第七章廢舊塑料改性利用技術

高分子學院塑料工程教研室

Weuseabout32billionpoundsofplasticayear--andrecycleonlyabout2%ofit!Butrecycledplasticcanbemadeintomanynewproductsfromdetergentcontainerstoparkbenches.概述概述假設2008年初年您有1000美元,如果買了達美航空的股票,一年以后還能剩下49美元;如果買了AIG的股票,剩下約12美元;如果買了房地產(chǎn)股票,剩下約2.5美元;如果買1000美元的啤酒,喝光后再把易拉罐送去回收站,還能換回214美元!概述假設2008年初您有1000元,如果買了招商銀行的股票,一年以后還能剩下250元;如果買了江西銅業(yè)的股票,剩下約166元;如果買了中國船舶股票,剩下約120元;如果買1000元的三鹿奶粉,喝光后再把空罐送回經(jīng)銷商,還能換回1000元!

概述概述廢舊塑料的直接再生利用：是指不經(jīng)過任何改性，將廢舊塑料經(jīng)過簡單的處理后直接進行成型加工的利用方式。優(yōu)點：工藝簡單、再生制品成本低廉。缺點：再生料制品的力學性能下降較大，不易制作高檔次的制品。概述廢塑料破碎、洗滌重新造粒加工制品加入新料中局限：要求相對較清潔的廢料高分離技術產(chǎn)品的最終用途市場有限屬勞動密集型加工廢舊塑料的直接再生利用：再生塑料的大分子結構與性能再生塑料的結構變化主要表現(xiàn)為降解。即結構參數(shù)中的樹脂大分子分子量下降，物理力學性能中的拉伸強度、模量皆趨于下降。再生的熱塑性塑料流動性能提高、熔體粘度下降。相應的再生料的熔體流動速率比再生老化前的值高。結晶型樹脂再生塑料的結晶度比其使用前降低，熔點也隨之向低溫方向移動。概述為了改善再生料的基本力學性能，滿足制品的質(zhì)量需求，應當采取各種改性方法，使廢舊塑料的某些力學性能達到甚至超過原樹脂制品的性能，因此，對廢舊塑料的改性再利用是很有發(fā)展前景的途徑，越來越受到人們的重視。改性利用是廢舊塑料發(fā)展的方向！為提高再生料的力學性能，需對其進行各種改性?；罨療o機粒子填充改性、彈性體增韌改性、短纖維的改性、與另外一種樹脂并用的合金化改性等共混改性。改性再生再生料機械共混改性化學接枝改性如：增韌、增強、并用、復合、活化粒子填充如：交聯(lián)、接枝、氯化優(yōu)點：制品的力學性能得到改善和提高，可以做檔次較高的再生制品缺點：工藝路線較復雜、有的需特定的機械設備第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術1.聚乙烯廢舊塑料改性方法（1）共混改性在回收再生的過程中，可將幾種聚合物在相容劑的作用下混合，使其結構和分子間作用力發(fā)生變化，即合金化。相容性技術在混合廢塑料再生利用中的應用聚合物共混體系的相容性

聚合物之間的相容性是決定共混物性能的關鍵熱力學相容性工藝相容性力學相容性

聚合物共混物可由兩種或兩種以上的聚合物組成，對于熱力學相容（分子水平上的均勻）的共混體系，可能形成均相的形態(tài)結構。

對于熱力學不相容的共混體系則可能形成兩個或兩個以上的相，這種多相形態(tài)結最為普遍。由兩種聚合物構成的兩相聚合物共混物，按照共混物的形態(tài)可分成：

相容性技術在混合廢塑料再生利用中的應用對于熱力學不相容的共混體系的相，按照共混物的形態(tài)可分成：“均相”體系(共混后只出現(xiàn)一個Tg)

