Page 50 - 《橡塑智造与节能环保》2025年8月

节能环保新技术与产品

二氧化碳热化学脱硫化过程的反应机制与机械化 不妨碍脱硫化剂的引入。
学再生过程相似。Ghorai等人对硫化NR样品进行了硫 研究人员重点关注废旧轮胎中磨碎橡胶的二氧化
化处理，并在70±2 ℃下老化96 h，随后将老化的硫化 碳脱硫化过程，将其作为典型的CB填充橡胶产品进行
NR片材在开放式辊式混炼机中进行研磨。所得研磨天 研究。在二氧化碳环境下，对CB填充和未填充橡胶硫
然橡胶通过机械化学再生法进行脱硫化，使用开放式 化物进行化学脱硫化的比较研究，以验证研究结果或
双辊磨机及一种名为双（3-三乙氧基硅基丙基）四硫 进一步理解脱硫化过程，是十分理想的。这些研究可
化物（TESPT）的新型脱硫化剂。作者声称成功实现 以对比使用不同硫化系统制备的橡胶硫化体在化学/热

了天然橡胶的脱硫化，回收的橡胶质量优异，具备低 化学、机械/热机械、机械化学、微波、超声波或生物/
凝胶含量、低交联密度、低莫尼黏度、高分子量（交 生物技术脱硫化方面的数据。然而，CB填充系统并不
联间距）、玻璃化转变温度（T g ）无显著变化以及脱 能完全防止脱硫化，但会减缓其进程。在橡胶硫化物
硫化过程中溶胶橡胶的高固有黏度等特性。 中添加CB填料是必不可少的，因为它的存在会显著影
此外，他们提出了一种机制：随着剪切应力引 响物理性能（如膨胀行为、扩散性、拉伸强度和伸长
起的温度升高，TESPT的S—S键发生均裂，形成碎片 率）和化学性能（如硫化特性、硫化速率、硫化时间
化脱硫剂（FDA）自由基。这些FDA分子，如溶胶分 和扭矩变化）。

数数据所支持，随后与因剧烈机械作用导致的断裂化
学键和主链结合，实现链端封堵。Ghorai等与Mangili 5 再生硫化橡胶的复合处理

等提出的机制唯一区别在于最后一步的自由基封端。 加拿大安大略省惠特比市的温莎工业发展实验室
Mangili等人提出的机制暗示了一个新的活性交联位 （WIDL）与Wegu加拿大制造公司合作开展了一项实
点。 验计划，评估了生产过程中产生的再生硫化橡胶废料
4.4 炭黑（CB）对 scCO 中化学脱硫的影响 的技术规格。在高压釜中使用二氧化碳（scCO 2 ）对70
2
所有轮胎都含有 CB 和其他增强填料，这些填料 Shore A硬度的丁苯橡胶（SBR）进行热化学脱硫化，
对胶料的化学和物理性能有着重大影响。CB 往往会 通过提供激活有机DPDS脱硫化剂所需的热量，加速了
随着填料含量的增加（在交联密度不变的情况下）而 脱硫化过程。多个工艺设备系统和内部流变学实验室
降低硫化物的膨胀度。它还影响天然橡胶（NR）硫化 专门用于这些由加拿大安大略省的Innovation Guelph赞

物的气体扩散性。由此可推断，CB可能是影响脱硫化 助的实验室研究。
过程的因素，尤其是在超临界二氧化碳（scCO 2 ）环 该计划包括：
境中。然而，CB的存在并不妨碍在scCO 2 中的脱硫化 （1）运行硫化橡胶的流变曲线。
过程。研究发现，不同CB含量的NR硫化橡胶脱硫化 （2）根据混合成分的详细信息计算所需的硫化
后，溶胶含量在20%至40%之间，而未填充的NR硫化 剂和促进剂。
橡胶脱硫化后，溶胶含量可达100%。此外，未填充和 （3）成型含有脱硫橡胶的新配制橡胶的板材。
CB填充的脱硫化橡胶硫化物的凝胶组分膨胀比均高于 （4）测量各种配方的拉伸模量性能。

原始硫化物，表明脱硫化橡胶硫化物的交联密度低于 （5）在客户的生产设备中制作实际试验产品，
原始硫化物。 替换20%的原生聚合物。
未填充和CB填充的脱硫化天然橡胶（NR）被发 （6）使用脱硫橡胶作为100%的聚合物制备配
现其硫含量相对较高，超过了原始NR硫化物。这一现 方，以实现工业应用所需的性能。
象归因于脱硫化剂（即DPDS）的添加，因为DPDS本 （7）使用新配方和原生胶料制作相同产品进行
身含有硫。研究表明，在超临界二氧化碳（scCO 2 ）中 比较。
使用DPDS进行脱硫化处理后，CB填料对NR硫化橡胶 基于实验室和生产车间对天然橡胶和合成橡胶的
的硫含量影响甚微，这表明橡胶硫化物中的CB存在并 经验总结及关键发现表明：

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