含油污泥在橡胶制品中的应用研究.pdf

第七章其他相关领域研究进展 含油污泥在橡胶制品中的应用研究 匡少平1，2，3 宋峰2 李世民3 欧天雄3 黄雪松3 吴信荣3 聂永丰1 (1．清华大学环境工程博士后流动站北京 100084； 2．青岛科技大学化学与分子工程学院青岛266042；3．中原油田博士后工作站濮阳457001) 摘要含油污泥对生产和生态环境造成极大危害。含油污泥中含有大量CaCO。，而CaCO，是橡胶生 产中常用的补强填充剂。将含油污泥加工为一定细度的粉体后可用于橡胶补强填充。实验表明，使用 含油填充剂的天然橡胶和丁苯橡胶制品，其硫化性能、力学性能和热空气老化性能等均接近或优于使 用轻质碳酸钙的橡胶制品；因此，含油填充剂粉体可代替轻质碳酸钙在橡胶中的使用。含油污泥用作 橡胶填充剂既解决了环境污染问题，又具有良好的经济效益。 关键词含油污泥碳酸钙橡胶补强填充剂性能 我国部分油田产出的污水具有“四高一低”[低矿化度高、硫酸盐还原菌(SRB)高、多价 金属离子含量高、cO：及Hco；含量高、pH低]的特点¨J，对设备和管道腐蚀严重，为此在处 理中加入生石灰乳来中和酸性污水，从而产生大量含油碳酸钙污泥。含油碳酸钙污泥若不加处理 直接外排会严重破坏生态环境。含油碳酸钙污泥的处理分为无害化处理和资源化利用两种途径， 包括：调质一机械分离、生物处理、固化处理、焚烧、填埋与干化、回收油、调剖、生产建材、 焦化法生产除油吸附剂等旧。o。资源化处理已成为含油污泥处理技术发展的方向和主要目标。由 于碳酸钙是橡胶生产中常用的填充剂和补强剂，而含油污泥的主体成分是碳酸钙，为此，本研究 尝试将含油碳酸钙污泥加工后代替轻质碳酸钙在橡胶制品中使用，以期提出一种新的含油污泥资 源化利用途径。 一、实验部分 实验中所用的含油碳酸钙污泥，来源于中原油田。 1．药品 普通超细轻质碳酸钙、纳米碳酸钙、天然橡胶、丁苯橡胶、硫磺、硫化促进剂TMTD(二硫 化四甲基秋兰姆)、促进剂CZ(N一环己基一2一苯并噻唑次磺酰胺)、硬脂酸ZA、ZnO、炭黑 2．仪器 XK中230型开炼机，无锡县橡胶机械厂；MDR一100型硫化仪，无锡市鑫源化工机械厂；XY 一1型邵A硬度计，上海橡胶机械一厂；XLB—D400型半自动平板硫化机，河南商丘东方橡塑 机器有限公司；DL一2．5型电子拉力试验机，上海华龙测试仪器厂 3．污泥样品处理 根据含油碳酸钙污泥成分和橡胶填充剂的要求，污泥处理采用湿式研磨工艺，整个工艺包括：搅 拌介质研磨叶分离脱水_泥饼打散干燥_射流筛分。加工得到的含油填充剂粉体产品为土黄色，经检 测，粉体平均粒径3．98tun，pH为7．5，含水率小于o．3％，符合橡胶填充剂的要求。 4．橡胶混炼与性能测试 硫化胶试样制备及性能测试方法：①在开放式炼胶机上进行生胶塑炼(2min)；②加入配合 剂进行配合混炼(8 rain)；③加入炭黑补强(8 oCX 硫化仪上进行硫化性能测试；⑤在平板硫化机上压片、硫化(150 10min)；⑥在邵尔硬度计 上测试硬度；⑦在XCP-25型冲片机上冲片后，在电子拉力机上测试拉伸强度和伸长率等物理 中国环境科学学会学术年会优秀论文集(z006) 性能。⑧将压制好的硫化胶试片在热空气老化箱中进行热空气老化实验，老化温度为100℃，老 化时间为72h，测试老化后硫化胶的物理性能。 二、结果与讨论 1．在天然橡胶(NR)中的应用 (1)橡胶微观结构分析 对含油填充剂粉体填充NR进行分散度测试，其硫化胶颗粒平均粒径为11．85斗m，分散度 体结合紧密，未见粉体团粒脱落后留下的空洞，说明污泥粉体填充剂与NR基体结合牢固，其硫 化胶应具有良好的力学性能。 (2)橡胶性能分析 将含油填充剂粉体与普通超细轻质碳酸钙分别加入NR中进行对比试验，实验结果如表1所 示。 ①橡胶样品的硫化加工性能。MH为最高转矩，ML为最低转矩，MH—ML为最高转矩与最 低转矩的差值。一般，最低转矩ML与粉体在橡胶中的分散性有关，ML越低，分散性越；MH— ML越大，交联性越好。在填充量相同的条件下，含油填充剂粉体填充的橡胶制品的ML与轻钙 产品相同，说明粉体的分散