均相結構Homogeneousphase聚合物A聚合物B熱力學相容體系：各相同性材料，性能往往介于各組分聚合物性能之間?！昂?島”結構(用分散度和均一性表征)共混物性能：各相同性材料，其性能有可能大大超出各組分自身的性能，應用價值高于均相體系“海-?！苯Y構聚合物A聚合物B海-島型相結構Sea-islandsphase聚合物A聚合物B海-海型相結構Sea-seaphase17相容劑相容劑的作用原理:1.使聚合物易于相互分散，得到宏觀上均勻的共混產(chǎn)物。2.相容劑可以降低兩相界面的界面張力，改善聚合物體系中兩相界面的性能，增加相間的粘合力，并具有長期穩(wěn)定的性能。相容劑的類型第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術1.聚乙烯廢舊塑料改性方法（1）共混改性聚乙烯的共混改性分為：聚乙烯族內(nèi)共混改性和聚烯烴族內(nèi)共混改性兩大類。第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術1.聚乙烯廢舊塑料改性方法（1）共混改性聚乙烯族內(nèi)共混改性：聚乙烯族內(nèi)組分間形容性好，改性效果明顯。例：LLDPE的各向物理性能均接近于HDPE，但其環(huán)境應力開裂性能十分突出。LLDPE與HDPE以任何比例共混，不僅可以改善HDPE的韌性，降低結晶度，還可提高HDPE耐熱性。第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術硬質(zhì)PE管材大多為HDPE的制品；農(nóng)用PE膜基本上是LLDPE/LDPE或LDPE/HDPE混合料吹塑膜；食品包裝膜基本為LDPE或HDPE與LLDPE合金吹塑膜；按照品種分揀，即困難又費時費力，若從不同品種PE可以實施共混改性的原理出發(fā)，沒有必要將PE回收料進行分揀。第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術1.聚乙烯廢舊塑料改性方法（1）共混改性聚乙烯族內(nèi)共混改性：在制備PE再生合金時，可根據(jù)回收料的不同情況進行分別處理。如需強度值高些，就混入一定量的HDPE再生料或HDPE樹脂；如需沖擊性能高些，就混入一定量的LDPE再生料或原樹脂。第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術1.聚乙烯廢舊塑料改性方法（1）共混改性聚烯烴族內(nèi)共混改性：利用回收的各類PE和回收的PP料制備PP二元合金；也可以直接采用回收農(nóng)膜與回收PP料制備PP三元合金。為什么是三元？第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術制備PP二元或三元合金的意義？如果再回收的廢舊塑料制品中只含PP、PE且以PP廢料為主題，則不需將PP與PE進行分揀，而且直接在清洗和干燥后，加入EPR，即可得到?jīng)_擊性能較好的回收PP合金。第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術1.聚乙烯廢舊塑料改性方法（2）填充改性在廢舊聚乙烯中加入填料目的？A.降低再生聚乙烯制品的成本；B.提高制品的強度。注意：在加工過程中，填料表面與樹脂表面易形成界面層，對再生材料性能影響很大，可對填料進行活化處理。偶聯(lián)劑能顯著影響填充復合材料的性能。用不經(jīng)活化處理的填料填充聚乙烯對制品的力學性能有一定不利影響；而經(jīng)活化處理的填料比未處理的填料更能提高共混物性能，甚至還高于原樹脂性能。以廢舊HDPE為改性基質(zhì)，用KH570偶聯(lián)劑對鈦白粉進行表面改性，改性效果如下：TiO2（質(zhì)量份）活化劑及配合劑（質(zhì)量份）沖擊強度/(kJ/m2)拉伸強度/MPa斷裂伸長率（%）KH570DCP701.101120.716701.10.1不斷31.6850701.10.25不斷32.2900701.10.40不斷28850活化的無機粒子不僅廣泛用于新樹脂，也適用于填充廢舊熱塑性塑料。注意：填充改性適用于對外觀和力學性能要求不高的聚乙烯粗大制品?；厥樟系男阅芤延胁煌潭鹊南陆?，所以填料的添加量要適量。1.聚乙烯廢舊塑料改性方法（2）填充改性例：廢舊聚乙烯的木粉填充改性料用廢舊聚乙烯與木粉共混改性制成型材，代替現(xiàn)在用的木材包裝箱的好處：廢物利用減少對樹木的砍伐解除：因蟲害造成木板包裝箱出口的禁運例：廢舊聚乙烯的木粉填充改性料原料與配方設計：原料質(zhì)量份低密度聚乙烯薄膜回收粒料100木粉（20目）30-50鈦酸酯偶聯(lián)劑1-2酚醛樹脂粉、EVA、SBS、醋酸乙烯共聚物、EPDM、等8其他助劑適量例：廢舊聚乙烯的木粉填充改性料工藝流程：木粉烘干（含水量小于0.5%）表面處理密煉捏合兩輥煉塑出片熱壓成片制樣偶聯(lián)劑PE回收料和助劑、改性劑檢測性能例：廢舊聚乙烯的木粉填充改性料性能：拉伸強度下降，但材料再加工性能，如釘、鋸、刨的加工性能逐步增加。100份回收PE中加入50份木粉。配方中加入1%、2%、3%的鈦酸酯偶聯(lián)劑處理。鈦酸酯處理木粉對填充后的制品性能有很好的作用，但隨著用量增大，性能改善幅度減小，但成本增加；所以，最佳用量1-2%。例：廢舊聚乙烯的木粉填充改性料性能：100份回收PE中加入50份經(jīng)1%鈦酸酯處理的木粉，再加入8%的酚醛樹脂粉、EVA、EAA、SBS、EPDM對該體系進行改性。酚醛樹脂粉對于改善木粉填充回收PE體系具有較好的作用，原因？酚醛在熔融、交聯(lián)時與木粉中纖維素產(chǎn)生化學鍵、物理鍵的聯(lián)系，使木粉與聚乙烯大分子的相容性增加，從而改善了木粉填充PE體系的力學性能。所以，酚醛樹脂粉起到PE和木粉的相容劑的作用。例：廢舊聚乙烯的木粉填充改性料性能：100份回收PE中加入50份經(jīng)1%鈦酸酯處理的木粉，再加入8%的酚醛樹脂粉、EAA、EVA、SBS、EPDM對該體系進行改性。EAA(乙烯丙烯酸共聚物)對拉伸強度有很好的改性效果，主要是由于EAA羧基與木粉中的纖維素產(chǎn)生一定的化學鍵，EAA起到了高界面粘結力的作用，是一種很好的相容劑。例：廢舊聚乙烯的木粉填充改性料性能：100份回收PE中加入50份經(jīng)1%鈦酸酯處理的木粉，再加入8%的酚醛樹脂粉、EAA、EVA、SBS、EPDM對該體系進行改性。