聚烯烃热塑性弹性体接枝苯乙烯增韧废旧聚苯乙烯的研究
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关键词 ：废 旧聚苯 乙烯 ；增韧 ；相容性 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—５７７０．２０１８．０９．０１４ 中 图 分 类 号 ：ＴＱ３２５．２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００５—５７７０ （２０１８）０９—００５８一Ｏ５
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ｏｆ Ｗ ａｓｔｅ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｗｉＵｌ Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ Ｔｈｅｒｍ ｏｐｌａｓｔｉｃ Ｅｌａｓｔｏｍ ｅｒｓ Ｇｒａｆｔｅｄ Ｓｔｙｒｅｎｅ
ＣＡＯ Ｘｉａｎ－ＷＵ，ＬＩＡＮＧ Ｊｉａｎ－ｆｅｉ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎ，ＨＥ Ｇｕａｎｇ－ｊｉａｎ
（Ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； 来自百度文库ａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｎｏｖｅｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６ ４ ０，Ｃｈｉｎａ）
：ＰＯＥ ｉｓ ７０ ：１５ ：１５． ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ３．０１ ｌ ｋＪ／ｍ ｔｏ ５．８３７ ５ ｋＪ／ｍ ． ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＰＯＥ ａｎｄ ｒＰＳ ｉｓ ａｌｓｏ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｗ ａｓｔｅ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ； Ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ； Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ
目前 ，聚苯 乙烯 （ＰＳ） 塑 料 在 生 活 中处 处 可 见 ， 废旧的塑料在 自然环境 中不容易 自然分解或降解 ，如 果 不经 过 妥善 的处 理 ，会 造 成 资 源 浪 费 、环 境 污 染 ， 所 以塑料 回收技 术 的研 究 尤 为重要 。废 旧聚 苯 乙烯塑 料 （ｒＰＳ） 在长 时 间使 用 后 ，其原 有 的优 异 性 能 大 幅 下 降 。ＰＯＥ作 为 聚 烯 烃 弹性 体 的典 型 代 表 ，综 合 性 能 优 异 ，常用 来增 韧 其他 材料 。 由于聚苯 乙烯不 具有 活 性 基 团 ，且 与 ＰＯＥ的 相容 性 差 ，将 ＰＯＥ的 苯 乙烯 共 聚 物 （ＰＯＥ．ｇ—Ｓｔ） 加入 到其 中可 以起 到增 韧 增 容 的 效 果 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗａｓｔｅ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ （ｒＰＳ） ａｓ ｔｈｅ ｍａｔｒｉｘ ｒｅｓｉｎｓ，ｐｏｌｙｏｌｅｆ ｉｎ ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ（ＰＯＥ） ａｎｄ ＰＯＥ ｇｒａｆｔｅｄ ｓｔｙｒｅｎｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ （ＰＯＥ－ｇ—Ｓｔ） ａｓ ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｗｅｒｅ ｂｌｅｎｄｅｄ， ｅｘｔｒｕｄｅｄ ａｎｄ
摘要 ：以废 旧聚苯乙烯 （ｒＰＳ）为基体 ，加 人聚烯烃热塑性 弹性体 （ＰＯＥ） 以及 ＰＯＥ的苯 乙烯共聚物 （ＰＯＥ—ｇ．Ｓｔ） 作为增韧剂 ，共 混挤出造粒 ，对 复合 材料的力学性能 和流变性 能进行 了表征 。通 过对 比 ＰＯＥ—ｇ—Ｓｔ添 加前 后 以及 ＰＯＥ— ｇ—ｓｔ不 同添加量下材料 的力学性 能 、流变性能 以及接 触角来研究 ＰＯＥ—ｇ—Ｓｔ的加入 对 回收聚苯 乙烯 的增 韧增容效 果 。结 果 表明 ，当 ｒＰＳ：ＰＯＥ—ｇ—Ｓｔ：ＰＯＥ质量 比＝７０：１５：１５，回收聚苯乙烯 的冲击 强度 由 ３．０１１ ｋＪ／ｍ 提高到 ５．８３７ ５ ｋＪ／ｍ ， ＰＯＥ与 ｒＰＳ的 相 容 性 也 得 到 了 改 善 。
