2，2′⁃二苯甲酰氨基二苯基二硫化物/氧化锌催化剂降低废旧胶粉脱硫温度的研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.012

中国塑料 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (9): 83-89.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.012

2，2′⁃二苯甲酰氨基二苯基二硫化物/氧化锌催化剂降低废旧胶粉脱硫温度的研究

张世博¹^,², 杨洋¹^,²(), 晏永¹^,², 傅鹏飞¹^,²

^1.云南省土木工程防灾重点实验室，昆明 650500
^2.昆明理工大学建筑工程学院，昆明 650500

收稿日期:2023-04-21 出版日期:2023-09-26 发布日期:2023-09-18
通讯作者: 杨洋（1981—），男，教授，从事工业固体废弃物资源化利用研究和橡胶研究，yangyang0416@kust.edu.cn
E-mail:yangyang0416@kust.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金：云南省科技厅重大科技专项计划·“大宗固废规模化应用关键技术研发及工程示范”(202102AG050043)

Study on reduction of desulfurization temperature of waste rubber powder by catalyst DZ

ZHANG Shibo¹^,², YANG Yang¹^,²(), YAN Yong¹^,², FU Pengfei¹^,²

^1.Yunnan Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering，Kunming 650500，China
^2.Faculty of Civil Engineering and Mechanics，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650500，China

Received:2023-04-21 Online:2023-09-26 Published:2023-09-18
Contact: YANG Yang E-mail:yangyang0416@kust.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

用环烷油作为脱硫溶剂，研究了由2，2'⁃二苯甲酰氨基二苯二硫化物（DBD）和氧化锌（ZNO）按比例混合而成的催化剂DZ对胶粉脱硫温度的影响，在此基础上，以再生胶在三氯乙烯溶液中的溶解度为核心指标，进一步考虑了催化剂掺量、脱硫时间、胶油比的影响，确定了制备低温脱硫胶粉的最优工艺参数。通过扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱检测揭示胶粉低温脱硫的机理和微观形貌。结果表明，催化剂DZ对胶粉脱硫起着积极的影响，经过低温脱硫处理的再生胶，粗糙度降低，表面的“凹槽”结构更加明显，能够被更好地应用到工程中；将胶粉脱硫温度降到160 ℃的同时，再生胶溶解度能够达到76.9 %，接近传统动态脱硫法制备的再生胶溶解度，表明降低脱硫温度几乎不会对胶粉的溶解度产生不利影响；低温脱硫胶粉的制备参数可确定为：胶粉和环烷油的质量比为4∶6，催化剂DZ掺量为3 %，搅拌速率为450 r/min，脱硫时间为2 h，脱硫温度为160 ℃。

关键词: 催化剂, 废旧橡胶, 低温脱硫, 高溶解度, 微观形貌

Abstract:

In this study， the effect of a catalyst DZ composed of a proportional mixture of 2，2'⁃dibenzoylaminodiphenyl disulfide （DBD） and zinc oxide （ZNO） on the desulfurization temperature of gum powders was investigated by using naphthenic oil as a desulfurization solvent. Based on this， the solubility of recycled gum in a trichloroethylene solution was taken as a core index， and the effects of catalyst admixture， desulfurization time， and gum⁃oil ratio were further evaluated to determine the optimal process parameters for the preparation of low⁃temperature desulfurization rubber powders. The mechanism and microscopic morphology of low⁃temperature desulfurization ^{of the gum powder were investigated by using scanning electron microscopy and Fourier⁃transform infrared spectroscopy. The results indicated that the catalyst DZ has a positive effect on the desulfurization of rubber powders， and the recycled rubber treated by low⁃temperature desulfurization exhibited reduced roughness alone with a more obvious ‘groove’ structure on the surface. This is advantageous to the engineering applications. The solubility of recycled rubber reached 76.9 % when the desulfurization temperature of rubber powders was lower than 160 ℃， which was close to the solubility of recycled rubber prepared by a traditional dynamic desulfurization method. This indicated that there was almost no adverse effect on the solubility of rubber powders by lowering temperature. The preparation parameters of low⁃temperature desulfurization rubber powders were determined to be a rubber powder/naphthenic oil mass ratio of 4/6， a catalyst DZ⁃doping amount of 3 wt%， a stirring rate of 450 rpm， a desulfurization time of 2 h， and a desulfurization temperature of 160 ℃.}

Key words: catalyst, scrap rubber, low temperature desulfurization, high solubility, microscopic morphology

中图分类号:

TQ335

张世博, 杨洋, 晏永, 傅鹏飞. 2，2′⁃二苯甲酰氨基二苯基二硫化物/氧化锌催化剂降低废旧胶粉脱硫温度的研究[J]. 中国塑料, 2023, 37(9): 83-89.

