废聚苯乙烯（共6篇）
废聚苯乙烯 篇1
废聚苯乙烯(PS)的回收利用已有许多研究报道[1,2,3,4,5,6,7,8],其中利用废PS生产涂料和胶黏剂是一项投资少、见效快、适合我国国情的变废为宝的综合利用途径[9,10,11,12,13,14],而利用无皂乳液聚合技术对废PS进行改性还未见报道。无皂乳液聚合即聚合反应过程中无乳化剂或仅含少量乳化剂的乳液聚合,避免了传统乳液聚合中乳化剂消耗量大、不能从聚合物中完全除去而影响产品纯度和性能等问题,消除了乳化剂对环境的污染[15,16,17]。
本工作以亲水性聚(甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸钠)(P (BMA -AANa))为乳化剂,利用BMA对废PS进行接枝改性,合成了无皂乳液,可用于生产涂料、胶黏剂、纸张表面施胶剂、新型建筑材料等。
1 实验部分
1.1材料、试剂和仪器
废PS;丙烯酸(AA)、BMA、十二烷基硫醇(DDM)、(NH4)2S2O8均为化学纯。
WQL(LKY-2)型微粒度测定仪:上海精密科学仪器有限公司; NDJ-1型旋转式黏度计:上海恒平科学仪器有限公司; 721N型可见分光光度计:上海精密科学仪器有限公司。
1.2无皂乳液的合成
参照文献[18] 的方法合成P (BMA-AANa)。在一定量的P(BMA-AANa)中,加入适量的蒸馏水、w(PS)为40%的溶液(溶剂m(甲苯) ∶m(乙酸乙酯)=1 ∶1)和BMA,加热并搅拌,升温至预设反应温度,加入适量浓度为0.05 mol/L 的(NH4)2S2O8溶液,保温反应3 h ,制得无皂乳液。
1.3性能测定
参照GB/T 2794—1995《胶黏剂黏度的测定》[19]中的方法测定聚合物黏度;参照文献 [20]测定聚苯乙烯接枝率;参照文献 [21] 测定乳液电解质稳定性;参照文献 [18] 测定乳液冻融稳定性、高温稳定性。采用微粒度测定仪测定乳液的粒度;参照GB1725—79 (88) 《涂料固体含量测定法》[22]测定乳液固含量。
2 结果与讨论
2.1反应温度对乳液聚合情况的影响
反应温度影响聚合体系的稳定性。实验发现:聚合温度低于75 ℃时,即使反应时间较长,反应仍不完全,残留单体含量较高,乳液固含量较低、易分层;聚合温度为75～85 ℃时,反应容易控制,残留单体含量较少,反应接枝率较高,制得的无皂乳液稳定性较好;聚合温度高于85 ℃时,反应速率过快,体系产生较多热量,易导致暴聚,制得的无皂乳液稳定性较差、凝胶量较多、易分层。因此本实验适宜的聚合温度为75～85 ℃。
2.2 (NH4)2S2O8的加入方式对乳液聚合情况的影响
(NH4)2S2O8的加入方式对乳液聚合情况有很大的影响。一次加料法在聚合过程中的自升温程度比连续滴加法强烈得多,制得的无皂乳液易凝胶化,乳液中有大量颗粒,稳定性较差。在连续滴加法中, (NH4)2S2O8缓慢滴加到反应瓶中,聚合反应速率得到有效控制,散热容易,自升温较平稳,得到泛蓝光的乳白色液体,制得的乳液无凝胶、分层现象,乳液表面细腻,稳定性好。
2.3P(BMA-AANa)质量分数对乳液性能的影响
在m(BMA) ∶m (AA)=4 ∶6、m (PS) ∶m(BMA)=5 ∶5、PS 和BMA 质量分数之和为10.0%、(NH4)2S2O8 质量分数为1.1%、反应温度为 75～85 ℃的条件下,P(BMA-AANa)质量分数对乳液性能的影响见表1。由表1可见:随P(BMA-AANa)质量分数增大,乳液的黏度、固含量和接枝率均增大,乳液粒子粒径逐渐减小,制得的乳液均无凝胶、分层现象,无颗粒,乳白色,稳定性好,冻融稳定性合格,高温稳定性合格。P(BMA-AANa)质量分数为 51.5%～65.7% 时,乳液的固含量和接枝率变化幅度不大,考虑到节省原料等因素,本实验适宜的P(BMA-AANa)质量分数为51.5%。