EVA（乙烯醋酸乙烯共聚物）、SBS、EPDM,與木粉的表面作用力較小，無化學鍵生成，對提高材料的沖擊強度有益處，但用量增加，材料剛性下降，綜合性能提高不大。例：滑石粉填充廢舊聚乙烯原料與配方：原料質(zhì)量份廢舊聚乙烯薄膜50滑石粉15三飛粉（CaCO3）3-8BaSt1.5制備方法：把廢聚乙烯薄膜洗凈、粉碎加入混合器中，然后加入滑石粉、三飛粉、BaSt高速攪拌混合均勻即可。用途：用于建筑業(yè)。第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術1.聚乙烯廢舊塑料改性方法（3）增韌改性廢舊聚乙烯的耐沖擊性一般較低，原因？？？老化、分子鏈降解！常用：彈性體對廢舊聚乙烯進行增韌改性。第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術1.聚乙烯廢舊塑料改性方法（3）增韌改性彈性體增韌改性廢舊聚乙烯的機理？？？分散相彈性體粒子對裂紋端點起“鈍化”作用，并使應力分布在粒子周圍，應力分散達到了抑制裂紋發(fā)展的目的；同時可提高HDPE的韌性，對應力起到了緩沖的作用，降低了HDPE由于應力集中帶來的內(nèi)部缺陷。第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術1.聚乙烯廢舊塑料改性方法（3）增韌改性增韌改性再生聚乙烯的彈性體種類較多，較為理想的有SBR、IIR(丁基橡膠)等。例：橡塑滲灌管是一種采用再生聚乙烯與橡膠粉并用，并添加一些特殊助劑制成的特殊用途的膠管，整體結構為三維連通管網(wǎng)。第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術橡塑滲灌管第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術1.聚乙烯廢舊塑料改性方法（4）交聯(lián)改性聚乙烯再生料進行交聯(lián)改性，是為了改善其形態(tài)穩(wěn)定性、耐蠕變性及環(huán)境應力開裂性。通過交聯(lián)，廢舊聚乙烯的結晶度下降，被掩蓋的韌性又重新表現(xiàn)出來。第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術聚乙烯充分交聯(lián)后，形成三維結構。從熱塑性塑料變?yōu)闊峁绦运芰?，力學性能大大改善。對于回收的聚乙烯來說，只需輕度交聯(lián)，即可在保持其熱塑性的同時，又提高力學性能，并且再生的聚乙烯制品在廢棄后還可再生利用。第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術廢舊聚乙烯的交聯(lián)改性主要分為：化學交聯(lián)通常在材料的軟化點之上使材料充分塑化，然后加入交聯(lián)劑，使材料分子交聯(lián)。輻射交聯(lián)是利用輻射源的各種高能射線，將加有交聯(lián)劑的材料輻照交聯(lián)。聚乙烯再生料主要采用化學交聯(lián)法?；瘜W交聯(lián)采用的交聯(lián)劑為有機過氧化物等。第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術例：膠粉用于交聯(lián)聚乙烯時，需用過氧化物4%，硫磺1%（質(zhì)量分數(shù)），并在177℃的條件下，用15min的時間進行交聯(lián)。在低密度聚乙烯中，膠粉只起稀釋作用；在高密度聚乙烯中，摻用膠粉，其性能接近中密度PE.第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術例：廢舊聚乙烯制備泡沫塑料片材原料與配方設計：原料質(zhì)量份廢舊聚乙烯薄膜80-90改性劑10-20發(fā)泡劑AC3-8交聯(lián)劑DCP0.5-1.5填充劑CaCO330-100發(fā)泡劑適量第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術例：廢舊聚乙烯制備泡沫塑料片材制備方法：設備：開煉機，平板硫化機發(fā)泡片材的制備工藝過程如下：回收料改性劑填充劑（100±10℃）20min塑煉加AC混煉加DCP混煉出片發(fā)泡壓制（180±5℃）10min泡沫成品第一節(jié)聚乙烯廢舊塑料改性利用技術例：廢舊聚乙烯制備泡沫塑料片材性能：泡孔結構為微孔;密度0.18-0.28g/cm3;硬度（邵A）35-58;拉伸強度≥0.9MPa；拉伸率≥80%；彈性≥20%.以廢舊聚烯烴為基料，用高分子改性劑進行改性，經(jīng)交聯(lián)發(fā)泡成型可以得到較為理想的泡沫片材，其物理機械性能基本接近新料制品的性能，且原料易得，成本低，操作技術簡單，生產(chǎn)中無三廢等。高分子材料的性能取決于形態(tài)結構，而形態(tài)結構很大程度上依賴于加工的工藝條件。大多數(shù)聚合物合金在加工過程中形成不相容的體系，界面之間的相互作用比較弱，削弱了共混材料的性能。原位微纖化技術就是通過對聚合物共混物熔體采用擠塑、注塑等加工方法，使分散相在基體中原位形成增強的微纖。原位微纖化共混物的制備途徑有兩種:①是“熔融擠出-熱拉伸-淬冷”方法，將兩種熔融溫度不同且不相容的共混物擠出，在擠出物未冷卻前對熔體進行適度的熱拉伸，使高熔點組分原位形成微纖,最后通過淬冷使微纖保存下來。該法較簡單，易于控制形態(tài),生產(chǎn)效率高。原位微纖化共混物的制備途徑有兩種:②是“熔融擠出-固相拉伸-退火”方法，即將兩種熔融溫度不同且不相容的共混物擠出,然后對擠出物進行冷拉，使兩種聚合物都取向，最后選取兩組分熔點間的溫度進行退火，作為基體的分子鏈解取向，而高熔點的分散相組分的取向狀態(tài)將得到保持。聚乙烯（PE）和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）作為主要的包裝材料，通常在制品中均含有PE和PET，由于分離較為困難而且兩者相容性很差，不利于回收利用。通常采用共混合金化的方式提高回收利用價值，降低成本。但若采用普通的熔融共混工藝，PET為分散相時，其形態(tài)為球狀，共混物的性能很低；若采用原位微纖化技術，則可以使得PET呈微纖狀形態(tài)，大大提高了共混物的性能。聚丙烯改性再利用：將再生料經(jīng)過物理或化學方法改性（如復合、增強、接枝）后，再加工成型。

