超滤法回收胶清橡胶及其对性能的影响研究

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从橡胶树采集的新鲜天然胶乳经过离心机离心后,分成浓缩胶乳和胶清两部分。其中胶清部分经过加酸凝固,干燥后得到胶清橡胶(NR-s)。NR-s的质量较差,一般只适用于质量要求不高的橡胶制品。目前国内外对胶清回收的方法主要有干胶回收法和浓缩回收法两种,本文将膜分离技术应用于胶清的回收工作,即用膜分离技术中的超滤法对胶清进行浓缩处理。该方法与传统回收方法相比,既能回收胶清中的橡胶烃,又可降低非胶组分的含量。例如减少的非胶组分中对NR-s性能有不利影响的铜锰离子,可改善NR-s的老化性能。同时降低其中小分子量的蛋白质含量,可在一定程度上降低NR-s的硬度,使其易于加工。本文分析超滤法处理胶清的回收效率以及处理前后NR-s的各项性能。对于NR-s生胶部分,采用一系列国家标准方法测定处理前后NR-s的六项指标及丙酮溶物含量;傅立叶红外光谱仪(FTIR)表征处理前后得到的NR-s的化学结构;凝胶色谱仪(GPC)测试处理前后NR-s的分子量及其分子量分布;橡胶加工分析仪(RPA)研究NR-s的加工性能;热重分析(TG)研究NR-s的热降解行为。对于NR-s硫化胶部分,采用硫化仪测试NR-s硫化胶的硫化特性;拉伸实验机表征了NR-s硫化胶的拉伸撕裂性能及其老化性能;核磁共振交联密度仪测试NR-s硫化胶的交联密度。通过超滤法处理后的NR-s生胶的塑性初值(P0)和塑性保持率(PRI)增大,总体上减低非胶组分的含量。NR-s生胶由于经过膜处理,其分子量有所增大,分子量分布变宽。经膜处理后NR-s生胶应力松弛减慢,弹性和粘性的降低趋势减缓,损耗因子的增大也减缓,即表现出更好的加工性能。在空气中,经过处理的NR-s试样的热降解反应较为简单,可以看作是一步反应,同时,测试项目中的T0、T0和T0.05稍高,表现出更好的热稳定性。研究NR-s硫化胶表明,超滤法处理可使其扭矩增大,最佳硫化时间t90和焦烧时间增长,交联程度也增大。硫化后,拉伸撕裂强度得到提升而硬度有明显的降低,而且从老化后的拉伸撕裂性能提升的更多,分析其抗老化性能有明显的提升。
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