廢聚氨酯發(fā)泡塑料的回收利用技術(shù)研究.pdf

1、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料（簡(jiǎn)稱RPUF），是一種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的熱固性材料。由于它的優(yōu)良性能，得到了廣泛的應(yīng)用，從而導(dǎo)致了大量的廢制品需要回收利用。但是RPUF本身是不溶不熔的，導(dǎo)致了廢硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料（WRPUF）很難被回收再利用。總之，泡沫塑料回收利用技術(shù)的研究，可以減少對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用和綠色環(huán)保理念。目前，國(guó)內(nèi)外主要的回收方法是物理回收法、化學(xué)回收法、生物降解回收法、能量回收法等。從經(jīng)濟(jì)角度看，能直接回收利用最好，即物理

2、回收法。但是制品的性能較差；從回收制品的使用性能來(lái)看，還是化學(xué)回收較好，但工藝復(fù)雜，耗能大，存在二次污染等；能量回收法不太符合環(huán)保理念。本文采用的回收方法是力化學(xué)回收法。此方法綜合了物理回收法和化學(xué)回收法的優(yōu)點(diǎn)，一方面簡(jiǎn)單易行；另一方面在以最大限度回收RPUF的前提下，還可以提高回收制品的性能。本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　1.研究了解交聯(lián)劑的類型及用量對(duì)RPUF解交聯(lián)的影響。研究結(jié)果如下：
　　（1）隨著三乙醇胺（T

3、EA）含量的增加，再生硬質(zhì)聚氨酯（RRPU）中的氨基甲酸酯基團(tuán)，脲基團(tuán)都有不同程度的減少，且隨含量的增加，基團(tuán)解交聯(lián)程度逐漸增加。但是，當(dāng)TEA的質(zhì)量份數(shù)為35％時(shí)，RPUF迅速呈燒焦糊狀，顏色泛黑。另外，不同解交聯(lián)劑體系的解交聯(lián)程度強(qiáng)弱順序：四乙烯五胺（TEPA）>TEPA/二乙二醇（DEG）>TEA。
　?。?）由凝膠滲透色譜（GPC）分析可知，在這三種解交聯(lián)體系中，出峰所需要的時(shí)間大小順序?yàn)椋篟RPU(TEPA)>RRPU(

4、TEPA/DEG)>RRPU(TEA)，溶于 THF溶劑的分子的分子量大小順序?yàn)椋篟RPU(TEA)>RRPU(TEPA/DEG)>RRPU(TEPA)，由此可知，TEPA體系的解交聯(lián)程度最強(qiáng)，TEA體系的解交聯(lián)程度最弱。
　　2.研究了RRPU(TEPA/DEG)的含量、相容劑的種類及用量、不同解交聯(lián)劑體系的RRPU對(duì)聚丙烯（PP）/RRPU復(fù)合材料力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及流變性能、結(jié)晶性能、斷面形貌的影響。研究結(jié)果如下：

5、>　?。?）以TEPA或TEA為解交聯(lián)劑的回收制品表面有氣泡，其性能也較差。以TEPA/DEG為解交聯(lián)劑體系的回收制品表面平整，其性能也最佳。以TEPA/DEG為解交聯(lián)劑的最佳配方：PP:RRPU:PP-g-MAH為100:150:5，此時(shí)復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度可達(dá)16.66J/m，拉伸強(qiáng)度可達(dá)15.33MPa，彎曲強(qiáng)度可達(dá)66.90MPa，彎曲模量可達(dá)2727.66MPa，洛氏硬度值可達(dá)112.71。
　?。?）由DMA分析可知，在

6、0℃～70℃范圍內(nèi)，復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量大小順序?yàn)镻P/RRPU(TEA)/PP-g-MAH>PP/RRPU(TEPA)/PP-g-MAH>PP/RRPU(TEPA/DEG)/PP-g- MAH；PP/RRPU(TEPA/DEG)/PP-g-MAH、PP/RRPU(TEA)/PP-g-MAH、PP/RRPU(TEPA)/PP-g-MAH復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）分別是130℃、70℃、108℃。力學(xué)內(nèi)耗tanδ值大小順序?yàn)镻P/RR