１ 实验部分
１．１ 实验原 材 料 ｒＰＳ：熔 体 质 量 流 动 速 率 （ＭＦＲ） １２ ｇ／１０ｍｉｎ
（２．１６ ｋｇ，２３０ ｏＣ），金 发科 技 有 限 公 司 ；ＰＯＥ—ｇ—Ｓｔ： 接 枝率 为 ６．０８％ ， 自制 ；ＰＯＥ：牌号 ８１５０，ＭＦＲ ０．５ ｇ／１０ｍｉｎ （２．１６ ｋｇ，２３０ ｃＣ），美 国陶 氏公 司 。 １．２ 实验 设备
双螺杆 挤 出机 ：ＨＴ２０，南 京 橡 胶 机 械 厂 有 限 公 司 ；旋 转 流变 仪 ：ＭＣＲ３０２，奥地 利 Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ公 司 ； 注塑 机 ：ＰＬ２０００，天 剑 塑 机 ；平 板 硫 化 机 ：ＱＬＢ．
国家重点研发 计划 （２０１６ＹＦＢ０３０２００），广东省科技计 划项 目 （２０１６Ｂ０２０２４２００２） 作者简介 ：曹贤武 ，男 ，１９７０年生 ，教授 ，主要 从事高分子材 料改性方面 的研究 。ｐｐｅｍｅ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
ｇｒａｎｕｌａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ． Ｔｈｅ ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＰＯＥ－－ｇ－－Ｓｔ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｃｏｍｐａｒ ｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｈｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｍａｓｓ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｒＰＳ ：ＰＯＥ—ｇ—Ｓｔ
· ５８ ·
塑 料 工 业
ＣＨＩＮＡ ＰＬＡＳＴＩＣＳ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
第 ４６卷第 ９期 ２０１８年 ９月
聚烯烃 热塑性弹性体 接枝苯 乙烯 增韧废 旧 聚苯 乙烯 的研 究 水
曹 贤武 ，梁 健 飞 ，王 瑾 ，何 光 建 （聚合 物成型加工工程教 育部 重点实验室 ，华南 理工大学聚合物新 型成型装备 国家工程研究 中心 ，广东 广 州 ５１０６４０）
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ｏｆ Ｗ ａｓｔｅ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｗｉＵｌ Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ Ｔｈｅｒｍ ｏｐｌａｓｔｉｃ Ｅｌａｓｔｏｍ ｅｒｓ Ｇｒａｆｔｅｄ Ｓｔｙｒｅｎｅ
ＣＡＯ Ｘｉａｎ－ＷＵ，ＬＩＡＮＧ Ｊｉａｎ－ｆｅｉ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎ，ＨＥ Ｇｕａｎｇ－ｊｉａｎ
（Ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； 来自百度文库ａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｎｏｖｅｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６ ４ ０，Ｃｈｉｎａ）
：ＰＯＥ ｉｓ ７０ ：１５ ：１５． ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ３．０１ ｌ ｋＪ／ｍ ｔｏ ５．８３７ ５ ｋＪ／ｍ ． ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＰＯＥ ａｎｄ ｒＰＳ ｉｓ ａｌｓｏ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｗ ａｓｔｅ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ； Ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ； Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ
