废旧家用电器外壳用R-PP和R-ABS的共混改性研究

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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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