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化学改性再生利用技术简介

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:化学改性就是采用化学手段改变回收塑料的某些化学结构,从而提高回收料的性能,扩大应用范围和使用价值的一种方法。氯化改性PVC再生料CPVC可提高PVC连续使用温度,可改善强度及模量;溶液氯化PVC可用作涂料和粘结剂;悬浮氯化PVC可作耐热、耐化学品制品。轻度交联PE可适度提高力学性能和热性能,废弃后还可再生利用。

化学改性再生利用技术简介

化学改性就是采用化学手段改变回收塑料的某些化学结构,从而提高回收料的性能,扩大应用范围和使用价值的一种方法。

目前,回收料常用的化学改性方法有交联改性、氯化改性、接枝共聚改性等。

1.氯化改性技术

氯化改性技术常用于改性聚烯烃回收料,如LDPE、LLDPE、MDPE、HDPE、EVA、PP及乙烯基类的PVC塑料等。氯化改性工艺是将预处理的单一品种回收料置于反应釜中加入引发剂、分散剂等助剂并通氯气后加热发生氯化反应,使氯元素渗入化学结构中生成氯化聚合物。可提高再生料的阻燃性、耐油性、耐候性和抗冲击性等性能,常用的改性再生料有CPE、CPP、CPVC等。

(1)氯化改性PE再生料(CPE) CPE的改性性能决定于氯含量的大小,常用品种的氯含量为30%~40%(质量分数),低于30%(质量分数)时呈柔性,大于40%时呈硬性,35%(质量分数)的CPE可作弹性体。

再生的CPE具有良好的耐热性、耐低温性、耐燃性、耐候性、抗冲击性、耐化学性、耐磨性和耐应力开裂性,可用于代替新的CPE作PVC低发泡鞋底和HPVC的改性剂,可与ABS、PS、PP、PE、CPVC、橡胶共混作增韧改性,可作机电零件、复合薄片和涂料等。

(2)氯化改性PP再生料(CPP) CPP具有阻燃、硬度、耐磨、耐酸、耐热、耐光、耐老化及粘接等性能,性能也与氯含量有关,氯含量为65%(质量分数)的CPP可代替氯化橡胶;氯含量20%~40%(质量分数)的CPP可作粘结剂,常用作包装膜(代替玻璃纸)、涂料、粘结剂和油墨载体等。

(3)氯化改性PVC再生料(CPVC)CPVC可提高PVC连续使用温度(可达105℃),可改善强度及模量;溶液氯化PVC(又称过氯乙烯)可用作涂料和粘结剂;悬浮氯化PVC可作耐热、耐化学品制品。

2.交联改性技术

有关交联改性机理已在前面详述过,这里不再重复。目前交联改性再生料的主要品种有PE、PVC、EVA等塑料,改性后的性能与交联度有关。

聚合物的交联度可通过加交联剂的多少或辐照时间长短来控制。交联度不同,其力学性能也不同。轻度交联的聚烯烃可具有热塑性,易于加工;交联度比较高的聚合物,由于形成三维网络结构的聚合物,所以成为热固性材料。因此,这种改性加工方法有两种:①在聚合物软化点之上,加入交联剂,混合均匀,在低于交联剂分解温度情况下进行造粒,最后成型与交联反应一步完成;②在低于交联剂分解温度情况下成型,然后在高于交联温度情况下完成交联。目前比较先进的技术是利用反应挤出技术,聚合物和交联剂在双螺杆挤出机中混合和交联反应,并直接制成产品,如管子等。

(1)交联改性PE再生料(XLPE) 常用HDPE、LDPE回收料进行交联改性,交联方法有辐射交联、化学交联和有机硅交联三种形式。辐射交联是先加工成制品后再进行交联改性的,而后两种都是先配制成粒料,成型加工后再进行交联的。

轻度交联PE可适度提高力学性能和热性能,废弃后还可再生利用。(www.xing528.com)

如果经过充分交联,其特征为:因具有网状结构而成热固性,有突出的耐磨性、耐应力开裂,无毒、无味、不吸水;低温柔韧性好,软化点达200℃,可在140℃下长期使用;冲击强度、拉伸强度、抗蠕变性、刚性等皆优于HDPE,弹性模量比HDEP高5倍;电绝缘性、化学稳定性优异,薄膜有适度透明和足够的水蒸气透过性。但无法再成型,可经机械加工再成型。

薄膜类用于食品包装、热收缩薄膜、建筑农业用,线缆包覆及绝缘护套,各种耐热、耐腐蚀介质管材和容器火箭导弹机电产品及高电压、高频绝缘材料

(2)交联改性PVC再生料(XLPVC) 交联方法有过氧化物交联、辐射交联、硅烷交联、二硫基-三嗪化合物交联、共聚/接枝导入易交联基团等方法。其中,辐射交联效率高,易控制,成型加工与交联可分开进行,故应用较广。其改性再生料的用途主要有以下几方面:

1)可作电线电缆绝缘层及护套,具有耐热、耐溶剂、耐老化、耐磨损、耐电击穿及较高强度等特点,常用作软电线绝缘层、电缆绝缘与护套、高压交联电缆、通信电缆护套,可代替F4绝缘料。

2)可作热收缩包装薄膜和套管,而且加入不饱和增塑剂的还可作透明、无毒的食品及高档商品的透明热缩包装。

3)可制作易氧化物含量及pH值符合医用标准的再生,而且可进行局部交联,在一个制品上可制成不同硬度段组合的制品,如用于制作前段硬度为70~76HA,后段硬度为90~96HA组合而成的冠状动脉球囊扩张导管。

4)可作建筑用管材、门窗、高级地板、墙纸等建材,具有阻燃、耐磨、不怕烟头烫、耐化学品、尺寸稳定、热变形小等特点。

3.接枝共聚改性再生技术

回收料还可采用接枝或嵌段等共聚方法进行改性,目前主要用于改性PP及PS。

(1)接枝共聚改性PP再生料(CPP) 采用丙烯酸及其酯类、马来酰亚胺类、顺丁烯二酸酐及其酯类为接枝单体,在密炼、开炼或挤出塑炼过程进行熔融混炼将接枝单体接于PP单体上形成接枝共聚物。可提高再生料与无机材料、极性塑料、橡胶等的相容性,组成填充、增强、增韧改性料,也可提高再生料的粘接性、透明性、低温热封性,简化分离。如果回收料中含有PVC等极性塑料,则可不必分离,直接配制PP/PVC共混改性再生料。

(2)接枝共聚改性PS再生料 接枝法也可将非极性PS回收料变为极性材料用作涂料和粘结剂,而且对金属附着力良好并有耐蚀性。如用甲苯(体积比为94.2)和甲醇(体积比5.8)组成混合溶剂,溶解PS后加入氯乙酸甲酯接枝单体,与其他助剂相配即可制成用于喷涂、刷涂、浸涤用的涂料。

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