2.4m(PS) ∶m (BMA)对乳液性能的影响
在m(BMA) ∶m (AA)=4 ∶6、P(BMA-AANa)质量分数为 51.5%、PS 和BMA 质量分数之和为10.0%、(NH4)2S2O8 质量分数为1.1%、反应温度为 75～85 ℃的条件下,m(PS) ∶m(BMA)对乳液性能的影响见表2。由表2可见:随m(PS) ∶m(BMA)增大,乳液的黏度、固含量和接枝率先增大后减小;m(PS) ∶m(BMA)=5 ∶5 时,乳液的黏度、固含量和接枝率均最高。制备的乳液均为泛蓝光的乳白色液体,无颗粒,稳定性好,冻融稳定性合格,高温稳定性合格。故本实验适宜的m(PS) ∶m(BMA)为 5 ∶5。
2.5 (NH4)2S2O8质量分数对乳液性能的影响
在P(BMA-AANa)质量分数为 51.5%、m(BMA) ∶m (AA)=4 ∶6、PS 和BMA 质量分数之和为10.0%、m(PS) ∶m (BMA)=5 ∶5、反应温度为 75～85 ℃的条件下,(NH4)2S2O8质量分数对乳液性能的影响见表3。由表3 可见:随(NH4)2S2O8质量分数增大,乳液的黏度、固含量和接枝率均呈现先增大后减小的趋势;当 (NH4)2S2O8质量分数为1.1% 时,乳液的黏度、固含量和接枝率均达最大值。制备的乳液均为泛蓝光的乳白色液体,无颗粒,无异物,稳定性好,冻融稳定性合格,高温稳定性合格。
3 结论
以P (BMA-AANa)为乳化剂,采用无皂乳液聚合技术,利用BMA对废PS泡沫塑料进行接枝改性。适宜的工艺条件为:P(BMA-AANa)质量分数为 51.5%;m(BMA) ∶m(AA)=4 ∶6;PS 和BMA 质量分数之和为10.0%;m(PS) ∶m(BMA)=5 ∶5;(NH4)2S2O8质量分数为1.1%;反应温度为 75～85 ℃。在此工艺条件下合成的乳液的黏度、固含量和接枝率均较高,为乳白色液体,无颗粒,无异物,稳定性好,冻融稳定性合格,高温稳定性合格。
废聚苯乙烯 篇2
三乙烯四胺/丁二酸酐修饰啤酒废酵母菌吸附日落黄的研究
摘要：啤酒废酵母菌经戊二醛交联、丁二酸酐接枝后,再经三乙烯四胺修饰,制得了新的`生物吸附剂,即三乙烯四胺/丁二酸酐修饰酵母菌,用红外光谱对其进行了表征.结果表明,在溶液pH值为2.0的条件下,修饰酵母菌对日落黄的吸附快速趋于平衡,且不受温度的影响,吸附过程符合准二级动力学方程,吸附模式为Langmuir 单分子层吸附;修饰酵母菌吸附日落黄的性能明显优于未修饰酵母菌,修饰酵母菌和未修饰酵母菌对日落黄的最大吸附量分别为935 mg・g-1和250 mg・g-1,前者是后者的3.74倍.作 者：吴巧玲 孙小梅 李步海 WU Qiao-ling SUN Xiao-mei LI Bu-hai 作者单位：中南民族大学化学与材料科学学院,分析化学国家民委重点实验室,湖北,武汉,430074 期 刊：化学与生物工程 ISTIC Journal：CHEMISTRY & BIOENGINEERING 年，卷(期)：2010, 27(8) 分类号：X703.1 关键词：三乙烯四胺 丁二酸酐 啤酒废酵母菌 日落黄 吸附废聚苯乙烯泡沫塑料的催化裂解 篇3
关键词：废聚苯乙烯泡沫塑料,催化裂解,裂解油,苯乙烯
聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)因隔热、隔音、防潮、防震、质轻价廉等优良特性,广泛应用于家电、仪表、电子、食品等工业［1］。但EPS制品大部分在一次使用之后作为废弃物直接丢弃,且密度小、体积大、运输困难、不易自然降解和生物降解,因此累积了大量的废弃塑料。EPS制品的大量使用和废弃物累积,已经构成了“白色污染”的重要组成部分,引起了人们的关注［2］。国家已将废弃塑料列为21世纪在环保领域要控制的三大重点之一。
对废聚苯乙烯泡沫塑料(WPS)进行资源回收利用,是有效缓解当前资源短缺和抑制“白色污染”的重要手段。目前,国内外对WPS的资源化利用方法主要有掩埋焚烧法、物理再生［3-4］、生物降解法［5］、裂解回收法［6-9］、化学改性法［10-11］等。其中,通过裂解法回收WPS,不但能有效解决WPS的污染问题,还能得到大量的裂解油等能源物质以及苯乙烯等化工原料产品,具有很好的社会效益和经济效益,被认为是最有前途的回收方法［9］。
本工作根据石油裂化原理,采用氯化铝、氧化铝和氧化钙3种催化剂,对WPS进行了催化裂解研究,考察了相应的裂解条件,并对裂解油成分进行了GC分析,以期为塑料裂解的工业应用提供参考。
1 实验部分
1.1 材料、试剂和仪器
WPS:电器包装用白色泡沫塑料,去除表面杂质,并切成小块备用。
氧化铝、氯化铝、氧化钙:分析纯。
TYHW型调压恒温电热套:郑州博大仪器有限公司;GC-14C型气相色谱仪:日本岛津公司;SDTQ-600型热重综合分析仪:美国TA公司。
1.2 实验方法
准确称取25.0 g经热熔消泡后的WPS颗粒,加入三口圆底烧瓶中,再加入一定量的催化剂(固定催化剂用量为WPS加入量的2%(w)),连接好回流反应装置,开始加热升温,并于设定温度下进行裂解反应,直至WPS裂解完全。冷却后收集裂解油称重,计算收率。裂解时间的计时从第一滴液态馏分出现开始,至WPS全部转化为液态物质为止。
1.3 分析方法
1.3.1 WPS的热分析
取2 mg左右的WPS试样,采用热重综合分析仪,测量TG,DTG,DSC曲线。操作条件:升温速率10 ℃/min,温度范围26~600 ℃,N2流量40m L/min。
1.3.2 裂解油产率的计算
WPS催化裂解可得到固体物质、液体物质(裂解油)和气体物质,裂解油产率(Y,%)见式(1):
式中:m0为WPS的加入量,g;m1为WPS裂解得到的固体物质的质量,g;m2为WPS裂解得到的液态物质的质量,g。
1.3.3 裂解油产物的GC分析
对裂解油产物进行GC分析。操作条件:CBP1-M25-025毛细管柱,氢火焰离子化检测器,检测温度250 ℃,(气化室)进样器260 ℃,载气流量200m L/min,氢气流量50 m L/min,空气流量50 m L/min,进样量0.5 μL,分流比30∶1,尾吹20 m L/min,柱温160 ℃。程序升温:初始柱温110 ℃,保温0 min,升温速率6 ℃/min,终止柱温160 ℃,保温1 min。用面积归一法进行定量分析。
2 结果与讨论
2.1 WPS的热分析结果
为了了解WPS的热裂解特征,对WPS试样进行了热分析。50~190 ℃范围内WPS试样的DSC曲线见图1。WPS试样的热分析曲线见图2。
a TG曲线;b DSC曲线;c DTG曲线
由图1可见:107 ℃左右出现一个吸热峰,对应WPS的玻璃化转变过程,表明其玻璃化转变温度约为107 ℃;吸热峰的峰型较宽,可能是由于升温速率过快,导致热流效应分辨不明显。
由图2可见:DSC曲线在335~430 ℃之间出现一个大的吸热峰,对应WPS的裂解吸热反应;TG曲线表明,在温度超过280 ℃时WPS开始失重,超过335 ℃时失重加快开始裂解,温度升至398 ℃时有50%的WPS裂解,434 ℃时有95%的WPS裂解,最终有5%的WPS炭化不再失重;DTG曲线峰顶出现在407 ℃左右,表明在407 ℃左右裂解速率最快,与文献[12]报道的数据接近。综合考虑热分析结果,WPS熔融消泡温度应选择在107 ℃左右,催化裂解温度应选择在280~430 ℃范围内。
