摘要
热裂解是一种常用的废旧轮胎回收方法，不仅可以实现废旧轮胎的无害化处理，还可以通过热解炭黑（CBp）等热解产物的循环利用，达到废弃物资源化利用的目的。本工作通过X射线光电子能谱（XPS）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、拉曼光谱仪和激光粒度仪等一系列表征技术手段，结合交联密度测定、结合胶测定、物理机械性能及动态力学性能测试等方法，探索了氩气（Ar）等离子体改性前后的CBp与商业炭黑（CB）N330最优的并用比，研究了不同改性方式（气流磨以及气流磨筛选后 Ar 等离子体改性）与混合气氛等离子体改性对CBp及其填充天然橡胶（NR）复合材料性能的影响。主要结果如下： 将CBp与N330进行并用填充NR，发现随着CBp份数的增多，NR复合材料的力学性能明显下降。经过Ar等离子体改性后的CBp（MCBp）部分替代N330填充NR 复合材料的综合性能明显优于改性前。并用比为CBp 20 phr、N330 30 phr 的 NR 复合材料，其物理机械性能接近填充 50 phr N330 的复合材料，这与MCBp粒径变小、表面活性增加且在NR基体中促进了N330的分散有关。根据结合胶测试和Mooney-Rivlin理论分析可知，MCBp填充NR复合材料优异的力学性能与填料-橡胶之间的强相互作用有关。 基于CBp与N330最佳并用比，考察了不同方式改性处理后的CBp与N330并用填充NR复合材料的硫化特性及力学性能。气流磨改性后的CBp（gCBp）粒径变小且均匀，而后在等离子体刻蚀作用下的gCBp（gmCBp）粒径进一步变小，比表面积变大。受其影响，填充gmCBp的胶料硫化速率加快且转矩差?MHL增大，交联密度与结合橡胶含量高，复合材料的拉伸强度、撕裂强度、回弹性和动态力学性能均有所增强。 将氨气（NH3）和 Ar 各 50%的混合气氛等离子体与单气氛等离子体改性的CBp对比后，发现Ar气氛拥有比NH3气氛更明显的刻蚀效果，而两种气氛混合改性后的CBp引入了更多极性基团。按照CBp与N330的最佳并用比，将改性CBp与N330加入NR基体中，发现混合气氛处理后的CBp粒径小且在橡胶基体中的分散性好，其填充NR复合材料的耐磨性能和300%定伸应力、撕裂强度等物理机械性能都较单独使用Ar、NH3气氛的更为优异。
NETL