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目前橡胶工业存在两个主要问题:第一,橡胶资源严重短缺;第二,橡胶资源浪费严重导致环境污染。因此,废旧橡胶资源的回收再利用具有重大意义。废旧橡胶的粉碎与脱硫再生是回收废旧橡胶最主要的方法。研究表明将处于玻璃态的橡胶进行气流冲击粉碎是最有效的橡胶粉碎方式。因此,研究废旧轮胎橡胶气流冲击破碎时的影响因素和破碎机理,以及脱硫再生对于橡胶气流粉碎的影响显得尤为重要。文中主要研究以下几个方面内容:(1)以废旧轮胎橡胶为研究对象,进行单颗粒低温撞击粉碎实验研究,分析了撞击速度、粉碎温度、撞击角度、颗粒初始粒径四个因素对粉碎结果的影响,以及各个影响因素对破碎产物粒度分布的影响。实验表明撞击速度和粉碎温度影响最大。当粉碎温度在橡胶的玻璃化转变温度以下时,撞击速度至少要30m/s时,颗粒才能破碎。增大撞击速度,降低粉碎温度,均有利于橡胶颗粒破碎。颗粒与板靶的撞击角度在0°~45℃之间变化时,撞击角度对破碎产物的粒径分布影响不大。撞击速度、撞击角度和粉碎温度一定的情况下,颗粒的初始粒径越小,颗粒粉碎的越细。(2)通过对破碎橡胶断面的形貌特征分析,结合聚合物的力学特性和粘弹性理论,对橡胶颗粒破碎断裂机制进行分析讨论,橡胶颗粒在低温撞击粉碎时,其撞击面发生塑性断裂,其内部发生脆性断裂;橡胶颗粒的断面是由塑性破碎区、镜面区、条纹区、台阶区组成。通过将实验数据与几种常用的粒度分布特征方程进行拟合,对比发现罗辛-拉姆勒分布更适用于描述橡胶撞击粉碎的破碎产物,以幂指数的形式建立轮胎橡胶颗粒粉碎的数学模型。(3)以废旧轮胎橡胶球和胶粉为研究对象,利用超临界CO2对其进行脱硫再生,分析反应温度、再生剂含量、反应时间、反应压力对橡胶脱硫效果的影响。随着反应温度和脱硫剂含量的增加脱硫后橡胶的溶胶含量随之增加、联密度降低、溶胀度增加、玻璃化转变温度升高,说明这两个因素促进橡胶的脱硫再生。反应压力和反应时间对脱硫反应促进作用较小,当二者增大到一定程度,脱硫反应不再进行。(4)对脱硫后的橡胶进行气流撞击粉碎实验,讨论脱硫反应对橡胶粉碎的影响,包括玻璃化转变温度、溶胶含量、交联密度等对废旧轮胎粉碎的影响。实际的工程应用中,可以将废旧轮胎胶粉先进行脱硫再生,再利用粉碎设备对其加工粉碎,在相同条件下,可以得到更细的胶粉。