合金化
合金化是将废旧PP与其他高分子材料进行混合,制备宏观均匀材料的过程。通过选择不同高分子材料合金化,能够改善废旧PP加工性能、物理和力学性能,如采用弹性体可明显提高废旧PP的冲击韧性。
有研究废旧PP/RU复合胶(天然橡胶和丁苯橡胶各占50%)共混材料的力学性能和热变形行为,发现先将RU复合胶塑炼成细小橡胶颗粒,使其均匀地分散于废旧PP连续相,可明显提高废旧PP的冲击强度和断裂伸长率,但会导致PP刚性和耐热变形性降低。
由于绝大多数弹性体与废旧PP不相容,界面黏结较差,在加工和使用过程存在相分离,影响其性能。为改善废旧PP合金界面相容性,增强界面黏结,许多学者开展了广泛研究,发现了两种能增强共混材料的界面黏结,提高共混材料的储能模量、损耗模量和体系黏度的增容剂。
硫化剂可提高共混材料的冲击与拉伸强度、熔体黏度、断裂伸长率和延展性; 过氧化物交联剂的加入还能进一步改善共混材料的相容性,提高共混材料冲击和拉伸强度,但导致断裂伸长率略有下降。
复合化
复合化是将废旧PP与非高分子材料混合制备复合材料的过程,是实现废旧PP高性能化、功能化的主要途径。废旧PP复合化可改善其刚性、强度、热学、电学等物理与力学性能,降低成本等。
按照填料成分可分为无机填料和有机填料。
无机填料复合化
常用于PP复合的无机填料都可以用来与废旧PP复合,例如碳酸钙、滑石粉、蒙脱土、金属氧化物、粉煤灰和玻璃纤维等。***这些无机填料虽能***改善废旧PP刚性、降低成本,但与废旧PP极性相差较大,表面能高,相容性差,导致复合材料的断裂伸长率和冲击韧性下降。
有机填料复合化
常见有机填料包括木粉与木纤维、淀粉、麦秸、麻纤维和废弃报纸等。有对木质纤维填充废旧PP微孔发泡技术的研究,结果表明熔融温度180℃,保压压力12.5MPa时,微孔结构均匀分布。由于微孔结构能够延长裂缝的传播路径,吸收外界冲击能量,从而提高冲击强度。
天然纤维是新兴的废旧PP填充材料,针对其高吸水性以及与废旧PP的不相容性,对其进行表面处理是实现天然纤维填充废旧PP复合材料高性能化的主要方法。另外,废弃涤纶也可用于改性废旧PP,有学者研究了β-成核废旧PP/废弃涤纶织物复合材料的结晶行为,结果表明废弃涤纶和β-成核剂对废旧PP结晶均具有异相成核作用,提高废旧PP结晶温度,并诱导形成β晶。
混杂复合化
混杂复合化是两种以上填料填充聚合物制备复合材料的过程。由于单一填料的局限性,混杂复合化可通过不同填料优势互补和协同作用,更好改善聚合物的综合性能。因此有关混杂填料填充废旧PP复合材料的制备和相关性能的研究已引起关注,涉及的填料主要包括不同无机填料混杂、无机/有机填料混杂。
物理性能 额定值 单位制 测试方法 |
密度 1.12 g/cm³ ISO 1183 |
熔流率(熔体流动速率) (230°C/2.16 kg) 11 g/10 min ASTM D1238 |
机械性能 额定值 单位制 测试方法 |
拉伸应力 (屈服) 71.0 MPa ISO 527-2 |
拉伸应变 (屈服) 6.0 % ISO 527-2 |
弯曲模量 5500 MPa ISO 178 |
冲击性能 额定值 单位制 测试方法 |
悬壁梁缺口冲击强度 |
23°C 12 kJ/m² ISO 180 |
-40°C 8.3 kJ/m² ISO 180 |
热性能 额定值 单位制 测试方法 |
热变形温度 (1.8 MPa, 未退火) 144 ℃ ISO 75-2/A |
线形膨胀系数 - 流动 (-30 到 100°C) 3.5E-5 cm/cm/°C ASTM E228 |