生物脱硫是利用微生物菌代谢过程中产生的脱硫酶,定向催化橡胶中的硫交联键反应、断裂,以达到再生的目的。由于该方法的脱硫条件温和、过程简单、对设备要求低、对环境友好,近年来开始受到广泛的关注。该种新的废橡胶脱硫再生方法对实现社会的可持续发展具有重要的意义。本论文利用两种微生物菌(脂环酸芽孢杆菌和鞘氨醇单胞菌)分别对乳胶制品产生的废胶(简称废乳胶)和废胎面胶进行脱硫再生,并与化学再生法进行了对比,在废胶微生物脱硫工艺方法及条件、效果评价、脱硫机理等方面获得具有应用价值的理论基础数据。主要研究内容如下。本论文的第一部分(论文第三、四章),自培育、筛选、驯化了两种脱硫微生物菌——脂环酸芽孢杆菌和鞘氨醇单胞菌,研究了两种菌的培养条件和培养基配方,考察了弹性体和各种橡胶助剂对菌的毒性,确定了废乳胶的解毒方法、工艺以及两种微生物菌共培养脱硫废乳胶的配方及工艺条件。通过表面元素分析(XPS)、红外分析、接触角测试、溶胀法测交联密度实验等表征手段,结合脱硫胶粉与生胶共混胶料的力学性能和形态结构,系统评价了微生物脱硫废乳胶的效果；利用Horikx曲线研究了微生物脱硫的机理,为微生物法脱硫废乳胶奠定了理论和应用基础。结果表明,使用微生物脱硫中常规的浸没培养法,脂环酸芽孢杆菌脱硫废乳胶的最佳工艺条件为：废乳胶用75%乙醇解毒2h,以5%(w/v)的加入量与1.5‰(w/v)的吐温80混合均匀后加入培养基中,在50℃C、pH2.5、转速200rpm条件下与微生物共培养脱硫10天。鞘氨醇单胞菌脱硫废乳胶的最佳工艺条件为：废乳胶用75%乙醇解毒2h,以5%(w/v)的加入量与2.0%o(w/v)的吐温80混合均匀后加入培养基中,在30℃、pH7.0、转速200rpm条件下与微生物共培养脱硫10天。分别经两种微生物脱硫后的废乳胶表面的硫含量降低,表面含氧基团增多,亲水性增强。填充到基胶中后,硫化胶的力学性能得到明显改善。两种微生物的脱硫过程均遵循“4S”脱硫机理,其中脂环酸芽孢杆菌脱硫废乳胶过程中,只断裂橡胶中的交联键而对主链无破坏作用。比较两种微生物的脱硫效果,鞘氨醇单胞菌对橡胶助剂毒性耐受性较强,脱硫再生过程中更易控制,用其脱硫废乳胶有较好的发展前景。本论文的第二部分(第五章),发明了一种新型的微生物脱硫方法——半浸没培养脱硫方法,将该方法运用在鞘氨醇单胞菌脱硫废乳胶中,确定了最佳的工艺条件,并系统的评价了该方法的脱硫效果；分析该方法脱硫效果较好的原因并探索了该方法在脱硫废胎面胶粉中的应用。结果表明,该方法用鞘氨醇单胞菌脱硫废乳胶的最佳工艺条件为：废乳胶用75%乙醇解毒2h,以40%(w/v)的加入量加入培养基中,在30℃、pH7.0条件下与微生物共培养脱硫10天,脱硫过程中不需要加入表面活性剂,每24h以200rpm速度搅拌30s。与未脱硫的废乳胶相比,传统浸没培养法和半浸没培养法脱硫的废乳胶表面的硫含量分别降低了45.8%和62.5%,S-S键含量分别降低了14.1%和55.6%,C-S键含量分别降低了62.7%和84.3%,S-O键含量分别增加了47.8%和106.5%,半浸没培养脱硫法对废乳胶的脱硫效果明显较优。与浸没培养脱硫方法相比,半浸没培养法脱硫的废乳胶表面的亚砜明显较多,填充到基胶中后,硫化胶力学性能获得显著提高。从机理上分析该方法脱硫效果较好的原因,主要在于微生物能够较好地、均匀地附着在废橡胶表面,菌代谢过程产生的脱硫酶的量多,且与化合硫作用效果更强。该方法在鞘氨醇单胞菌脱硫废胎面胶粉时也体现出较好的脱硫效果。半浸没培养脱硫法能极大的减少废水排放量,降低脱硫成本,提高设备的使用率,提高了脱硫效果,是一种更环保、工业化前景更广阔的微生物菌的脱硫方法。本论文的第三部分(第六章),使用二硫化物DBADPDS作为再生剂在密炼机中对废乳胶进行力化学脱硫再生,研究了增塑剂环烷油、再生剂DBADPDS用量和脱硫温度对脱硫效果的影响。结果表明,结果表明,随着环烷油用量的增加,DBADPDS在废乳胶中的分散性增强,脱硫废乳胶的门尼粘度和交联密度降低；DBADPDS用量增多,废乳胶的再生效果增强,但过多的DBADPDS会大量断裂废乳胶的主链,再生废乳胶的综合使用性能显著降低,选用0.5phr DBADPDS脱硫的废乳胶的再硫化胶的力学性能较高；废乳胶在密炼机中使用DBADPDS脱硫再生,脱硫温度高于140℃C,橡胶很容易发生裂解,会严重的影响再生胶的性能,脱硫过程中温度控制在120℃左右比较适宜。与前述的生物法脱硫再生废胶比,力化学法难以实现对废胶硫交联键的定向脱硫。