毕业论文课题相关文献综述

1. 引言

天然橡胶（NR）因其具有很强的拉力、弹性，良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气性，抗拉和耐磨性等特点被广泛应用于轮胎、胶管、胶带、电线电缆等多种橡胶制品之中，是应用最为广泛的橡胶品种之一。其中，在轮胎应用中的消耗量即达到天然橡胶总量的61%左右。随着汽车工业的高速发展，大量废旧轮胎的堆积已经成为21世纪污染环境的重大问题之一。寻求一种高效、环保且经济可行的橡胶循环利用新技术，已经成为当今高分子科技领域中最为重要的课题之一。本课题主要研究螺杆组合结构对NR基轮胎胶脱硫反应的影响。^[1,2]

2. NR回收现状和前景

天然橡胶产品的使用已有200多年历史了。然而直到CharlesGoodyear在1839年发现硫磺可交联聚合物链和1844年获得硫化方法专利后，橡胶才真正成为广泛使用的材料。^[3]然而，交联橡胶由于具有稳定的三维交联网状结构以及其中添加的防老剂和抗氧剂等化学试剂，既不熔化也不溶解，具有很强的抗热、抗生物、抗机械性，并很难降解，几十年都不会自然消失掉。^[4]废旧轮胎长期露天堆放,不仅占用大量土地,而且极易滋生蚊虫，传播疾病，而且容易引发火灾。随着汽车工业的发展，废旧轮胎的生成量也越来越多。如何有效回收利用，防止对环境造成污染，这既是一个世界性难题,也是我国再生资源回收利用面临的一个新课题。

橡胶再生就是利用物理，化学或者生物等方法，打开三维交联网络，形成准线性化的可加工的再生胶的过程。作为再生工艺，主要分为：物理再生、化学再生和生物再生。物理再生是利用外加能量，如微波、超声波、远红外射线等，使交联橡胶的三维网络破碎形成具有流动性的再生胶。化学再生是利用化学助剂，如有机二硫化物、硫醇、碱金属等，在一定温度下，借助机械力定向催化裂解橡胶交联键，并使断裂点稳定，达到再生目的。生物再生是硫化胶的硫交联键在微生物的作用下发生断裂或者脱硫，使废橡胶得以重新具有可加工性。^[1]

由于物理再生、化学再生等方法及工艺都有其局限性,为此选择一种既能使废旧橡胶达到脱硫再生的目的,又能够简化操作、降低设备投资,并适合于产业化生产的工艺变得日趋迫切。近些年来,国内外较热门的研究方法有挤出再生法等,与其它脱硫再生方法相比,该方法生产工艺简单,无需添加任何助剂,无污染,效率高,有利于产业化生产。

3. 脱硫反应简介及应用

所谓脱硫并不是把硫化橡胶中的结合硫分离出去,而是把弹性网状结构中的硫键断裂,使硫化橡胶恢复可塑性。^[3,5]100多年来，脱硫再生方法被世界各国广泛采用，认为这是处理废旧橡胶再生循环利用最为科学、最为合理应用最广的一条重要途径。

废旧橡胶的脱硫化是指废旧硫化橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程，使其从弹性状态变成具有塑性和粘性的、能够再硫化的橡胶。^[6]脱硫过程的实质是：在热、氧、机械作用和再生剂的化学与物理作用等的综合作用下，^[7]使硫化胶的三维网络结构破坏，断裂位置既有交联键，也有交联键之间的大分子键。

胶粉再生的传统方法有油法、水油法等，近年来国际上较新的废旧橡胶脱硫再生方法主要包括低温化学法、高温连续挤出法、超声波法、微波法、微生物法等。^[8]