废旧胶粉填充橡胶发泡复合材料的制备及结构与性能研究

The expanded rubber/ Ground Rubber Tire Powder (GRT) composite will be fabricated using chemical blowing agent, the GRT surface will be modified by different silane coupling agent using supercritical carbon dioxide, the modification mechanism will be investigated, the dispersion of GRT in rubber matrix with the assistant of ultrasonic will be studied, the interfacial adhesion of rubber and GRT will be checked by supercritical carbon dioxide method. The effects of blowing agent, GRT content, particle size, blend morphology on the cell structure and physical mechanical properties (such as mechanical properties, coefficient of thermal conductivity, dynamic performance )of expanded rubber/GRT composite will be investigated. Finally, the Neural network model GRT content, which with the relative density and cell density as inputs variables, with the mechanical properties, thermal conductivity and dynamic performance as output will be established. The project successfully developed, it will be provide new technology and theoretical basis for the recycling of waste rubber, dispersion of GRT in the matrix homogeneously, the interfacial morphology between GRT and matrix, cell structure of blend foam, cell nucleation and cell growth at different blend morphology, mechanical properties and constitutive model of blend foam, and also it has important theoretical significance and application value.

本课题从获得高亲和性、高表面活性硫化胶粉的改性技术及其装备设计入手，利用超临界二氧化碳的特性，采用不同硅烷偶联剂在超临界二氧化碳条件下对废旧轮胎胶粉进行改性，研究特殊条件下的改性机理；研究超声波辐射作用下的胶粉分散与共混增容机理，探索研究胶粉/橡胶复合材料界面的超临界流体技术辅助评价方法，制备泡孔均匀的废旧轮胎胶粉/橡胶发泡复合材料，研究发泡剂、胶粉含量和颗粒大小、胶粉改性及超声波辐射对发泡性能，力学性能，动态性能及导热系数的影响；最终建立以胶粉含量、发泡体相对密度和泡孔密度为输入变量，以力学性能、导热系数和动态性能为目标的神经网络预测模型。该项目的研制成功，将为废旧胶粉的应用、填料的均匀分散、填料与基体界面性能的研究及具有均匀泡孔结构的橡胶复合材料的制备提供新的技术手段和理论基础，具有非常重要的理论意义与工程应用价值

本课题从获得高亲和性、高表面活性硫化胶粉的改性技术及其装备入手，采用不同化学改性剂对胶粉进行改性并对其性能进行研究，采用化学发泡剂对胶粉与不同橡胶材料的共混进行发泡性能研究，研究不同胶粉粒径、不同胶粉用量及改性对极性橡胶和非极性橡胶发泡性能的影响，通过超声波辅助加工和超临界二氧化碳辅助加工研究了其对胶粉/橡胶共混发泡材料的泡孔结构及力学性能的影响，建立了以胶粉含量、发泡体相对密度和泡孔密度为输入变量，以力学性能为目标的神经网络预测模型。研究结果表明，活化剂为改性剂得到的胶粉性能优异，并成功应用于再生胶和发泡材料的制备；采用化学发泡方法成功制备了胶粉与氯化聚乙烯橡胶、三元乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、反式聚异戊二烯橡胶共混发泡材料；通过超声波辅助加工可以改善泡孔结构；超临界二氧化碳辅助加工成功开发了弹性体材料的物理发泡工艺及原理。该项目的研究结果为废旧胶粉的应用、填料的均匀分散、填料与基体界面性能的研究及具有均匀泡孔结构的橡胶复合材料的制备提供新的技术手段和理论基础，具有非常重要的理论意义与工程应用价值