改性第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術物理改性填充改性

增韌改性

增強改性

化學改性接枝

交聯(lián)

共聚

第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術一、聚丙烯共混與增強改性料原料與配方設計原料質(zhì)量份廢舊PP30%-90%新PP90%-30%乙丙橡膠5%玻璃纖維25%助劑適量第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術一、聚丙烯共混與增強改性料制備方法：將原材料按質(zhì)量比稱好，在雙輥混煉機上，溫度為180℃左右，混煉10min，經(jīng)平板硫化機壓制成制品或樣品。性能：（各種聚丙烯的物理性能）原料沖擊強度/(KJ/m2)拉伸強度/MPa拉斷伸長率/%廢聚丙烯8.318.56.67新聚丙烯（遼陽）2133.116.7新聚丙烯（韓國）沖不斷25.213.3廢聚丙烯：新聚丙烯（質(zhì)量比）1:31:21:12:13:1沖擊強度/(KJ/m2)8.99.310.112.012.0拉伸強度/MPa25.322.621.520.217.8拉斷伸長率/%12.812.010.59.77.9廢聚丙烯與新聚丙烯（遼陽）共混物的物理性能：廢聚丙烯與新聚丙烯（韓國）共混物的物理性能：廢聚丙烯：新聚丙烯（質(zhì)量比）1:31:21:12:13:1沖擊強度/(KJ/m2)沖不斷沖不斷35.730.628.7拉伸強度/MPa16.816.917.417.517.5拉斷伸長率/%13.313.113.013.011.7增韌！結論：廢PP和新PP共混，無論沖擊強度、拉伸強度、拉伸伸長率都明顯提高特別是加入韓國的新PP，沖擊強度成倍增加，拉伸伸長率接近韓國新PP,尤其是當廢PP是新聚丙烯的兩倍時，沖擊強度還能達到30.6KJ/m2，并拉伸強度接近于新PP。但是，韓國PP拉伸強度本身不高，造成使用上的局限性。廢聚丙烯：新聚丙烯（質(zhì)量比）1:31:21:12:13:1沖擊強度/(KJ/m2)8.99.310.112.012.0拉伸強度/MPa25.322.621.520.217.8拉斷伸長率/%12.812.010.59.77.9廢聚丙烯與新聚丙烯（遼陽）共混物的物理性能：廢聚丙烯與新聚丙烯（遼陽）、乙丙橡膠共混物的物理性能：廢聚丙烯：新聚丙烯（質(zhì)量比）1:31:21:12:13:1沖擊強度/(KJ/m2)沖不斷沖不斷43.535.030.8拉伸強度/MPa25.822.620.719.717.5拉斷伸長率/%24.524.020.616.714.3結果表明：當乙丙橡膠含量為5%時，可提高廢聚丙烯的拉伸強度，更為有效的是沖擊強度、拉伸伸長率成倍增加。這是由于乙丙橡膠本身是一種彈性體，和PP共混時它形成分散相，無規(guī)分布在PP相中，起到應力分散的作用，同時降低了PP連續(xù)相的結晶度，起增韌效果。廢聚丙烯：新聚丙烯（質(zhì)量比）1:31:21:12:13:1沖擊強度/(KJ/m2)28.325.623.720.519.7拉伸強度/MPa30.829.728.826.525.4拉斷伸長率/%18.716.512.310.08.0廢聚丙烯與新聚丙烯（遼陽）、乙丙橡膠共混物的物理性能：廢聚丙烯：新聚丙烯（質(zhì)量比）1:31:21:12:13:1沖擊強度/(KJ/m2)沖不斷沖不斷43.535.030.8拉伸強度/MPa25.822.620.719.717.5拉斷伸長率/%24.524.020.616.714.3廢聚丙烯與新聚丙烯（遼陽）、乙丙橡膠、玻璃纖維共混物：結果表明：由于聚丙烯高分子鏈的非極性結構，玻璃纖維與樹脂難粘結，因而增強效果不太明顯。為進一步提高共混物的拉伸強度，在以上工作的基礎上，可加入經(jīng)馬來酸酐處理后的玻璃纖維進行共混，提高復合材料的拉伸性能。第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術二、廢舊聚丙烯汽車內(nèi)飾復合板材的制造工藝原料與配比：在聚丙烯廢棄物中，聚丙烯占很大比例，此外，還含有少量抗老化劑、抗氧化劑、玻璃纖維以及部分無機摻雜物。原料質(zhì)量份廢舊PP50%-70%新PP30%-50%硅烷偶聯(lián)劑1~3%切短玻纖20-30%馬來酸酐5~8%助劑適量第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術二、廢舊聚丙烯汽車內(nèi)飾復合板材的制造工藝制備工藝：將稱好的預處理后的玻璃纖維和聚丙烯廢料分裝在兩個容器中，并放入干燥箱，在110℃預熱20min。將玻璃纖維、聚丙烯廢料和改性聚丙烯的混合物充分塑煉后鋪入涂有R-04脫模劑的模具中，加熱到185℃保溫50min，然后在液壓機上液壓成板，保壓冷卻至室溫后借助脫模裝置脫模。第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術二、廢舊聚丙烯汽車內(nèi)飾復合板材的制造工藝工藝條件：A預熱溫度和預熱時間溫度選在110℃，預熱保溫的目的？為了更準確的控制聚丙烯廢料和短切玻纖中的水分量?？刂坪吭?.1%-1%。B加熱溫度加熱溫度控制在185-195℃，混合料的熔融性能和流動成型性最好，制品表面較光滑。第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術二、廢舊聚丙烯汽車內(nèi)飾復合板材的制造工藝工藝條件：C保溫時間最佳保溫時間為50min，保溫時間過短，板材的拉伸強度、彎曲強度都明顯下降，因為保溫時間過短，混合料熔融粘度較高，流動性差，使得脫模困難，制品的外觀質(zhì)量也不佳。D成型壓力成型壓力為2.33MPa。第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術二、廢舊聚丙烯汽車內(nèi)飾復合板材的制造工藝性能：結果表明，預熱溫度為110℃、預熱時間20min、加熱溫度為185℃，成型壓力為2.33MPa，保溫時間為50min時，板材壓制成型性能和力學性能最佳，拉伸強度可達35-40MPa，彎曲強度可達60-65MPa，沖擊強度可達11-13KJ/m2。第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術三、木粉高填充改性聚丙烯再生料原材料與配方設計原料質(zhì)量份木粉填料50%-120%廢舊PP再生料20%-40%活化劑適量鄰苯二甲酸二辛酯適量分散劑適量利用木質(zhì)纖維填料(包括木粉、秸桿、稻殼等)和塑料(包括廢舊熱塑性塑料)為主要原料，外加一些加工助劑，經(jīng)過成型加工而制得的復合材料稱為木塑復合材料復合材料(Wood