ZHANG Shibo, YANG Yang, YAN Yong, FU Pengfei. Study on reduction of desulfurization temperature of waste rubber powder by catalyst DZ[J]. China Plastics, 2023, 37(9): 83-89.

图/表 11

指标

加热

减量/%

灰分/

铁含量/%

纤维含量/%

筛余物/

密度/

g·m^-3

表1 胶粉性能

Tab.1 Properties of gum powder

指标	密度/g·cm^-3	运动黏度（100 ℃）/m²•s^-1	有效含量/%
测试值	1.02	40	87
规范	GB/T 1884—1992	GB/T 265—1988	ASM⁃IP⁃2

表2 环烷油基本性能

Tab.2 Basic properties of naphthenic oils

催化剂配比（DBD∶ZNO）	催化剂掺量/%	胶油质量比（胶粉∶环烷油）	脱硫时间/h	脱硫温度/℃	搅拌速率/r•min^-1	溶解度/%
1∶1	3	4∶6	2	200	450	76.041
1∶1.2	3	4∶6	2	200	450	84.214
1∶1.5	3	4∶6	2	200	450	64.127
1∶1	5	4∶6	2	200	450	80.582
1∶1.2	5	4∶6	2	200	450	56.726
1∶1.5	5	4∶6	2	200	450	44.782
1∶1	7	4∶6	2	200	450	66.365
1∶1.2	7	4∶6	2	200	450	53.403
1∶1.5	7	4∶6	2	200	450	42.112

表3 催化剂配比和含量

Tab.3 Catalyst proportioning and content

图1 胶粉脱硫示意图

Fig.1 Schematic of crumb rubber desulfurization

图2 废旧胶粉的溶温曲线

Fig.2 Dissolution temperature curve of waste glue powder

图3 未使用催化剂DZ［（a）~（f）］和使用催化剂DZ［（g）~（l）］的各温度再生胶表观形态

Fig.3 The apparent morphology of recycled rubber at each temperature without catalyst DZ［（a）~（f）］ and with catalyst DZ［（g）~（l）］

图4 不同胶油比的再生胶溶解度

Fig.4 Solubility of recycled rubber with different rubber⁃oil ratio

图5 不同脱硫时间的再生胶溶解度

Fig.5 Solubility of recycled rubber with different desulfurization time

图6 60目胶粉的SEM照片

Fig.6 SEM of 60 mesh gum powder

图7 样品的SEM照片

Fig.7 SEM pictures of the samples

图8 样品的FTIR谱图

Fig.8 FTIR of the samples

参考文献 11

1	Presti Lo， Izquierdo D M A， A Jiménez del Barco Carrión. Towards storage⁃stable high⁃content recycled tyre rubber modified bitumen［J］. Construction and Building Materials， 2018， 172： 106⁃111.
2	Zheng W H， Wang Y， Chen J， et al. A review on compatibility between crumb rubber and asphalt binder［J］.Construction and Building Materials， 2021， 297.
3	姚震，张凌波，梁鹏飞，等.多种湿法橡胶改性沥青的综合性能评价与改性机理研究［J］.材料导报，2022，36（16）：101⁃107.
	YAO Z， ZHANG L B， LIANG P F，et al. Evaluation of comprehensive performance and modification mechanism of various wet rubber⁃modified asphalts［J］.Materials Reports， 2022，36（16）：101⁃107.
4	彭小芹，吴芳，刘芳. 土木工程材料［M］.重庆大学出版社， 2021：291.
5	张广泰，方烁，叶奋.双螺杆挤出胶粉改性沥青流变性能研究［J］.中国公路学报，2019，32（05）：57⁃63+99.
	ZHANG G T， FANG S， YE F. Research on the rheological properties of twin⁃screw extruded mastic powder modified asphalt［J］. China J Highhw Transp， 2019，32（05）：57⁃63+99.
6	Zhang H Y， Wang T Yu， Liu Z. Microstructural characteristics of differently aged asphalt samples based on atomic force microscopy （AFM）［J］. Construction and Building Materials，2020， 255.
7	Lv S W， Ma Z Zhao， Guo S. Improvement on the high⁃temperature stability and anti⁃aging performance of the rubberized asphalt binder with the Lucobit additive［J］. Construction and Building Materials， 2021， 299.
8	Joel R M， Oliveira A. Use of a warm mix asphalt additive to reduce the production temperatures and to improve the performance of asphalt rubber mixtures［J］. Journal of Cleaner Production， 2013：15⁃22.
9	欧阳文宜，黄想，冯雨晴，等.2，2′⁃二苯甲酰氨基二苯基二硫化物脱硫废乳胶的研究［J］.橡胶工业，2018，65（09）：993⁃996.
	OUYANG W Y， HUANG X， FENG Y Q，et al. Study of 2，2′⁃dibenzoylaminodiphenyl disulfide desulfurization of waste latex［J］. Rubber Industry，2018，65（09）：993⁃996.
10	Xu P J， Gao J， Pei Z， et al. Research on highly dissolved rubber asphalt prepared using a composite waste engine oil addition and microwave desulfurization method［J］.Construction and Building Materials， 2021， 282.
11	Li J X， Xiao Z， Chen F，et al. Amirkhanian. Internal de⁃crosslinking of scrap tire crumb rubber to improve compatibility of rubberized asphalt［J］.Sustainable Materials and Technologies，2022， 32.

