灾后重建用板房夹层泡沫聚苯乙烯的回收与改性研究

在四川“5•12”抗震救灾期间,地震灾区共建设板房62.5万套,其中成都有19万多套。按照灾后恢复重建和城市建设规划,数十万套活动板房将逐步拆除或回收利用,而如何回收利用板房泡夹层泡沫聚苯乙烯是一个重要的研究课题。本文以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）作为增容剂,通过乙烯-辛烯共聚物（POE）和不同分子量的高密度聚乙烯（HDPE）来协同增韧回收废旧聚苯乙烯（rPS）。通过rPS/POE/HDPE/SBS四元体系制得的废旧PS复合材料的冲击强度为12.6 kJ/m2,拉伸强度为25.2 MPa,可以替代高抗冲聚苯乙烯（HIPS）使用,具有很好的经济效益和环境效益。而添加复配抗老化配方后,复合材料的抗紫外老化和抗热氧老化性能均得到提高,大大延长了复合材料的使用寿命。     

废旧电视机外壳高抗冲聚苯乙烯的增韧增强改性

利用无机纳米材料碳纳米管(CNTs)及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)通过熔融共混的方法对废旧电视机外壳材料高抗冲聚苯乙烯(HIPS)进行了改性。分别分析了SBS和CNTs对HIPS的韧性和强度的影响效果,以及偶联剂对CNTs/HIPS复合材料拉伸强度性能的影响,同时对CNTs/SBS/HIPS/偶联剂复合材料的力学性能进行了研究。结果表明,与废旧HIPS相比,单纯添加5%(质量分数,下同)SBS时,冲击强度提高137%;添加1%CNTs及1%偶联剂时,复合材料的拉伸强度比原料提高35%;添加1%CNTs、5%SBS及1%偶联剂时,拉伸强度提高22%,冲击强度提高111%。     

POE对SBS改性沥青老化性能的影响

为探求POE(乙烯/辛烯共聚物)改善SBS改性沥青老化性能的机理,通过沥青流变指标分析、荧光显微分析及红外光谱分析,对SBS改性沥青、POE/SBS复合改性沥青及其短期、长期老化后的残留物进行性能测试。结果表明,POE分子流动性能优良,掺入SBS改性沥青后,POE可与SBS共混相容,使SBS在基质沥青中分散更均匀、溶胀更充分,所形成相容体系延缓了SBS老化降解程度。     

SBS增容HDPE/WGTR TPE的微观结构与界面研究

采用熔融共混法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/废旧轮胎胶粉(WGRT)热塑性弹性体(TPE),以线型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为增容剂,对其微观结构及界面进行了系统研究。结果表明:SBS增容后的复合体系中界面作用获显著增强,拉伸断面的弹性回复能力获提升;脆断过程中基体相产生的微原纤结构更为明显;且刻蚀后样品表面可观察到明显的HDPE球晶的片晶结构;通过EDX不仅可以表征界面,而且对样品具有一定的探测深度。     

纳米碳酸钙对回收丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物性能的影响

利用熔融共混方法制备出纳米碳酸钙/回收丙烯腈-丁二烯-苯乙烯复合材料,采用偶联剂对纳米碳酸钙表面改性,或加入增容剂马来酸酐接枝(丙烯腈/苯乙烯)共聚物(AS-g-MAH),得到力学性能较好的纳米碳酸钙/回收丙烯腈-丁二烯-苯乙烯复合材料.研究了纳米碳酸钙含量、偶联剂、增容剂AS-g-MAH对回收丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)力学性能的影响.实验结果表明:与新料ABS相比,回收的ABS性能有所下降.纳米碳酸钙含量为ABS质量的2%,硅烷偶联剂含量为纳米碳酸钙质量的5%,或增容剂AS-g-MAH为纳米碳酸钙质量的2%时,回收ABS的力学性能最佳.扫描电镜显示加入增容剂AS-g-MAH后,纳米碳酸钙粒子能均匀混合在回收ABS中,且粒径分布较窄,分散性好;无增容剂时有纳米碳酸钙团聚粒子出现.     

AS/POE共混体系的增容增韧改性研究

研究乙烯-辛烯共聚物(POE)用不同相容剂增容对AS(苯乙烯-丙烯腈共聚物)增韧效果的差异及其对共混体系力学性能和熔体流动速率的影响,用SEM和DSC研究共混体系的相容性.比较接枝率为1.0%的PE-g-MAH、接枝率为1.8%的PE-g-MAH、接枝率为1.2%的POE-g-MAH三种相容剂对POE/AS共混体系力学性能、熔体流动速率的影响.研究表明:相容剂的加入进一步提高了共混体系的冲击强度,起到了增容的作用,拉伸强度和熔融指数均有所下降.     

