一種基於砂漿流動性對廢舊輪胎膠粉進行親水改性的方法與流程

2023-06-11 12:45:51 6

本發明涉及廢舊輪胎膠粉的再利用技術領域，具體涉及一種基於砂漿流動性對廢舊輪胎膠粉進行親水改性的方法。

背景技術：

隨著汽車工業的迅速發展，廢棄輪胎的排量急劇增加，廢棄輪胎造成的環境汙染已成為世界性問題之一。由於大量廢棄輪胎堆放擠佔土地，對自然環境造成破壞，因此廢棄輪胎的再利用是急需解決的問題。我國2010年廢棄輪胎達到2億條，但每年廢棄輪胎的處理量只有14%左右，必須為廢棄輪胎膠粉尋找一條安全、大量消化的途徑。

橡膠混凝土使廢舊輪胎得到了再利用、減少傳統處理方式造成的排碳量過大的汙染，同時改善了混凝土的彈塑性、韌性等性能，近年來得到了廣泛學者專家的研究關注。然而，由於橡膠粉表面凹凸不平容易吸附水分，導致橡膠粉親水性降低，使得水泥和標準砂的黏結性降低，從而對混凝土的工作性能以及其他各種性能造成不利的影響。

技術實現要素：

本發明提供了一種基於砂漿流動性對廢舊輪胎膠粉進行親水改性的方法，增強膠粉的親水性，從而達到提高水泥基膠凝材料的流動性能的目的。

一種基於砂漿流動性對廢舊輪胎膠粉進行親水改性的方法，將廢舊輪胎膠粉進行低溫等離子體活化，鹼溶液浸泡改性，之後以正矽酸乙酯為矽源，採用溶膠-凝膠法在廢膠粉表面形成一層sio2無機網絡，從而提高膠粉的親水性。

具體步驟如下：

（1）低溫等離子體活化：

將80-100重量份廢舊輪胎膠粉均勻平鋪在100目篩網上，水平放置於低溫等離子體活化儀內腔中，抽真空至腔內氣壓真空度為30-60pa，開啟電源放電，控制腔內氣壓滿足輝光放電，產生低溫等離子體，活化2-8分鐘；

（2）鹼洗：

將強鹼氫氧化鈉顆粒加入去離子水中，配置成濃度為5%的氫氧化鈉溶液，加入上述活化處理後的膠粉，強力攪拌混合後，浸泡20-50分鐘後，用清水清洗至中性後，放入65-80℃烘箱中乾燥至恆重；

（3）然後將步驟（2）膠粉加入到180-300份乙醇-水溶液中，置於超聲清洗器中超聲分散10-25分鐘，緩慢滴加30-45份正矽酸乙酯，滴加完畢後超聲3-8分鐘，然後滴加0.8-3份氨水，在室溫條件下攪拌反應4-8小時，抽濾，乾燥，製得改性膠粉。

其中，步驟（1）所述的低溫等離子體活化儀的頻率為40-50khz，放電功率為400-600w。

其中，步驟（3）所述的超聲頻率為20-50khz。

其中，所述的乙醇-水溶液是將蒸餾水與乙醇按照1:5的體積比混合而成。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

（1）本發明中廢輪胎膠粉首先經低溫等離子體活化，可在膠粉表面引入含氧官能團，增強其表面親水性，但同時這些親水基團的引入增加了膠粉表面的凸起，另外低溫等離子體處理後膠粉表面粗糙度增大，使膠粉表面與水分子的接觸角增大，親水性反而會降低，因此接著使用氫氧化鈉鹼溶液對膠粉進行浸泡改性，處理過的膠粉表面更加圓潤、光滑，有益於水與膠粉表面的親水基團結合，從而減小接觸角，另外naoh侵蝕作用使膠粉表面硬質酸鋅等憎水有機物得到了分解，增強膠粉的親水性。

（2）之後採用正矽酸乙酯為矽源，對膠粉進行包覆改性，改性後膠粉的表面形成了一層-s-o-si-網絡結構的sio2，sio2呈極性，親水性強，且表面存在大量的羥基基團，改性後膠粉與水的潤溼接觸角顯著降低，膠粉親水性得到明顯改善，有利於與建築砂漿的界面結合力，與砂漿中顆粒表面的水分子產生更多的聯結，形成更穩定的水膜，這層水膜具有很好的潤滑作用，減小了粒子間的摩擦，有利於粒子的滑移，從而使水泥基複合材料的流動性提高。

具體實施方式

一種基於砂漿流動性對廢舊輪胎膠粉進行親水改性的方法，將廢舊輪胎膠粉進行低溫等離子體活化，鹼溶液浸泡改性，之後以正矽酸乙酯為矽源，採用溶膠-凝膠法在廢膠粉表面形成一層sio2無機網絡，從而提高膠粉的親水性。

具體步驟如下：

（1）低溫等離子體活化：

將90重量份廢舊輪胎膠粉均勻平鋪在100目篩網上，水平放置於低溫等離子體活化儀內腔中，抽真空至腔內氣壓真空度為50pa，開啟電源放電，控制腔內氣壓滿足輝光放電，產生低溫等離子體，活化5分鐘；

（2）鹼洗：

將強鹼氫氧化鈉顆粒加入去離子水中，配置成濃度為5%的氫氧化鈉溶液，加入上述活化處理後的膠粉，強力攪拌混合後，浸泡30分鐘後，用清水清洗至中性後，放入70℃烘箱中乾燥至恆重；

（3）然後將步驟（2）膠粉加入到230份乙醇-水溶液中，置於超聲清洗器中超聲分散20分鐘，緩慢滴加35份正矽酸乙酯，滴加完畢後超聲5分鐘，然後滴加1份氨水，在室溫條件下攪拌反應6小時，抽濾，乾燥，製得改性膠粉。

其中，步驟（1）所述的低溫等離子體活化儀的頻率為50khz，放電功率為500w。

其中，步驟（3）所述的超聲頻率為40khz。

其中，所述的乙醇-水溶液是將蒸餾水與乙醇按照1:5的體積比混合而成。