[1]	吴文富王振军黄德辉李佳容边关. 双组分聚氨酯嵌缝胶的制备与性能研究[J]. , 2023, 37(4): 39-45.
[2]	周新星, 郑玉婴, 陈乘鑫, 孔繁盛. 热塑性聚氨酯/石墨烯改性聚氨酯注浆材料的制备与性能研究[J]. 中国塑料, 2023, 37(1): 54-59.
[3]	冯秀, 沈颖, 许胜. 五价有机铋的合成及其在聚氨酯中的应用[J]. 中国塑料, 2022, 36(5): 104-109.
[4]	臧晓玲, 温变英. 高分子材料绿色制造与可持续发展[J]. 中国塑料, 2021, 35(8): 9-20.
[5]	蒋果, 卢婉霞, 张水洞. 改性TPS对PPC基复合材料流变、微观形貌和力学性能的影响[J]. 中国塑料, 2021, 35(6): 1-6.
[6]	刘彤, 魏建斐, 王锐. 金属催化剂在聚合物降解成炭阻燃中的研究进展[J]. 中国塑料, 2021, 35(5): 135-145.
[7]	刘润清, 邢明明, 黄继明. PET在油茶壳炭C⁃SO₃H基固体酸催化剂下的液化行为研究[J]. 中国塑料, 2021, 35(3): 105-111.
[8]	李胤, 周松, 鲁超飞, 罗玉梅, 白小东. PE⁃g⁃MAH对聚酰胺6/导电炭黑复合材料性能的影响[J]. 中国塑料, 2021, 35(3): 44-49.
[9]	李美兰龚伟师静姚丹吕盼盼刘白玲. P(VAc-DBM-AA-AMPS)共聚乳液的结构特点对水泥砂浆力学性能的影响[J]. 中国塑料, 2019, 33(1): 40-47.
[10]	徐盼匡唐清潘俊宇柳和生. 工艺参数对聚丙烯/聚酰胺6共混材料WAIM管件性能及微观形态的影响[J]. 中国塑料, 2018, 32(11): 76-83.
[11]	陈永龙, 胡程耀, 霍冀川, 邓超月. EP/BMI树脂基碳纤维复合材料的制备与性能表征[J]. 中国塑料, 2015, 29(10): 32-36 .
[12]	韩冰李杨申凯华王玉荣. 苯乙烯/纳米无机粒子原位悬浮聚合制备EPS纳米复合材料[J]. 中国塑料, 2012, 26(06): 44-49 .
[13]	马楷刘绍英王公应. 聚丁二酸乙二醇酯合成的研究进展[J]. 中国塑料, 2012, 26(05): 1-6 .
[14]	王秋艳翁云宣许国志. 聚甲基乙撑碳酸酯的研究进展[J]. 中国塑料, 2011, 25(01): 8-14 .
[15]	孙媚华周红军陈迁鲁红宋光泉. 新型催化剂催化直接缩聚法合成聚乳酸研究[J]. 中国塑料, 2011, 25(01): 60-64 .

2，2′⁃二苯甲酰氨基二苯基二硫化物/氧化锌催化剂降低废旧胶粉脱硫温度的研究

Study on reduction of desulfurization temperature of waste rubber powder by catalyst DZ

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 11

参考文献 11

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价