含量的測定376

12.3.6再生橡膠中六價鉻(Cr6 )含量的測定379

12.3.7再生橡膠中多環芳烴含量的測定381

參考文獻383

第13章再生橡膠的應用/ 385

13.1再生橡膠的特點385

13.1.1再生橡膠的優點385

13.1.2再生橡膠的缺點386

13.2含有再生橡膠配方的計算方法387

13.3再生橡膠在輪胎中的應用389

13.3.1再生橡膠在胎面膠中的應用389

13.3.2再生橡膠在胎側膠中的應用394

13.3.3丁基再生橡膠在氣密層中的應用396

13.3.4再生橡膠在鋼絲包膠中的應用397

13.3.5再生橡膠在輪胎墊帶中的應用399

13.4再生橡膠在力車胎中的應用401

13.4.1再生橡膠在力車胎胎面膠中的應用401

13.4.2高填充量丁基再生橡膠在自行車內胎中的應用402

13.4.3高性能再生橡膠在摩托車胎胎面膠中的應用404

13.4.4氯化丁基再生橡膠在摩托車內胎中的應用406

13.5再生橡膠在膠管膠帶中的應用407

13.5.1再生橡膠在膠管中的應用407

13.5.2再生橡膠在膠帶中的應用410

13.6再生橡膠在鞋底中的應用413

13.6.1乳膠再生橡膠在膠鞋膠料中的應用413

13.6.2再生橡膠在模壓海綿中的應用414

13.7再生橡膠在防水卷材中的應用416

13.7.1再生橡膠防水卷材的制備416

13.7.2動態硫化再生橡膠/塑料防水卷材的制備417

13.7.3化纖非織布涂覆再生橡膠防水卷材的制備418

13.7.4再生橡膠油氈無胎防水卷材的制備420

13.8再生橡膠在熱塑性彈性體中的應用421

13.9再生橡膠在半導電橡膠片中的應用423

13.10再生橡膠在防水涂料中的應用424

13.11再生橡膠復合排水井蓋的開發與應用426

參考文獻427

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前言

再生橡膠是我國橡膠循環利用主要方式之一，約80%廢橡膠用于生產再生橡膠，我國是世界上生產再生橡膠的大國，連續13年位居世界。再生橡膠緩解了我國橡膠資源短缺的瓶頸，達到了節約橡膠資源的目的。

近年來，我國再生橡膠工業取得了長足的發展，產量上每年以過10%速度增長；品種上由原來不到10種，增加到現在的20多種；工藝技術上不斷創新，在高溫動態再生法之后，又推出了常壓連續再生新工藝；裝備上改進了高能耗的粉碎和精煉裝備，推出了智能再生及后處理新裝備。中國的再生橡膠產品、技術、裝備已大量出口，并在一些國家投資建廠。

我國雖然再生橡膠工業發展很快，但是客觀上說，還是存在不少問題。例如，生產廠家數量多，規模小；生產工藝單一；沒有徹底解決好節能環保；裝備的自動化水平落后；新技術的應用不夠多；沒有完善的廢橡膠（輪胎）回收體系；缺少再生橡膠的科學研究機構等，制約了再生橡膠工業的現代化生產水平。從橡膠材料角度看，再生橡膠與硫化膠粉作為廢橡膠循環利用的兩個工業部門，如何處理好彼此的關系及其發展還是存在問題的，這些給未來的再生橡膠工業提出了值得思考的空間。

近二十多年來，全面系統介紹再生橡膠方面的書籍未見出版，本書的出版以求填補再生橡膠這一領域的空缺。全書共分有13章內容，主要介紹再生橡膠生產原理，采用的新材料、