弹性体对废弃聚苯乙烯/生物质复合材料性能的影响

将可回收的生物质(花生壳纤维、秸秆纤维、芦苇纤维)与废弃聚苯乙烯(PS)熔融共混,制备了废弃PS/生物质复合材料。通过力学性能、加工流动性能分析,优化了生物质纤维种类和用量。比较了弹性体氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)和三元乙丙橡胶(EPDM)对废弃PS/生物质复合材料力学性能的影响。结果表明,选择芦苇纤维,芦苇与聚苯乙烯质量比为30∶50时,复合材料的力学性能比添加其他两种纤维的复合材料更好。添加弹性体SEBS和EPDM后,废弃聚苯乙烯/芦苇纤维复合材料的冲击强度分别提高了36.1%、6.56%,SEBS更有利于复合材料韧性的提升。废弃聚苯乙烯/芦苇复合材料中加入弹性体SEBS、EPDM后,最大分解温度分别提高了2.76%和2.57%,500℃的残炭率分别提高了109%和3.99%。最大分解速率分别下降了0.44%/℃和0.34%/℃,表明弹性体有利于提高废弃PS/芦苇复合材料的高温热稳定性。     

碳酸钙和乙烯-辛烯共聚物对废旧聚丙烯塑料的改性

研究了废旧聚丙烯塑料的共混工艺、增强增韧改性及共混物的流动性能.以废旧聚丙烯塑料为研究对象,加入无机填料碳酸钙,增韧剂乙烯-辛烯共聚物及适量相容剂马来酸酐接枝聚丙烯对其进行增强增韧改性,通过熔融共混法制备了聚丙烯/碳酸钙、聚丙烯/碳酸钙/乙烯-辛烯共聚物两种复合材料.结果表明:碳酸钙和乙烯-辛烯共聚物对废旧聚丙烯塑料均有良好的的增韧效果,马来酸酐接枝聚丙烯作为聚丙烯/碳酸钙复合体系的界面改性剂能有效改善分散相碳酸钙在连续相聚丙烯中的分散状态,但乙烯-辛烯共聚物的加入会降低复合材料的拉伸强度,且共混体系的流动性能也有明显的降低趋势.当聚丙烯/碳酸钙/乙烯-辛烯共聚物质量份数比为100/15/10时,两种复合材料的悬臂梁缺口冲击强度均达到最大值,增韧效果最佳,弯曲强度和模量也有一定程度的提高,复合材料表现出良好的综合力学性能.     

SBS增容LDPE/WGRT TPE的Mullins效应及其可逆回复行为

采用熔融共混法制备了系列低密度聚乙烯(LDPE)/废旧轮胎胶粉(WGRT)共混物,以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为增容剂制备了系列热塑性弹性体(TPE),并研究了两体系的力学性能、压缩Mullins效应及可逆回复行为。结果表明:与未增容体系相比,SBS增容后系列TPE的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度均显著提高;在单轴循环压缩过程中,两体系均表现出明显的Mullins效应,但增容后体系的瞬时残余应变、内耗、阻尼因子(tanδ)和应力软化因子均显著下降,表明高弹性获得改善;升温可改善Mullins效应的回复行为,且最佳温度为100℃,SBS增容也可提升回复能力。     

无卤阻燃增韧尼龙1313/POE/MCA复合材料的研究

以马来酸酐功能化的乙烯/辛烯共聚物(POE-g-MA)为弹性体,三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为阻燃剂,在SHJ-36双螺杆挤出机中制备了无卤阻燃增韧尼龙1313/POE/MCA复合材料.测定了无卤阻燃尼龙1313/POE/MCA复合材料的极限氧指数(LO I),用扫描电镜(SEM)观察了经锥形量热仪燃烧的该复合材料残炭的形貌.实验结果表明,当POE-g-MA,MCA的质量分数分别为15%和12%时,复合材料的LO I为32%,垂直燃烧通过UL94V-0级,缺口冲击强度是纯尼龙1313的5.5倍,实现了在不使用卤元素阻燃剂并且保证尼龙1313/POE/MCA复合材料力学性能的前提下,大幅度提高该材料阻燃性能的要求.