2.2 反应条件对WPS裂解油产率的影响
裂解温度和催化剂种类对WPS裂解油产率的影响见图3。由图3可见:裂解温度越高,裂解油产率越高;低于380 ℃时,催化剂裂解制油能力大小的顺序为:氧化钙>氯化铝>氧化铝;高于400 ℃时,3种催化剂的活性相近,裂解油产率均在85%以上。这是因为,在不同催化剂作用下,可能存在不同的聚苯乙烯(PS)裂解机制,裂解温度低,催化剂活性的差别体现出来;而在较高的裂解温度下,PS碳链受热充分,碳链断裂速率加快,解聚反应彻底,裂解油产率都接近各自的最大值。综合考虑,氧化钙的催化活性优于氯化铝和氧化铝,催化裂解最佳温度应控制在380 ℃附近,这与文献[2]报道的结果一致。
2.3 反应条件对WPS裂解时间的影响
裂解温度和催化剂种类对裂解时间的影响见图4。由图4可见:随裂解温度的升高,3种催化剂的裂解时间均缩短,这是因为裂解温度升高,PS碳链断裂速率加快,自然裂解完全所需的时间缩短;但裂解时间缩短的快慢不同,氧化钙和氯化铝明显快于氧化铝。
2.4 反应条件对苯乙烯回收率的影响
催化裂解WPS回收苯乙烯单体,是WPS资源化利用的重要课题。裂解温度和催化剂种类对苯乙烯回收率的影响见图5。由图5可见,裂解温度和催化剂种类对苯乙烯回收率均有较大影响。当裂解温度低于380 ℃时,随裂解温度的升高,苯乙烯回收率均呈增大趋势,3种催化剂活性高低的顺序为:氧化钙>氯化铝>氧化铝。当裂解温度达到380 ℃时,苯乙烯回收率均达到最大值,且氧化钙催化裂解时苯乙烯回收率超过70%。随裂解温度的进一步升高,3种催化剂催化裂解WPS时,苯乙烯回收率均急剧下降。因此,选择裂解温度为380 ℃。
2.5 反应条件对WPS裂解油产物的影响
WPS裂解油产物的GC分析结果见表1。由表1可见,裂解油产物中以苯乙烯单体为主要产物,副产物含有苯、甲苯、乙苯和二甲苯等。这是由于PS高分子链在高温热裂解时,长链上C—C键很容易断裂形成两个自由基(分别称为Ⅰ和Ⅱ),自由基Ⅰ的β键发生断裂,可生成苯乙烯和一个与自由基Ⅰ相似的自由基Ⅲ(少一个碳),自由基Ⅲ的β键再次发生断裂,由此下去会产生大量的苯乙烯单体。当裂解生成的苯乙烯不能及时离开反应器时,会与裂解副产物H2发生加成反应生成乙苯。甲苯可能是由自由基Ⅱ经过重排反应生成的［13］。
由表1还可见,裂解温度越高,裂解油中苯乙烯含量越低,副产物含量越高,裂解油成分越复杂,苯乙烯选择性越低。这是因为:裂解温度升高,PS链解聚反应更充分,得到的低分子产物含量增大;同时更易发生无规断裂,形成多种产物分子。裂解温度低于380 ℃时,以氯化铝和氧化铝为催化剂时苯乙烯选择性和产物纯度均高于氧化钙;继续升高裂解温度,以氯化铝为催化剂时产物纯度和苯乙烯选择性均最高,这与齐文庚等［14］研究的结果相一致。
注:副产物是指除苯乙烯外含量在0.5%(w)以上的产物;产物种类数指含量在0.5%(w)以上的产物数量。
综合考虑裂解油产率、裂解时间、裂解油产物纯度及苯乙烯单体选择性,得出在本实验条件下,WPS催化裂解的最佳催化剂为氯化铝,在380 ℃下催化裂解25 min时,裂解油产率可达85.48%,裂解油中苯乙烯含量为80.66%(w),且副产物较少。
3 结论
a)WPS熔融消泡温度应选择在107 ℃左右,催化裂解温度应控制在280~430 ℃范围内。
b)随裂解温度的升高,氯化铝、氧化铝和氧化钙3种催化剂的裂解油产率均增加,裂解时间均缩短。裂解温度升至430 ℃时,裂解油产率均在85%以上。