Plastic

Composites，也簡稱WPC)。從生產(chǎn)原料看，木塑復合材料的研制和廣泛應用有助于減少塑料廢棄物的污染，木塑復合材料是一種綠色環(huán)保產(chǎn)品。木塑復合材料的主要優(yōu)點無木材制品的缺陷，如木節(jié)疤、斜紋理、腐朽；耐用，壽命長，有類似木質(zhì)外觀，比塑料硬度高。木塑制品是均勻性材料，具有優(yōu)良的物性，不存在順紋、橫紋的異向力學性能和徑向、弦向的不同收縮率。木塑制品無論是壓制、擠壓、注射成型，只要有定型的模具和容樣器即能一次成型，無加工剩余物，最有效地利用原材料且加工效率。制品表面光滑、平整、堅固，并可壓制出立體圖案和其他要求形狀，而且有類似木材的二次加工性，可切割、粘結等，加入各種著色劑或覆膜，能制得色彩絢麗的各種制品。能重復使用和回收再利用。木塑復合材料的界面相容性改善在植物纖維內(nèi)部,不管是主體纖維素,還是半纖維，木質(zhì)素，果膠等組成物質(zhì),都存在大量極性的羥基,并且暴露于植物纖維的外部;而大多數(shù)的聚合物屬于非極性材料,表面極性的區(qū)別導致兩者的相容性差。在未經(jīng)預處理或未加任何改性劑的木塑復合材料力學性能較差,要獲得性能良好的木塑復合材料必須進行界面改性.

改善木塑復合材料界面相容性的方法有很多,常用的界面改性方法主要是植物纖維的表面處理，加入偶聯(lián)劑和添加相容劑等三種方式。加入偶聯(lián)劑木塑復合材料使用的偶聯(lián)劑一般由中短鏈聚合物以及功能基團組成功能基團一般為羥基，羧基，羰基和氨基等極性基團,這些基團靠共價鍵，氫鍵及范德華力等分子間作用力,吸附在植物纖維表面,或者與植物纖維表面的基團發(fā)生化學反應。

