r-PET/ABS复合材料的制备及其结晶动力学研究

摘要

PET因为其自身优异的机械性能，被广泛应用于各个方面。其背后产生的“白色污染”严重影响着人类的生存环境，而且也造成了资源的大量浪费。因此如何回收利用PET是一个非常具有研究价值的课题。本文在研究了加工过程中挤出次数对r-PET性能影响的基础上，以SMA作为增容剂制备了r-PET/ABS/SMA复合材料，对其结构和性能进行了探究。基本内容及结论如下:
　　(1)通过双螺杆挤出机对r-PET进行多次熔融挤出，研究挤出次数对r-PET性能的影响。乌氏粘度计、维卡软化点温度测定仪以及熔体流动速率仪的表征结果显示，随着挤出次数的增多，r-PET的粘均分子量下降、耐热性和熔体流动性降低，Haake转矩流变仪研究结果显示最终扭矩都稳定在一个值0.2N·m，反映出了比较低的熔体粘度。造成这些现象的原因与r-PET加工过程中发生热降解、水解等副反应致使分子量下降有关。最终实验结果表明，熔融挤出四次之后，r-PET的粘均分子量及其各项性能趋于稳定。说明此时的加工条件已对r-PET的各项性能影响不大。
　　(2)采用熔融挤出方法制备了一系列不同组分配比r-PET/ABS复合材料。扫描电镜(SEM)表征结果显示，ABS与r-PET之间存在较为明显的相分离，二者之间的相容性不理想。力学性能和加工性能测试表明，ABS树脂的添加对于r-PET的冲击强度和熔体粘度有较大改善，而对于r-PET的拉伸性能产生了比较严重的负影响。差示扫描量热法(DSC)表征显示，第一次升温过程中，由于ABS分子的SAN相的异相成核效应，从而促进了r-PET结晶过程。但在退火后的第二次升温过程中，由于链段的剧烈运动以及链段之间的相互作用，ABS相的添加阻碍了r-PET的结晶进程。
　　(3)通过熔融挤出方法制备了含有增容剂SMA质量分数不同的r-PET/ABS/SMA复合材料，讨论了增容剂SMA对复合材料结构与性能的影响。SEM表征结果显示，增容剂SMA的加入大大改善了r-PET与ABS之间的相容性，使得ABS相的区域尺寸明显减小且分散的更为均匀。力学性能和加工性能的测试表征结果显示，随着增容剂SMA添加量的增多，r-PET/ABS共混体系的各项力学性能和熔体粘度均是提高的。但当增容剂SMA添加量达到10wt.％时，力学性能和熔体粘度出现了下降，体系呈现共连续结构。DSC第一次升温曲线显示，增容剂SMA的加入使得r-PET二次结晶比较完全。退火后的第二次升温过程中，增容剂SMA的加入促进了ABS对r-PET结晶过程的阻碍。
　　(4)采用DSC方法对r-PET、r-PET/ABS和r-PET/ABS/SMA三种材料的非等温结晶过程进行了研究。实验结果表明，三种体系的结晶温度均随着降温速率的增大而降低，结晶速率则相反。当降温速率相同时，r-PET结晶起始温度和结晶速率最大，而r-PET/ABS/SMA最小。同时得到，成核方式对降温速率有一定的依赖性，随着降温速率的增大，r-PET的晶体生长方式由多维向低维转变。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 PET聚酯简介

1．2 PET聚酯回收方法

1．2．1 r-PET的化学回收方法

1．2．2 r-PET的物理回收方法

1．3 弹性体增韧r-PET

1．3．1 弹性体增韧r-PET的研究现状

1．3．2 弹性体增韧r-PET机理

1．4 r-PET与ABS复合材料的研究进展

1．4．1 增容剂的选择

1．4．2 ABS和r-PET复合材料制备进展

1．5 本文的研究目的、内容和创新点

第二章 熔融挤出对r-PET性能的影响

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验药品与仪器

2．2．2 多次挤出r-PET样品的制备

2．2．3 乌氏粘度计测粘均分子量

2．2．4 测试与表征

2．3 结果分析讨论

2．3．1 多次挤出r-PET粘均分子量表征结果分析

2．3．2 多次挤出r-PET耐热性能表征结果分析

2．3．3 多次挤出r-PET熔体流动性能表征结果分析

2．3．4 多次挤出r-PET加工性能表征结果分析

2．4 本章小结

第三章 r-PET／ABS复合材料的制备及性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验药品及仪器

3．2．2 r-PET瓶片的预处理

3．2．3 r-PET／ABS复合材料的制备

3．2．4 测试与表征

3．3 结果分析和讨论

3．3．1 r-PET／ABS复合材料SEM表征结果分析

3．3．2 r-PET／ABS复合材料力学性能表征结果分析

3．3．3 r-PET／ABS复合材料加工性能表征结果分析

3．3．4 r-PET／ABS复合材料DSC表征结果分析

3．4 本章小结

第四章 SMA增容r-PET／ABS复合材料的制备

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验药品及仪器

4．2．2 r-PET瓶片的预处理

4．2．3 r-PET／ABS／SMA复合材料的制备

4．2．4 测试与表征

4．3 结果分析和讨论

4．3．1 r-PET／ABS／SMA复合材料SEM表征结果分析

4．3．2 r-PET／ABS／SMA复合材料力学性能表征结果分析

4．3．3 r-PET／ABS／SMA复合材料加工性能表征结果分析

4．3．4 r-PET／ABS／SMA复合材料DSC表征结果分析

4．4 本章小结

第五章 r-PET／ABS／SMA复合材料的结晶动力学研究

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 实验药品和仪器

5．2．2 r-PET／ABS和r-PET／ABS／SMA复合材料的制备

5．2．3 测试与表征

5．3 结果分析与讨论

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文及奖项

声明

致谢