c)当裂解温度低于380 ℃时,随温度的升高,3种催化剂催化裂解的苯乙烯回收率均呈增大趋势;当进一步升高裂解温度时,苯乙烯回收率均急剧下降。
d)裂解温度越高,裂解油中苯乙烯含量越低,副产物含量越高,裂解油成分越复杂,苯乙烯选择性越低。
废聚苯乙烯 篇4
由中国石化扬子石化公司烯烃厂和华东理工大学共同参与的乙烯废热锅炉下部结构优化与国产化研制项目获得成功。该项目解决了乙烯废热锅炉运行中的泄漏问题, 提升了大型乙烯裂解装置的设计制造水平。随着国内乙烯装置规模的不断扩大, 乙烯装置的关键设备乙烯裂解炉和废热锅炉的规模也随之扩大。二者能否长周期安全稳定运行成为制约乙烯生产的关键因素。但长期以来, 受设计、工程施工、运行条件等因素的制约, 乙烯废热锅炉存在泄漏等安全隐患, 使装置不能满负荷运行, 甚至被迫停车检修, 带来一定的经济损失和运行风险。
该公司乙烯装置有30台SL-Ⅱ大型裂解炉废热锅炉。为了解决废热锅炉的泄漏问题, 采用新技术, 优化了新型分布器结构, 提高了乙烯进料的均匀性, 减少了结焦现象, 延长了清焦周期。同时对废热锅炉的封头结构和封头密封面形式进行了改进, 解决了废热锅炉封头泄漏、高温裂解气分布不均等问题, 消除了安全隐患。实现了废热锅炉重要部件的国产化, 简化了废热锅炉的维修更换程序, 节省了维修时间和维修费用。
废聚苯乙烯 篇5
氯化聚乙烯是高密度聚乙烯(HDPE) 与氯气经自由基氯化反应制得的一种高分子材料,简称为CPE。其性能具有优异的耐热、耐老化、阻燃性、绝缘性、耐候性和稳定性等特点,能与各种树脂混合使用,如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。CPE还是一种可单独使用的高性能特种橡胶,广泛用于热塑料的共混和改性以及生产各种异型材、管材、汽车通风器材零配件和各种电缆等各个领域,由于其用途广泛,生产厂家逐年增多。CPE的生产方法主要是酸相法和水相法,目前国内CPE生产企业有99%是采用水相悬浮法生产工艺,总反应方程式: n Cl2+(CH2CH2CH2)n →n(CH2-CH2CHCl)+n HCl,反应生成的另一种副产物盐酸。为了将副产物盐酸洗出,大部分生产厂采用水洗方式,其主要成分为1%~3%的盐酸经简单处理后排放,这不仅对环境造成严重污染,同时也降低了企业的经济效益。
2现状
目前,生产CPE的企业产生的废酸水大部分用石灰石中和,这种方法投资少、成本低,但废渣较多,污染环境,达不到排放标准。随着国家对环境保护治理力度的进一步加大,环保部门要求企业必须达到排放标准后才能排放,否则将责令生产企业停产整改。
国内外对废酸水处理进行了大量研究, 提出了许多处理和再生回收技术,有一定的成效,但投资费用较高。国内根据废酸水中主要成分有以下6种处理工艺:1蒸发浓缩法;2盐酸解析法;3电解法;4离子交换树脂法;5焙烧法;6石灰石中和法。
3废盐酸处理工艺
笔者根据多年的生产经验,探索出一种废盐酸处理工艺,不仅可解决产生的废盐酸,还能节约大量的洗酸用水, 是一种既环保又节能的工艺生产装置,工艺流程见图1。
工艺流程:由氯化反应釜送入脱酸釜的CPE悬浮料中 (约5%~7%的盐酸),用工艺水和母液一边稀释,一边通过酸式离心机进行固液分离;分离后的2%~3%稀酸液收集到稀酸储罐,用稀酸泵送入压滤机进行过滤挤压,进一步将CPE微粒回收;稀酸液排入稀酸清液罐,用稀酸泵再送入氯化反应釜与工艺水混合作为溶剂。过剩的稀酸液溢流至稀酸储槽再流入曲颈反应罐;次氯酸钠溶液通过流量计(控制好次氯酸钠溶液的加入量)进入曲颈反应罐与稀酸液充分发生反应释放出氯气;用真空泵抽出送入氯气干燥处理系统,反应生成的氯化钠废液排入污水处理厂。
4优缺点分析
(1)优点