常見的偶聯(lián)劑主要有硅烷系，鈦酸酯系，鋁酸酯系，以及異氰酸酯系等這些偶聯(lián)劑都可以改善聚合物與植物纖維之間的界面相容性。其中硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑是應用最多的兩類偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑改善相容性原理硅烷偶聯(lián)劑提高界面相容性原理未處理和MAPP處理楊木纖維/PP復合材料斷面SEM圖第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術三、木粉高填充改性聚丙烯再生料制備方法⒈原料烘干處理木粉填料應在115℃下烘干3h，再用捏合機捏合處理。2.擠出造粒用單螺桿擠出機擠出造粒第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術三、木粉高填充改性聚丙烯再生料改性體系擠出性能粒狀木粉改性PP再生料擠出時下料不均或不下料，采用強制下料后，情況好轉(zhuǎn)纖維狀木粉改性PP再生料比粒料木粉體系更差鋸末改性PP再生料下料擠出及物料均勻情況最好第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術三、木粉高填充改性聚丙烯再生料利用木粉填充改性聚丙烯再生料加工木塑制品的推廣關鍵要注意幾點：1、下料不均勻。需要調(diào)整配方，一方面使物料均勻，另一方面適當增加體系擠出時的熔體粘度，從而使制品更密實、木粉和樹脂相容性更好。2.擠出成型較差。應開發(fā)專用設備如特殊螺桿、機筒來滿足生產(chǎn)需求。第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術三、木粉高填充改性聚丙烯再生料利用木粉填充改性聚丙烯再生料加工木塑制品的推廣關鍵要注意幾點：3、擠出速度較慢。需要特殊模具，并改造牽引機。4.物料壓力較大。A改善配方體系，加大擠出機擠出量。B需改善潤滑體系，增加排氣、加大擠出機功率。第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術四、廢舊聚丙烯/滑石粉/三單體固相接枝物共混改性原料與配方：三單元接枝物：PP-g-MAH/MMA/BA原料質(zhì)量份廢舊PP100滑石粉30三單元接枝物7其他助劑適量第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術四、廢舊聚丙烯/滑石粉/三單體固相接枝物共混改性制備方法：廢PP、滑石粉、接枝共聚物按一定配比在高速捏合機上混合均勻。然后采用雙螺桿擠出機混煉造粒；粒料在干燥箱內(nèi)85℃下干燥8h；最后采用注塑機制樣成制品。第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術四、廢舊聚丙烯/滑石粉/三單體固相接枝物共混改性性能：1.滑石粉對廢PP力學性能的影響用滑石粉填充，可使廢PP彎曲模量顯著提高，但沖擊強度下降，材料的綜合性能有待于進一步提高。2.三單體接枝物對廢PP/滑石粉復合體系力學性能的影響當接枝物用量在7%-9%時，體系的彎曲強度和拉伸強度得到大幅度提高，而沖擊強度也得到增加。第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術五、廢舊聚丙烯制造火柴桿原料為聚丙烯編織袋或拉絲級廢料，輕質(zhì)碳酸鈣或粘土或發(fā)電粉煤灰等。原料質(zhì)量份拉絲級廢舊PP50輕質(zhì)碳酸鈣45無規(guī)聚丙烯1其他助劑適量第二節(jié)聚丙烯廢舊塑料改性利用技術五、廢舊聚丙烯制造火柴桿工藝流程：經(jīng)人工篩選拉絲級廢料------送粉碎機粉碎0.8cm粒度------按比例加入輕質(zhì)碳酸鈣捏合------經(jīng)造粒機造粒和排氣處理------按一定比例加入無規(guī)聚丙烯混合，并送入擠出機擠出------進入水槽冷卻------送牽引機牽引------送溫箱加熱220℃------拉伸機拉伸------分切機分切------沖切機切成產(chǎn)品第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術一、廢舊聚氯乙烯農(nóng)膜制備半硬質(zhì)塑料地板原料與配方原料質(zhì)量份廢舊PVC100增塑劑5~8穩(wěn)定劑4.5改性劑5~10填料100~300潤滑劑3第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術一、廢舊聚氯乙烯農(nóng)膜制備半硬質(zhì)塑料地板制備方法：將回收廢舊PVC農(nóng)膜洗滌、干燥后進行粉碎、篩選成顆粒狀，然后按一定的配比在雙輥塑煉機上經(jīng)壓延成型生產(chǎn)工藝流程為：配料------捏合------密煉------二輥下片------熱壓成型------剪切檢驗第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術一、廢舊聚氯乙烯農(nóng)膜制備半硬質(zhì)塑料地板工藝參數(shù)：捏合機：捏合溫度80℃，捏合時間5min密煉機：密煉溫度100℃，密煉時間5~8min二輥煉塑：溫度160℃，煉塑時間3~5min熱壓機：溫度155℃，壓力30MPa，時間15-20min第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術一、廢舊聚氯乙烯農(nóng)膜制備半硬質(zhì)塑料地板用改性后的PVC農(nóng)膜直接生產(chǎn)班硬質(zhì)塑料地板，其經(jīng)濟效益是相當可觀的。A原料成本下降B用廢PVC農(nóng)膜生產(chǎn)地板時，密煉與塑煉時間縮短，動力消耗小C可緩解PVC樹脂供需緊張的問題第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術二、廢舊聚氯乙烯農(nóng)膜制備PVC地磚原料與配方：原料質(zhì)量份廢舊PVC100二次增塑劑1.5~2.5三堿式硫酸鉛3.5~4.5改性劑5~10活性碳酸鈣350~400顏料適量第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術二、廢舊聚氯乙烯農(nóng)膜制備PVC地磚制備工藝：