7、PU(TEPA/DEG)/PP-g-MAH>PP/RRPU(TEA)/PP-g-MAH>PP/RRPU(TEPA)/PP-g-MAH，這與力學(xué)試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)一致。
　?。?）偏光顯微鏡（PLM）的分析表明，RRPU的加入，完全破壞了PP的球晶結(jié)構(gòu)，使PP的結(jié)晶形態(tài)發(fā)生了變化。
　?。?）掃描電鏡（SEM）的分析表明，以TEPA/DEG為解交聯(lián)劑體系處理所得到的RRPU與 PP基體之間的結(jié)構(gòu)更緊密、粘結(jié)作用力更強(qiáng)；斷面有明顯的

8、撕裂跡象，最終表現(xiàn)為力學(xué)性能的提高。
　　3.研究了RRPU(TEPA/DEG)、增塑劑（DOP）的含量、不同解交聯(lián)劑體系的RRPU對(duì)聚氯乙烯（PVC）/RRPU復(fù)合材料力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、斷面形貌的影響。研究結(jié)果如下：
　　（1）以 TEPA為解交聯(lián)劑，回收制品的表面較光滑平整，性能也最佳。最佳的配方是：RRPU的質(zhì)量份數(shù)為70%，DOP的質(zhì)量份數(shù)為15%。此時(shí)復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度可達(dá)25.42J/m，拉伸強(qiáng)度可達(dá)43.

9、17MPa，彎曲強(qiáng)度可達(dá)76.19MPa，彎曲模量可達(dá)2849.59 MPa，洛氏硬度值可達(dá)106.14HRR，綜合性能最佳?
　?。?）由DMA分析可知，加入RRPU粉末后，復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量（E′）、玻璃化溫度（Tg）比純PVC的有所提高；此外，復(fù)合材料的力學(xué)內(nèi)耗（tanδ）也有所改變。
　　（3）由掃描電鏡分析可知，經(jīng)TEPA體系處理所得到的RRPU和PVC復(fù)合材料沖擊斷面相界面粘結(jié)作用較好，拉伸斷面中的撕裂拉扯現(xiàn)象最

10、為明顯，也沒(méi)有明顯的相界面，RRPU粉末被PVC樹(shù)脂緊密包裹，粘結(jié)性較好，力學(xué)性能也最佳。
　　4.研究了TEA、RRPU的含量對(duì)接枝低密度聚乙烯（LDPE-g-MAH）/RRPU復(fù)合材料力學(xué)性能、流變性能、斷面形貌的影響。研究結(jié)果如下：
　?。?）隨著TEA質(zhì)量份數(shù)的增大，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度在逐漸的增大，當(dāng)TEA所占質(zhì)量份數(shù)為30%時(shí)，二者強(qiáng)度均達(dá)到最大值，之后隨著TEA所占質(zhì)量份數(shù)的增大二者強(qiáng)度隨之下降。但是，

11、彎曲強(qiáng)度整體呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)。當(dāng)TEA的質(zhì)量份數(shù)為30%，LDPE-g-MAH:RRPU（質(zhì)量比）為3:2時(shí)，沖擊強(qiáng)度可達(dá)168.4 J/m，拉伸強(qiáng)度可達(dá)16.17MPa，彎曲強(qiáng)度可達(dá)18.76MPa。
　　（2）LDPE-g-MAH/RRPU復(fù)合材料的n值均小于1，屬于假塑性流體，且呈現(xiàn)“切力變稀現(xiàn)象”。當(dāng)TEA的質(zhì)量份數(shù)為30%時(shí)，復(fù)合材料的粘流活化能相對(duì)較小，在恒定的剪切力作用下，復(fù)合材料可在較寬的溫度范圍內(nèi)獲得較穩(wěn)定的流