1结束了CPE悬浮液在脱酸釜中脱洗稀盐酸的操作,节省时间2~2.5h。
2酸式离心后的酸液和碱式离心后的母液(碱水),均含有超微细的CPE,经稀酸储罐混合后通过压滤机过滤,CPE悬浮微粒得以回收,混合液做为氯化反应的溶剂回收再利用,变废为宝。
3实现了废酸液的零排放,达到了环保要求。
4可以将产生的氯气根据用户工艺要求提供使用。
5次氯酸钠溶液与稀酸水反应生成的氯气经干燥处理后进行液化为液氯供用户使用。
6一次性投资费用较低,废酸水处理工艺实用简单,占地面积小。
(2) 缺点
1没有氯气液化的单位不能投用。
2氯化反应采用液氯的企业不能投用。
3次氯酸钠需要管道输送或罐车运输。
5经济效益比较
(1)脱酸釜升温阶段必须的能耗
按12.5m3搪瓷釜计算,每批产品2.6t, 脱酸釜耗工艺水15t,釜重5850kg,CPE比热容估算为0.5kcal/kg℃,反应釜比热容估算为0.3kcal/kg℃,热效率若以70%计,取蒸发潜热为565kcal/kg,按年产CPE2万t计算,反应物料从60℃升至85℃所需的热量Q
升温段必 须的总热 量Q = QC P E+ Q水+ Q设备=451735kcal;
升温段蒸 汽用量W = 4 5 1 3 7 5 /( 5 6 5 × 0 . 7 ) =1141.28kg/批。
(2)直接效益
年节约蒸汽用量:20000/2.6×1141.28=8779077kg= 8779.077t,按当地蒸汽单价130元/t计算,年节约蒸汽费用114.128万元。
年节约脱酸用水:20000/2.6×15=115384.6t,按当地工业水单价2.6元/t计算,年节约脱酸用水近30万元。
以上蒸汽 和水两项 能源年节 约 : 114.128+30.0=144.125万元。
(3)新增设备及安装费与节约费用比较(表1)
由表1可见,一年创收直接经济效益6.128万元,同时也取得了显著的社会效益,达到了节能减排、保护环境的目的。
6结论
废聚苯乙烯 篇6
本研究利用硫磺、抗氧剂4010和其他助剂来改善聚乙烯/废天然橡胶耐紫外老化性能。
1 实验部分
1.1 原材料
LLDPE(DFDA-7042),齐鲁石油化工公司;废橡胶粉(WNR),衡水中铁建工程橡胶有限责任公司提供;马来酸酐(化学纯),天津市光复精细化工研究所;硬脂酸(化学纯),国药集团化学试剂有限公司;氧化锌(化学纯),国药集团化学试剂有限公司;硫化促进剂M(化学纯),国药集团化学试剂有限公司;防老剂4010(化学纯),国药集团化学试剂有限公司;硫磺(化学纯),国药集团化学试剂有限公司;过氧化二异甲苯(DCP)(化学纯),国药集团化学试剂有限公司。
1.2 主要仪器和设备
开放式炼塑机(SK-16型),上海齐才液压机有限公司;液压平板硫化机(ZJ-25型),上海正吉橡塑仪器设备有限公司;万能制样机(ZHY-W型),承德大华试验机有限公司;微机控制电子万能试验机(XWW-10型),承德大华试验机有限公司;熔体流动速率仪(XNR-400型),承德大华试验机有限公司;水-紫外线辐照试验箱(SZW-3型),河南建筑材料研究设计院。
1.3 样品的制备
(1)将废橡胶粉、硬脂酸、氧化锌、促进剂M、硫磺、DCP和马来酸酐按质量比40∶1∶2∶1∶1∶0.15∶0.8,加入不同比例的防老剂4010混合均匀,作为备料。
(2)首先将LLDPE在130℃塑炼5min,加入备料,在辊温130℃塑炼10min。50 t平板硫化机上,130℃,10 MPa,硫化20min,室温冷压10min取出样品。
1.4 共混物的表征
1.4.1 拉伸试验
用XWW-10KN万能试验机按照GB/T1447-2005标准对样品进行拉伸测试,拉伸速度为15mm/min。