活性填料PVC加工助劑高速捏合機-----密煉機-----開煉機-----牽引冷卻-----切割機----切片-----層壓機-----出模冷卻----沖壓-----成品廢品第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術二、廢舊聚氯乙烯農(nóng)膜制備PVC地磚在實際工業(yè)生產(chǎn)裝置上，采用廢PVC農(nóng)膜和活性CaCO3及其他助劑，成功研制出新型高檔PVC地磚，其工藝是可行的，具有可推廣性。第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術三、廢舊聚氯乙烯木塑復合材料的制備（1）原料及配方設計原料質(zhì)量份廢舊PVC100DOP6木粉45碳酸鈣5穩(wěn)定劑4.5ACR-4012偶聯(lián)劑等助劑適量第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術三、廢舊聚氯乙烯木塑復合材料的制備（2）制備工藝：①木粉的處理：未干燥的木粉直接使用會引起制品起泡、燃燒，甚至在機筒內(nèi)爆炸。由于木粉實際含有水分，木粉與PVC的粘結力小，因此簡單的混入木粉只能得到非常脆的制品，必須對其進行改性處理。第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術三、廢舊聚氯乙烯木塑復合材料的制備（3）制備工藝：①木粉的處理：首先，在190~230℃下，除去木粉中的水分和易分解組分；然后，熱處理后的木粉用偶聯(lián)法和表面包覆法進行高分子包覆，使之具有親油性。第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術三、廢舊聚氯乙烯木塑復合材料的制備（3）制備工藝：特別注意：木粉的處理偶聯(lián)法：把干燥后的木粉加入攪拌器中進行攪拌，溫度保持在90~100℃，加入鈦酸酯偶聯(lián)劑混合均勻即得到改性木粉。表面包覆法：把干燥后的木粉加入攪拌器中進行攪拌，將浸漬劑丙烯酸丁酯、聚合引發(fā)劑過氧化苯甲酰、促進劑二甲基苯胺的混合液放入木粉中，再浸漬2h,混合均勻，再生溫至100-400℃保持4h，使木粉中的浸漬劑硬化，從而得到改性木粉。第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術三、廢舊聚氯乙烯木塑復合材料的制備木塑復合材料制造的關鍵技術是提高木粉的填充量，使制品有效的降低生產(chǎn)成本，且具有較高的性能。在高填充量的前提下，確保材料流動性和滲透性好，并能促使熱塑熔膠充分的粘結木粉，達到所需力學性能及使用性能。特別注意：提高塑料與木粉之間的界面粘合力，因為兩相復合界面往往成為應力集中區(qū)。第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術三、廢舊聚氯乙烯木塑復合材料的制備（4）性能：木粉用量/份檢測項目拉伸強度/MPa斷裂伸長率/%2042.65152.722546.97172.72DOP用量/份檢測項目拉伸強度/MPa斷裂伸長率/%1044.75156.521541.82176.72第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術四、粉煤灰高填充PVC廢舊塑料制備防水卷材屋頂防水卷材：需要抗大氣中的氧氣及紫外線的作用，而且還具有一定的低溫柔韌性來適應北方寒冷的天氣。原料質(zhì)量份原料質(zhì)量份廢舊聚氯乙烯100丁腈橡膠20粉煤灰120三鹽基硫酸鉛6煤焦油60再生膠膠毛6DOP16防老劑D6第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術四、粉煤灰高填充PVC廢舊塑料制備防水卷材適用戶外地面、地下室、陰溝、墻體等工程的防水卷材：需要一定的拉伸強度、彎曲強度。原料質(zhì)量份原料質(zhì)量份廢舊聚氯乙烯120煤焦油40粉煤灰100環(huán)氧大豆油15順丁橡膠15再生膠膠毛6第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術四、粉煤灰高填充PVC廢舊塑料制備防水卷材如果配方只有：粉煤灰和PVC其變形能力耐低溫性能較差；用煤焦油和增塑劑，使他們?nèi)芙庥赑VC的大分子鏈中，消弱了分子間作用力，提高分子鏈的柔順性；選用合成橡膠，丁腈橡膠或順丁橡膠等，提高材料的拉伸強度、撕裂強度、伸長率和耐老化性；選用增強纖維：再生膠膠毛或玻璃纖維第三節(jié)聚氯乙烯廢舊塑料改性利用技術四、粉煤灰高填充PVC廢舊塑料制備防水卷材制備方法：將廢舊聚氯乙烯、粉煤灰、煤焦油等按配方比例，加入密煉機中，進行密煉，密煉溫度控制在150~170℃，攪拌5~7min。然后在壓延成型機上壓成需要的規(guī)格尺寸。第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術為提高廢舊PS再生料的物理、化學性能，需對其進行各種改性。改性后再生料可以用作專用料、涂料、粘膠劑等。（1）廢舊泡沫PS制作仿木料（2）廢舊PS制作快干漆（3）廢舊PS制作粘結劑（4）廢舊泡沫塑料PS制備水性涂料（5）廢舊泡沫塑料PS制備涂料緩釋劑第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術（1）化學改性

