Page 130 - 《橡塑技术与装备》2025年12期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

Horikx 理论在脱硫废橡胶中的应用

章羽 编译
( 全国橡塑机械信息中心， 北京 100143）

摘要 ：本研究探讨了 Horikx 理论在分析填充炭黑的 EPDM 橡胶脱硫过程中的应用。结果表明，传统 Horikx 理论需针对填料
含量和结合橡胶现象进行修正。修正后的分析显示，该 EPDM 橡胶的脱硫过程主要由随机链断裂主导，而非硫键的选择性断裂，
对再生机制的理解产生重要影响。
关键词 ： Horikx 理论 ；脱硫 ； EPDM 橡胶 ；炭黑填料 ；随机链断裂
中图分类号 ： TQ330.56 文章编号 ： 1009-797X(2025)12-0078-05
文献标识码： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.12.016

1 引言和理论背景 例则被称为可溶组分。Charlesby 提出，凝胶组分和
目前已研发出诸多再生废橡胶的方法，涵盖热机 可溶组分通过泊松分布（方程 1）相互关联 ：
2
械法、化学法、超声波法等，以及超声波辅助或微波 (2+γ)- γ +4γ
s=1-g= (1)
辅助工艺。 2γ
其中 γ 是交联指数，即每个聚合物链上的平均交
所有回收工艺的目标均是将三维网络结构转变为
联桥数量。在 Horikx 的理论中，断裂事件分为两类 ：
能赋予材料热塑性行为的结构。然而，由于存在交联
聚合物链的随机断裂和交联桥的选择性断裂。交联密
程度各异的残留网络或簇，以及大小和结构不同的自
度 v，即每克网络中构成网络的聚合物链数量，由方
由聚合物链集合，对这种新结构的表征变得复杂。
程 2 给出 ：
因此，Horikx 理论常被用于衡量弹性体脱硫工艺
的效率。该理论的依据是，通过比较硫 - 硫键（S—S） γ= ν 0 (2)
N
和碳 - 硫键（C—S）断裂的选择性，或是碳 - 碳键（C— 其中 N 是每克聚合物中的基本单体数量。
C）、碳 - 硫键（C—S）和硫 - 硫键（S—S）的随机 考虑到 Flory 的结果，对网络 v 有贡献的链数与
断裂情况，以及它们各自的相对键能，来评估脱硫工 交联密度之间的关系可由方程 3 表示 ：
艺的质量。 ν e= ν 0 -2N (3)
硫 - 硫键的选择性断裂是基于碳 - 碳键（350 kJ/ 借助 Flory-Rehner 方程，可通过溶胀试验确定
mol）和硫 - 硫键（270 kJ/mol）之间的能量差异， 的 ν e ，如方程 4 所示 ：
通过控制提供给弹性体的能量，能够选择性地使硫 - -[1n(1-V r )+V r +χ 1 V r ]
2
硫键断裂。在本研究中，选择性断裂被称作脱硫，而碳 - ν e= 1 (4)
2
-[V 1 (V r - 2 V r )]
碳键和硫 - 硫键的随机断裂则被称为再生或回收。
其中 V r 是横截面的体积组分
从实际应用角度而言，Horikx 理论旨在通过绘制
溶胀试品中的连接橡胶，
可溶组分与脱硫百分比的关系图，来描述聚合物在脱
V r ，为是溶剂的摩尔体积 ； X r ，为橡胶与溶剂之
硫过程中的结构演变。下一节将简要回顾该理论的关
间的相互作用参数。
键特征。
该理论的出发点在于将整体划分为两个阶段 ：凝
编者简介 ：章羽（1991-），男，本科，主要从事橡塑技术
胶组分（g）和可溶组分（s）。实际上，硫化聚合物包
装备方面的研究，已发表论文多篇。
含一定比例的交联链，这些交联链不溶于溶剂，被称 原文 ： .KGK No.3/2024, by Quentin Jean,Yvan Chalamet,Jean Char
作凝胶组分。而可溶于适宜溶剂的自由聚合物链的比 les Majesté, et al.

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