目前 ，聚苯 乙烯 （ＰＳ） 塑 料 在 生 活 中处 处 可 见 ， 废旧的塑料在 自然环境 中不容易 自然分解或降解 ，如 果 不经 过 妥善 的处 理 ，会 造 成 资 源 浪 费 、环 境 污 染 ， 所 以塑料 回收技 术 的研 究 尤 为重要 。废 旧聚 苯 乙烯塑 料 （ｒＰＳ） 在长 时 间使 用 后 ，其原 有 的优 异 性 能 大 幅 下 降 。ＰＯＥ作 为 聚 烯 烃 弹性 体 的典 型 代 表 ，综 合 性 能 优 异 ，常用 来增 韧 其他 材料 。 由于聚苯 乙烯不 具有 活 性 基 团 ，且 与 ＰＯＥ的 相容 性 差 ，将 ＰＯＥ的 苯 乙烯 共 聚 物 （ＰＯＥ．ｇ—Ｓｔ） 加入 到其 中可 以起 到增 韧 增 容 的 效 果 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗａｓｔｅ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ （ｒＰＳ） ａｓ ｔｈｅ ｍａｔｒｉｘ ｒｅｓｉｎｓ，ｐｏｌｙｏｌｅｆ ｉｎ ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ（ＰＯＥ） ａｎｄ ＰＯＥ ｇｒａｆｔｅｄ ｓｔｙｒｅｎｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ （ＰＯＥ－ｇ—Ｓｔ） ａｓ ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｗｅｒｅ ｂｌｅｎｄｅｄ， ｅｘｔｒｕｄｅｄ ａｎｄ
摘要 ：以废 旧聚苯乙烯 （ｒＰＳ）为基体 ，加 人聚烯烃热塑性 弹性体 （ＰＯＥ） 以及 ＰＯＥ的苯 乙烯共聚物 （ＰＯＥ—ｇ．Ｓｔ） 作为增韧剂 ，共 混挤出造粒 ，对 复合 材料的力学性能 和流变性 能进行 了表征 。通 过对 比 ＰＯＥ—ｇ—Ｓｔ添 加前 后 以及 ＰＯＥ— ｇ—ｓｔ不 同添加量下材料 的力学性 能 、流变性能 以及接 触角来研究 ＰＯＥ—ｇ—Ｓｔ的加入 对 回收聚苯 乙烯 的增 韧增容效 果 。结 果 表明 ，当 ｒＰＳ：ＰＯＥ—ｇ—Ｓｔ：ＰＯＥ质量 比＝７０：１５：１５，回收聚苯乙烯 的冲击 强度 由 ３．０１１ ｋＪ／ｍ 提高到 ５．８３７ ５ ｋＪ／ｍ ， ＰＯＥ与 ｒＰＳ的 相 容 性 也 得 到 了 改 善 。
１ 实验部分
１．１ 实验原 材 料 ｒＰＳ：熔 体 质 量 流 动 速 率 （ＭＦＲ） １２ ｇ／１０ｍｉｎ
（２．１６ ｋｇ，２３０ ｏＣ），金 发科 技 有 限 公 司 ；ＰＯＥ—ｇ—Ｓｔ： 接 枝率 为 ６．０８％ ， 自制 ；ＰＯＥ：牌号 ８１５０，ＭＦＲ ０．５ ｇ／１０ｍｉｎ （２．１６ ｋｇ，２３０ ｃＣ），美 国陶 氏公 司 。 １．２ 实验 设备
双螺杆 挤 出机 ：ＨＴ２０，南 京 橡 胶 机 械 厂 有 限 公 司 ；旋 转 流变 仪 ：ＭＣＲ３０２，奥地 利 Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ公 司 ； 注塑 机 ：ＰＬ２０００，天 剑 塑 机 ；平 板 硫 化 机 ：ＱＬＢ．
国家重点研发 计划 （２０１６ＹＦＢ０３０２００），广东省科技计 划项 目 （２０１６Ｂ０２０２４２００２） 作者简介 ：曹贤武 ，男 ，１９７０年生 ，教授 ，主要 从事高分子材 料改性方面 的研究 。ｐｐｅｍｅ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
ｇｒａｎｕｌａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ． Ｔｈｅ ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＰＯＥ－－ｇ－－Ｓｔ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｃｏｍｐａｒ ｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｈｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｍａｓｓ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｒＰＳ ：ＰＯＥ—ｇ—Ｓｔ
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塑 料 工 业
ＣＨＩＮＡ ＰＬＡＳＴＩＣＳ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
第 ４６卷第 ９期 ２０１８年 ９月
聚烯烃 热塑性弹性体 接枝苯 乙烯 增韧废 旧 聚苯 乙烯 的研 究 水
曹 贤武 ，梁 健 飞 ，王 瑾 ，何 光 建 （聚合 物成型加工工程教 育部 重点实验室 ，华南 理工大学聚合物新 型成型装备 国家工程研究 中心 ，广东 广 州 ５１０６４０）