改性苯環(huán)，取代反應，使得聚合物分子上分別帶有—OH、—CCl、—CONH等活性基團（2）共混改性與橡塑共混可以提高產(chǎn)品的附加值，丁苯橡膠和聚苯乙烯有相似的結構，相容性較好．共混物有較高的抗沖強度。

共混方法：乳液共混法、溶液共混法和機械共混法。第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術（3）玻璃纖維改性先將廢舊聚苯乙烯泡沫塑料脫泡、粉碎、制成模塑粉，再加入15％-30％的玻璃纖維，在模內(nèi)壓制成型。優(yōu)：韌性，機械性能↑；蠕變，松弛率↓；低溫尺寸穩(wěn)定性，耐老化性良好缺：成型溫度高10-20?C，注射速度要高，成型壓力大第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術聚苯乙烯改性：PS非晶態(tài)的線性聚合物，溶于芳香烴、氯代烴、酮類和一些酯類溶劑中，可得到具有粘性的透明PS膠液。將膠液涂于金屬或木材表面，得到一層堅硬、光滑、耐一定溫度的膠膜。但是，PS結構中不含有極性基團，在金屬、木材等表面上附著性差，膜層易脫落。第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術聚苯乙烯改性方法：（1）物理共混改性法：在PS溶液中加入含羥基、羧基、酰胺基、羰基等極性基團的高聚物，使涂層由非極性轉(zhuǎn)變成部分極性涂層，提高涂層附著力；（2）化學接枝改性：根據(jù)聚苯乙烯鏈節(jié)中具有化學性質(zhì)活潑的芐基位，其上的a-H易受到引發(fā)劑分解的初級自由基攻擊，脫氫產(chǎn)生大分子自由基，此自由基可與含有極性基團的單體發(fā)生自由基共聚合反應。提高PS的極性，增加涂層附著力。第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術聚苯乙烯兩種改性方法對比：物理改性工藝過程簡單，但是涂層柔性低，附著力差；化學接枝改性涂層柔性和附著力好，但是過程復雜，難度大。由于廢PS制備含有有機溶劑的涂料在使用過程中會造成環(huán)境二次污染和對施工工人身體健康危害。近年來，人們對利用廢PS制備不含有機溶劑的乳膠涂料做了大量研究，例如，用廢PS泡沫做主要原料，丙烯酸丁酯、苯乙烯和醋酸乙烯酯作為改性劑，制得無溶劑型聚合物乳液，可以作為涂料和膠粘劑使用。第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術一、廢PS制備溶劑型涂料1.溶劑的選擇理想溶劑滿足三點：①溶解力強；②能適時從膠體中揮發(fā)出去，不遺留不揮發(fā)組分；③易于其他溶劑混合，并對填料有較好的分散性。第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術一、廢PS制備溶劑型涂料1.溶劑的選擇幾種有機物的溶度參數(shù)有機物名稱聚苯乙烯苯對二甲苯四氫萘異戊烷甲苯乙酸乙酯溶度參數(shù)9.119.28.89.59.68.99.0第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術一、廢PS制備溶劑型涂料1.溶劑的選擇溶劑名稱溶解PS的能力（%）沸點/℃毒性允許濃度/(mg/L)潤濕分散填料的能力乙酸乙酯≥4077.15≤0.1一般苯≥4080.10≤0.1~0.01較好甲苯≥40110.8≤0.1~0.01較好二甲苯≥40138.5≤0.1~0.01較好第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術一、廢PS制備溶劑型涂料1.溶劑的選擇

結論：用苯及其同系物作為溶劑較好，但溶劑的選擇還需從價格、毒性、貨源、揮發(fā)性等方面綜合考慮，可選取復配技術。第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術一、廢PS制備溶劑型涂料2.改性劑的選擇廢舊PS高分子結構中的芳香族苯環(huán)基團，會降低高分子鏈的柔順性，阻礙基料分子在涂料中的分散，從而使涂料的粘附性下降。添加改性劑的目的：為了增加涂料對被涂物的粘附性。第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術一、廢PS制備溶劑型涂料2.改性劑的選擇粘附力由三種組成：（1）分子間引力（次價力）。它是分子間靠的非常近時產(chǎn)生的范德華力和氫鍵，當涂料組分對被涂物表面有較大的范德華力時，涂料的粘附性就大。（2）化學鍵被涂物如紙張、木材和纖維分子中有-OH,若涂料中含有能與該基團反應形成價鍵的基團，則涂料的涂覆性就增強。第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術一、廢PS制備溶劑型涂料2.改性劑的選擇粘附力由三種組成：（3）機械鑲嵌作用當紙張和木材為蜂窩狀多孔物質(zhì)時，表面會存在大量的細小孔隙，由于涂料的浸潤、擴散和滲透作用，而進入木材和紙張內(nèi)部，干燥后形成機械鑲嵌，相互交織形成牢固的膠接頭，從而增加了粘附力。第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術一、廢PS制備溶劑型涂料3.工藝流程廢PS---洗滌---干燥---粉碎---篩分---溶解助劑、改性劑攪拌研磨檢驗過濾包裝成品第四節(jié)聚苯乙烯廢舊塑料改性利用技術二、廢PS制備水乳型涂料1.乳化機理及表面活性劑的選擇

水乳型涂料價廉、不污染環(huán)境，是目前涂料工業(yè)的發(fā)展方向。

PS是芳