廢棄家電HIPS和ABS共混體系相容性能與力學性能的研究.pdf

1、廣泛應用于家用電器的聚合物HIPS和ABS二者的綜合性能非常優(yōu)異，但是由于R-HIPS和R-ABS外觀、密度相似，很難對其進行分離，影響了R-HIPS和R-ABS的回收再利用，造成了資源的浪費；其次由于R-ABS中含有極性基團（腈基），如果單純的將R-HIPS和R-ABS聚合物共混，非極性的R-HIPS和極性的R-ABS不相容，會出現(xiàn)分層變脆等現(xiàn)象；同時廢棄家電R-HIPS和R-ABS在日常生活中，也就是在自然老化條件下會受到光、氧、熱

2、的影響發(fā)生老化降解，導致R-HIPS和R-ABS的綜合性能降低。以上問題的出現(xiàn)限制了R-HIPS和R-ABS的二次使用。
　　本課題研究了R-HIPS和R-ABS在自然使用過程中發(fā)生的老化降解程度，在此基礎上研究了老化降解反應引起的R-HIPS和R-ABS共混物相容性的變化。添加相容劑SEBS-g-MAH，研究了其含量對R-HIPS和R-ABS共混物三個相界面的相容性的影響。采用復合反應型相容劑SEBS-g-MAH和R-ABSm進

3、一步改善R-HIPS和R-ABS共混物三個相界面的相容性。其中第一個相界面是R-HIPS中的PB相和PS相；第二個相界面是R-ABS中PB相和SAN相;第三個相界面是R-HIPS和R-ABS共混物中兩個基體相PS和SAN相。通過改善三個相界面的相容性來提高了R-HIPS和R-ABS共混物的綜合力學性能，實現(xiàn)廢棄家電HIPS和ABS的高值化回收。
　　本課題得出的研究結(jié)果如下：
　　(1)本課題通過GPC、FTIR、13CNM

4、R、凝膠含量、接枝率以及力學性能測試等表征方法，得出R-HIPS和R-ABS在使用的過程中發(fā)生氧化降解生成羰基和羧基基團，同時在R-HIPS和R-ABS中連接各自兩相相界面的接枝物PB-g-PS和PB-g-SAN發(fā)生分子鏈斷裂，分子量嚴重降低，導致兩相發(fā)生相分離，R-HIPS的PB相和PS相以及R-ABS的PB相和SAN相的相容性變差。
　　(2)本課題通過DSC、DMA、SEM和力學性能測試等表征方法，得出R-HIPS和R-AB

5、S共混物的相容性比HIPS和ABS共混物相容性好，說明在R-HIPS和R-ABS由于降解產(chǎn)生的極性基團之間的分子間作用力有利于增強共混物之間的界面粘結(jié)力。但由于R-HIPS和R-ABS本身相界面以及R-HIPS和R-ABS共混物中兩個基體相PS和SAN相的界面粘結(jié)力差，使R-HIPS和R-ABS共混物宏觀的力學性能沒有提高。
　　(3)通過力學性能，F(xiàn)TIR，DMA，DSC，流變性能和TG的測試，研究了SEBS-g-MAH對R-H

6、IPS/R-ABS共混物性能的影響。實驗結(jié)果表明SEBS-g-MAH是通過分子間作用力來增強R-HIPS/R-ABS共混物三個相界面的界面結(jié)合力，來提高共混物的相容性。分析可得在R-HIPS中，馬來酸酐與R-HIPS中的羰基，羧基極性基團之間存在偶極矩作用力，被氧化的橡膠相與基體相通過SEBS-g-MAH連接，增強了R-HIPS中PB相與PS相的相容性，同時SEBS對R-HIPS有增韌的作用；在R-ABS中，馬來酸酐一方面與R-ABS中

7、的羰基，羧基極性基團存在偶極矩作用力，另一方面與R-ABS中的腈基存在偶極矩力，所以SEBS-g-MAH通過極性分子間的作用力，不僅促進了R-HIPS和R-ABS本身相界面的相容性，還促進了R-HIPS和R-ABS共混物基體相PS相和SAN相的相容性。當SEBS-g-MAH含量為15wt％時，R-HIPS和R-ABS共混物缺口沖擊強度由2kJ/m2提高到7kJ/m2。
　　(4)通過力學性能測試，F(xiàn)TIR，DMA，SEM等測試方法

8、，研究了R-ABSm含量對R-HIPS/R-ABS/SEBS-g-MAH(7/3/1.5(質(zhì)量比））共混物性能的影響。實驗結(jié)果得出當R-HIPS/R-ABS/SEBS-g-MAH的配比為7/3/1.5(質(zhì)量比）時，加入4樹％的R-ABSm，共混物缺口沖擊強度由2kJ/m2提高到9kJ/m2。分析可得R-ABSm中的噁唑啉環(huán)分別于與R-ABS中的羧基和SEBS-g-MAH中的馬來酸酐發(fā)生化學反應，使得R-ABS的PB相和PS相以及R-HI