学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

回收聚乙烯/沙粉共混体系及增容改性研究

作　者: 郑伟
导　师: 汪艳
学　校: 武汉工程大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 回收聚乙烯沙粉共混改性马来酸酐接枝改性
分类号: TQ320.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 61次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

回收塑料特别是通用塑料的再利用是环保与可持续发展的重要主题之一,对于废旧塑料的再生主要采用的方法是与其他聚合物或者填料进行共混改性,以得到性能俱佳的复合材料。基于废旧利用和低成本多用途的原则,本论文选用前人很少研究的普通沙粉与回收聚乙烯(RPE)通过熔融共混的方法,制备适合用作结构和装饰板材的复合材料。由于RPE与无机填料性质差异较大,两者难以紧密结合在一起,从而严重影响共混材料的性能,因此本论文在参考前人研究的基础上制备出改性剂聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)与SEBS接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH),通过熔融共混的方法制备RPE/沙粉共混材料,利用上述接枝产物对RPE/沙粉共混体系进行增容改性,考察了改性剂的用量及种类对共混体系力学性能的影响。采用溶液接枝和熔融接枝法对高密度聚乙烯(HDPE)进行马来酸酐(MAH)接枝改性,研究了引发剂用量、单体配比、反应温度、反应时间等不同条件对接枝改性产物接枝率和接枝效率的影响,利用化学分析和红外光谱分析对接枝产物进行了定量分析和表征。结果表明,单体和引发剂用量是影响接枝反应的主要因素。对于溶液法,当物料组成比为HDPE:BPO:MAH=100:2:10(质量比)时,接枝率及接枝效率最佳;而对熔融接枝,当物料组成比为HDPE:DCP:MAH=100:3:12时,接枝率及接枝效率综合效果最好。以DCP为引发剂利用转矩流变仪熔融接枝制备SEBS-g-MAH接枝改性产物,当反应体系组成比为SEBS:MAH:DCP = 100:10:1时,接枝率及接枝效率达到最佳;当MAH用量超过10%后,对接枝率贡献很小却会降低接枝效率。通过熔融共混的方法制备RPE/沙粉共混体系并对其物理力学性能进行了测试。结果表明,沙粉的加入能有效提高RPE的拉伸强度和抗弯性能,但是材料的冲击强度有所降低,当共混组成比为RPE:沙粉=100:80时,材料的综合力学性能最佳。另外,沙粉也提高了材料的表面硬度和维卡软化点,但吸水率略有增加,同时共混体系的熔体黏度增大,加工性能有所降低。利用制备的接枝产物对RPE/沙粉共混体系进行增容改性,考察了增容剂的用量及种类对共混体系力学性能的影响。结果表明,SEBS-g-MAH对共混体系的增韧效果最佳,PE-g-MAH的增强效果最好,LDPE有一定的增韧作用但综合效果不如前两者。增容剂的加入还对共混体系的加工流变性能有所改善。接枝物的接枝率对材料的力学性能和平衡转矩影响不大。通过扫描电镜对共混试样冲击断面进行微观形貌分析,并对增容机理作了初步探析。结果表明,经硅烷偶联剂表面改性处理的沙粉在增容剂的作用下能与PRE树脂形成牢固的界面结合,从而使得复合材料在遭受外力破坏时,能有效地利用沙粉微粒的刚性承载和传递破坏应力,提高了材料抵抗外力破坏的能力,取得了既增强又增韧的良好效果。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章文献综述  11-25
  引言  11
  1.1 回收塑料的再生利用  11-15
    1.1.1 回收塑料再生利用的途径与方法  11-13
    1.1.2 回收塑料再生利用的现状与发展趋势  13-15
    1.1.3 我国回收塑料再生利用行业的问题与展望  15
  1.2 聚合物填充改性与增容  15-18
    1.2.1 聚合物填充改性技术与应用  15-16
    1.2.2 填充剂的表面处理  16-17
    1.2.3 填料-聚合物的界面与相容  17-18
  1.3 聚合物填充体系相容剂的制备与应用  18-24