1.4.2 熔体流动速率(MFR)测试
用XNR-400AM熔体流动速率仪按照GB3682-2000标准对样品进行熔体流动速率测试,料筒温度16℃,载荷为2.16kg。
1.4.3 紫外老化试验
SZW-3型水-紫外线辐照试验箱设置参数,温度为40℃,距离为30cm。当仪器温度稳定在40℃时,把试样放入箱内,每隔2天 取出1次样品进行拉伸和MFR测试,时间为8天。
2 结果与讨论
2.1 紫外辐射时间对LLDPE/WNR拉伸强度和熔体流动速率的影响
图1为LLDPE/WNR(60/40)经不同紫外辐射时间后LLDPE/WNR的拉伸强度的变化曲线。从图1可以看出,在老化初期,紫外辐射2天后LLDPE/WNR的拉伸强度增加约5.4%,超过2天后样品的拉伸强度逐渐下降。当紫外辐射8天时,样品的拉伸强度下降约12.9%。一方面,LLDPE/WNR通过辐射作用,使得聚乙烯非晶部分与非晶废天然橡胶间相互充分渗透形成缠结,而结晶的聚乙烯成为废天然橡胶的物理交联点,使得废天然橡胶有效网链密度增加,把线型结构或部分交联结构转变为更多较大的网状三维结构[2],从而使拉伸强度提高;另一方面,老化过程中也会发生降解,使拉伸强度下降。老化初期有效网链密度增加起主导作用,而降解相对较弱,因此LLDPE/WNR增加。随着紫外辐射时间的增加,降解程度加剧,拉伸强度下降。
图2 为LLDPE/WNR的熔体流动速率随不同紫外辐射时间的变化曲线。由图2可以看出,LLDPE/WNR的熔体流动速率随着紫外辐射时间的增加而逐渐降低。这是由于在紫外辐射老化过程中,LLDPE/WNR中聚合物的分子链断裂而导致熔体流动速率下降。
2.2 防老剂4010对LLDPE/WNR拉伸强度和熔体流动速率的影响
图3为LLDPE/WNR加入防老剂4010经不同紫外辐射时间后LLDPE/WNR的拉伸强度的变化曲线。从图3可以看出,在相同时间的紫外辐射情况下,加入防老剂4010的LLDPE/WNR要比未加入防老剂4010的共混物的拉伸强度大,说明加入少量的防老剂4010可以有效地改善LLDPE/WNR耐紫外光的性能。这是由于在紫外辐射时,聚合物在自动氧化作用下被夺取氢时,防老剂4010向聚合物自由基提供氢原子,以终止自动氧化链的反应。
(1)未加防老剂4010(2)加防老剂4010
图4为LLDPE/WNR加入防老剂4010经不同紫外辐射时间后LLDPE/WNR的熔体流动速率的变化曲线。由图4可以看出,加入防老剂4010的LLDPE/WNR熔体流动速率随着紫外辐射时间的增加而逐渐降低。但在相同时间的紫外辐射情况下,加入防老剂4010的LLDPE/WNR要比未加入防老剂4010的共混物的熔体流动速率大。这是由于在相同时间的紫外辐射老化过程中,加入防老剂4010的LLDPE/WNR中聚合物的分子链断裂,要比未加入防老剂4010的LLDPE/WNR中聚合物的分子链断裂慢。
(1)未加防老剂4010(2)加防老剂4010
3 结论
(1)在紫外辐射的情况下,LLDPE/WNR共混物在老化初期,拉伸强度增加,老化中后期,拉伸强度下降。
(2)加入防老剂4010可以有效地改善LLDPE/WNR共混物耐紫外光的性能。
摘要：通过汞灯辐射试验对制备的聚乙烯/废天然橡胶共混物进行了紫外老化试验,研究了防老剂4010对聚乙烯/废天然橡胶的紫外老化性能的影响。结果表明:老化初期聚乙烯/废天然橡胶(60/40)的拉伸强度提高,老化中后期聚乙烯/废天然橡胶拉伸强度下降。防老剂4010的加入提高了聚乙烯/废天然橡胶的紫外老化性能。
关键词：聚乙烯/废橡胶共混物,拉伸强度,紫外老化
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