废旧家用电器外壳用R-PP和R-ABS的共混改性研究

摘要

本文首先对废旧家用电器外壳用ABS(R-ABS)和PP(R-PP)在生命周期中氧化降解发生的变化进行了研究。然后分别采用二嵌段共聚物苯乙烯-乙烯/丙烯(SEP)和三嵌段共聚物苯乙烯-氢化异戊二烯-苯乙烯(SEPS)作为相容剂，在双螺杆挤出机中熔融共混制备了R-PP/R-ABS/SEP和R-PP/R-ABS/SEPS共混物，并对共混物的性能进行了研究。
　　主要结果如下：
　　（1）采用红外光谱、热重分析、扫描电镜和力学性能等测试方法对R-ABS和R-PP在其生命周期中的降解进行了研究，研究表明R-PP和R-ABS发生了氧化断链，致使其综合力学性能发生了一定程度的降低。
　　（2）本论文分别采用SEP作为相容剂，制备了Rich-R-PP(R-PP/R-ABS=80/20、70/30和60/40)和Rich-R-ABS(R-ABS/R-PP=80/20、70/30和60/40)共混物。并研究了共混物的力学性能。结果表明，对于Rich-R-PP和Rich-R-ABS共混体系R-PP和R-ABS的比值分别为70/30和30/70时，共混物的性能最优。
　　（3）分别选用SEP和SEPS作为相容剂制备了R-PP/R-ABS=70/30的共混物，并对共混物的流变性能、力学性能、微观结构以及结晶性能进行了研究。流变性能的研究表明，随着 SEP和SEPS含量的增加共混物的平衡转矩增大，当SEP和SEPS为5phr时，平衡转矩分别达到最大值，此时相容剂对共混体系影响达到饱和，平衡转矩保持不变。
　　力学性能的研究表明，共混物的冲击强度随着SEP和SEPS含量的增加先增加后减小，同时SEPS对共混物的冲击强度增加幅度影响稍大，当SEPS为5phr时，冲击强度达到最大值4.0kJ/m2，比未加相容剂时提高了52％；而且共混物Rich-R-PP/SEPS的拉伸强度和弯曲强度始终比共混物Rich-R-PP/SEP的高。同时随着相容剂SEPS含量的增加拉伸强度先增加后减小，在SEPS含量为5phr时，拉伸强度达到最大值26.7MPa，比R-PP/R-ABS/SEP=70/30/5的拉伸强度提高了30%。这说明对于Rich-R-PP共混体系SEPS对共混物的力学性能的影响优于SEP。脆断断面扫描电镜的的研究表明，随着SEP和SEPS的加入减小了分散相的平均粒径，降低了分散相的聚集程度。当加入5phr的SEP和SEPS时，R-ABS颗粒呈球形或椭球形，颗粒的尺寸更小，分布更加均匀。对Rich-R-PP/SEPS共混物结晶性能的研究表明，30%R-ABS的加入抑制了R-PP的结晶。但是SEPS的加入对Rich-R-PP共混体系的结晶几乎没有影响。
　　（4）分别选用SEP和SEPS作为相容剂制备了R-PP/R-ABS=30/70的共混物，并研究了共混物的流变性能、力学性能、微观结构以及结晶性能。
　　流变性能的研究表明，随着 SEP和SEPS含量的增加共混物的平衡转矩增大，当SEP和SEPS为7.5phr时，平衡转矩分别达到最大值，此时相容剂对共混体系影响达到饱和，平衡转矩保持不变。
　　力学性能的研究表明，共混物的冲击强度随着相容剂SEP和SEPS含量的增加而增加, SEP的增加幅度更大，当SEP含量为7.5phr时，冲击强度达到最大值5.9kJ/m2，相对于未加相容剂时提高了97%，相对于R-ABS/R-PP/SEPS=70/30/7.5时提高了12%；但共混物Rich-R-ABS/SEPS的拉伸强度也始终比共混物Rich-R-ABS/SEP的高，而且随着相容剂SEPS含量的增加拉伸强度先增加后减小，在SEPS含量为5phr时，拉伸强度达到最大值24.7MPa，比 Rich-R-ABS/SEP的拉伸强度提高了50%，综合考虑对于Rich-R-ABS共混体系SEPS对共混物的力学性能的影响优于SEP。
　　对Rich-R-ABS/SEPS共混物冲击断面扫描电镜的研究表明，R-PP仍为连续相。未加相容剂时共混物为“双连续相”结构，SEPS的加入改变了共混体系的微观形貌，由原先的“双连续相”结构变为“海-岛”结构，并且分散相R-ABS粒径逐渐减小，总体均匀性逐渐增加，两相界面越来越模糊。SEPS为7.5phr时，R-ABS粒径更小，分散更均匀，界面模糊不清。
　　对Rich-R-ABS/SEPS共混物结晶性能的研究表明，70%R-ABS的加入抑制了R-PP的结晶。但是SEPS的加入对Rich-R-ABS共混体系的结晶几乎没有影响。

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英文摘要

目录

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 回收家用电器塑料的处理手段

1.3 ABS和PP概述

1.4 R-ABS与R-PP共混研究

1.5 本课题提出意义和研究内容

2 废旧家电外壳用R-PP和R-ABS的分析

2.1 前 言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

3 嵌段共聚物对Rich-R-PP共混体系的影响

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

4 嵌段共聚物对Rich-R-ABS共混体系的影响

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

5 结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