    1.3.1 聚乙烯接枝MAH 改性  19-21
    1.3.2 SEBS 接枝MAH 改性  21-22
    1.3.3 接枝产物的表征  22-23
    1.3.4 接枝产物作为增容剂在聚合物填充改性中的应用  23-24
  1.4 课题的研究背景和内容  24-25
第二章实验部分  25-33
  引言  25
  2.1 主要试剂及原料  25
  2.2 主要仪器与设备  25-26
  2.3 实验  26-33
    2.3.1 PE-g-MAH 增容剂的制备及表征  26-28
    2.3.2 SEBS-g-MAH 增韧剂的制备及表征  28-29
    2.3.3 RPE/沙粉共混体系制备及性能测试  29-33
第三章相容剂PE-g-MAH 的制备及研究  33-43
  引言  33
  3.1 溶液法制备PE-g-MAH 影响因素分析  33-37
    3.1.1 MAH 和BPO 用量对接枝率及接枝效率的影响  33-35
    3.1.2 反应温度对接枝率的影响  35
    3.1.3 反应时间对接枝率的影响  35-37
    3.1.4 纯化PE-g-MAH 红外光谱分析  37
  3.2 熔融法制备PE-g-MAH 影响因素分析  37-42
    3.2.1 MAH 和DCP 用量对接枝率及接枝效率的影响  37-39
    3.2.2 MAH 用量对平衡转矩及产物颜色的影响  39-41
    3.2.3 PE-g-MAH 纯化物的红外光谱分析  41-42
  3.3 本章小结  42-43
第四章增韧剂SEBS-g- MAH 的制备及研究  43-51
  引言  43
  4.1 SEBS 接枝反应影响因素分析  43-48
    4.1.1 MAH 和DCP 用量对接枝率及接枝效率的影响  43-45
    4.1.2 反应温度对SEBS-g-MAH 接枝率的影响  45-46
    4.1.3 反应时间对SEBS-g-MAH 接枝反应的影响  46-48
  4.2 SEBS-g-MAH 接枝物红外光谱分析  48-49
  4.3 SEBS-g-MAH 接枝物的热失重分析（TG）  49-50
  4.4 本章小结  50-51
第五章 RPE/沙粉共混体系及PE-g-MAH 增容改性研究  51-69
  引言  51
  5.1 RPE/沙粉共混体系  51-59
    5.1.1 沙粉的表面处理改性  51-53
    5.1.2 沙粉的粒径与添加量对共混体系密度的影响  53
    5.1.3 沙粉的粒径与添加量对共混体系弯曲强度的影响  53-55
    5.1.4 沙粉的添加量对共混体系力学性能的影响  55-57
    5.1.5 沙粉在共混体系中微观分布的SEM 分析  57-58
    5.1.6 沙粉对共混体系其他物理性能的影响  58-59
    5.1.7 沙粉的添加量对共混体系流变性能的影响  59
  5.2 PE-g-MAH 对共混体系增容作用研究  59-66
    5.2.1 PE-g-MAH 对共混体系力学性能的影响  60-61
    5.2.2 PE-g-MAH 对共混体系增容作用的SEM 分析  61-62
    5.2.3 PE-g-MAH 对共混体系增容机理探析  62-64
    5.2.4 PE-g-MAH 对共混体系加工流动性能的影响  64
    5.2.5 PE-g-MAH 接枝率对共混体系力学性能的影响  64-65
    5.2.6 PE-g-MAH 接枝率对共混体系平衡转矩的影响  65-66
  5.3 本章小结  66-69
第六章不同增容剂对RPE/沙粉共混体系增容改性研究  69-81
  引言  69
  6.1 SEBS-g-MAH 对共混体系力学性能影响  69-71
  6.2 不同增容剂对共混体系力学性能影响  71-74
  6.3 不同增容剂在共混体系力学中的微观分析  74-76
  6.4 不同加工方法对共混体系的影响  76-79
  6.5 本章小结  79-81
结论  81-85
参考文献  85-92
攻读硕士学位期间发表论文及申请专利情况  92-93
致谢  93

回收聚乙烯/沙粉共混体系及增容改性研究

内容摘要

全文目录

相似论文