浅谈橡胶粉的生产工艺与路用品质

摘 要：简述了橡胶粉改性沥青改善沥青路面路用性能的效果，介绍了橡胶粉生产工艺，对废橡胶粉的路用品质进行了述评。

关键词：橡胶粉 工艺 特点 品质评价

1.概述.

橡胶粉改性沥青是在重交沥青与废旧轮胎橡胶粉和外加剂的共同作用下，橡胶粉通过吸收沥青中的树脂，烃类等多种有机质，经过一系列的物理和化学变化，是胶粉湿润，膨胀，粘度增大，软化点提高，并兼顾了橡胶和沥青的粘性，韧性，弹性，从而提高了橡胶沥青的路用性能。近年来，我省在G106浏阳段、常吉、衡炎、长益、潭耒等高速公路修建橡胶沥青路面近200公里。为了更好地推广应用橡胶粉改性沥青技术，本文对橡胶粉生产工艺进行了简述，对废橡胶粉的路用品质进行了述评。供工程应用参考。

2.橡胶粉的生产工艺.

（2）常温粉碎：目前国内已开发出常温精细粉碎机并已获得较好的生产数据，采用圆形磨盘，以循环水为冷却介质，进料为20～40目胶粉，生产出以80目为主的精细橡胶粉，生产能力可达150kg/h。

（3）湿法粉碎：强碱碎裂挤压而后再酸性还原水洗、干燥，此法生产胶粉占总量的13%。

（4）臭氧粉碎：采用超高浓度臭氧（为空气的一万倍），将整胎置于装置内约1h后，使骨架与胎体分离。该装置较滚筒法节能。

3.橡胶粉的路用品质评价.

3.1橡胶轮胎种类及选择性

国内橡胶轮胎的主要类型有子午胎、斜交胎，主要橡胶轮胎类型及化学组成。天然橡胶含量的不同，影响胶粉改性沥青的性质。天然橡胶含量高，可以加快沥青橡胶的反应速度，增加沥青橡胶的粘附性。从这个角度考虑，橡胶粉类型的选择应选择斜交胎。

3.2橡胶粉的脱硫

轮胎、鞋底等一些橡胶制品已经生胶硫化变为硫化橡胶，硫化后，失去可塑性，不能直接加工，要重新使用旧废橡胶粉粉碎成胶粉，“脱硫”使其恢复某些生胶的性能，即硫化橡胶发生氧化解聚反应。

“硫化”是指胶料经过化学、物理的方法处理后，橡胶分子直链结构变为三维的立体网状结构，改变了橡胶的物理和机械性能。由于生胶是链状的线形结构，物理和机械性能不高，也不稳定，不能满足橡胶制品的使用要求，故橡胶工业上都将生胶处理成硫化橡胶后使用。

“脱硫”是指通过高温或蒸汽的作用，使硫化橡胶发生氧化解聚等作用，使得橡胶分子的大立体网状结构被打破，变为小的网状结构和链状物。对含量高的胶粉可采用机械、化学、物理等几种方法并用的氧化解聚工艺，来达到理想的改性沥青的效果。

国内研究表明，胶粉活化改性以后，沥青用量平均减少1%～5%，稳定度平均增长5%～10%。但是随着胶粉用量的提高，不但使成本增加，还使沥青混合料的稳定度和强度下降。因此活化胶粉用量一般不超过3%。使用活化胶粉制成的试件，动稳定度要比非活化胶粉制成的试件高10%～30%。

表面活化的主要步骤：先将胶粉用少量的70%乙醇溶液润湿表面，然后放在0.075mm的细筛孔网上浸入饱和A（一种碱性抗剥落剂）的水溶液中，使胶粉与底层的A沉淀隔离，但又能使胶粉始终保持浸泡在饱和溶液中。不同酸值胶粉在不同温度和时间条件下搅拌反应后，取出筛网，自然滤尽多余水分，然后将湿胶粉在105℃的烘箱中烘干至恒重。酸碱反应比较快，因此胶粉表面的酸性基团会很快夺取A饱和溶液中的阳离子，这样可使酸性基团对沥青粘附性的不良影响被屏蔽。另外，湿胶粉表面吸附大量的饱和A溶液，烘干后，会在胶粉表面形成水合结晶物。说明活化胶粉表面带有大量活性A的阳离子，这有利于沥青在胶粉表面的吸附。

3.3橡胶粉的酸值及测定

废橡胶在粉碎过程中经受强烈的剪切作用和氧化作用，制成的胶粉表面会生成酸性基团，即胶粉表面会带有一定的酸性。沥青与酸性材料接触时，不易形成化学吸附，分子间的作用力只有范德华力的物理吸附，而且是可逆的，并且这种物理吸附要比化学吸附产生的粘结力弱的多，直接影响了混合料的性能，因此要对废橡胶粉进行酸值测定。

3.3.1胶粉酸值的测定原理

将胶粉与过量的氢氧化钠溶液反应，以盐酸溶液反滴定，根据氢氧化钠和盐酸的消耗量计算胶粉的酸值，以确定胶粉是否带酸性以及带酸性的程度。

3.3.2酸值测定步骤

称取10g胶粉放入碘量瓶中，加入几滴乙醇作表面活化剂浸润胶粉，然后用移液管量取适当过量的氢氧化钠注入碘量瓶中，再加入少量的水使溶液浸没胶粉，摇动使其均匀，在不同温度和时间下进行反应，然后过滤、洗涤，并将滤液和洗液合并在锥形瓶中，加入酚酞指示剂，用盐酸溶液滴定。

3.3.3酸值计算式

3.3.4酸值反应规律

（1）随着反应时间的延长，酸值增大。随着时间的延长，氢氧化钠逐渐渗入胶粉颗粒内部，与胶粉颗粒内部的酸性基团发生反应。

（2）反应温度升高，酸值增大。一方面是因为温度升高，反应速度提高；另一方面是温度升高，胶粉中的酯基水解速度加快，胶粉中的羰基也会因氧化而转化为羧基。

（3）粒径越小，酸值越大。首先，胶粉粒径越小，表面积越大，表面越易被氧化，生成的酸性基团越多，胶粉表层的酸性浓度也越高；其次，胶粉表面积越大，其表层的酸性基团越易与氢氧化钠反应；最后，胶粉粒径越小，越容易被溶液浸透，氢氧化钠也越容易与胶粉内部的羧基发生反应。

（4）胶粉酸值的变化随着反应时间延长、反应温度升高和粒径减小而增大。

.4.结语.

（1）介绍了低温粉碎、常温粉碎、湿法粉碎、臭氧粉碎等四种橡胶粉生产方法，并就其工艺及特点进行了简述。

（2）天然橡胶含量高，可以加快沥青橡胶的反应速度，选择斜交胎可增加路用沥青与橡胶的粘附性。

（3）对胶粉的“硫化与脱硫”机理进行了分析，对采用机械、化学、物理方法并用氧化解聚工艺生产的天然橡胶含量高的胶粉，可生产出理想的路用改性沥青。

（4）废橡胶在粉碎过程中经受强烈的剪切作用和氧化作用，制成的胶粉表面会生成酸性基团，即胶粉表面会带有一定的酸性，沥青与酸性材料接触时，不易形成化学吸附，直接影响了沥青混合料的性能，因此，要对废橡胶粉进行酸值测定。

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