裂解聚乙烯蠟的脫色及其功能化改性研究.pdf

1、聚乙烯蠟是一種常用的材料加工助劑,在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。但是存在表面張力較低難以被浸潤,與許多極性材料相容性差等缺點(diǎn),因此研究聚乙烯蠟的改性,具有重要的意義。
　　本文首先以沸石為吸附劑,采用吸附精制工藝對(duì)兩種工業(yè)級(jí)的裂解粗蠟進(jìn)行脫色研究。探討了吸附劑用量、吸附劑加入次數(shù)、吸附溫度、吸附時(shí)間和脫色次數(shù)等因素對(duì)聚乙烯蠟脫色效果的影響。采用紫外光譜儀(UV-vis)、紅外光譜儀(FT-IR)、原子吸收分光光度計(jì)(AAS)和白度儀表征了

2、粗蠟脫色前后的結(jié)構(gòu)和顏色變化,探討了廢舊塑料熱解產(chǎn)物聚乙烯蠟的成色原因。結(jié)果表明:裂解聚乙烯蠟中的顯色物質(zhì)不含芳環(huán)結(jié)構(gòu),說明廢棄聚乙烯的裂解按無規(guī)裂解方式進(jìn)行。裂解聚乙烯蠟色澤與雜質(zhì)結(jié)構(gòu)及催化體系殘留的金屬元素含量相關(guān),采用吸附劑吸附的方法即可將不飽和烷烴及金屬元素脫除。當(dāng)吸附劑加入量為10％、吸附劑投入次數(shù)為3次、反應(yīng)溫度為90℃、吸附時(shí)間為8 h、脫色次數(shù)為3次時(shí)兩種粗蠟的白度分別由15.4%和17.9%提升至54.3%和70.8%

3、;UV-vis顯示蠟A、B的色素中含有雙鍵、共軛雙鍵結(jié)構(gòu)和O不飽和雜原子;FT-IR顯示粗蠟脫色前后,特征吸收峰基本相同,樣品結(jié)構(gòu)保持不變;AAS結(jié)果表明,隨著脫色次數(shù)的增加,粗蠟中的金屬元素含量逐漸減小,脫色次數(shù)為3次時(shí),粗蠟A中的Ti、Mg、Al含量分別由原來的0.5901%、1.1499%、0.3828%下降到0.2922%、0.7547%、0.2507%,B中的Ti、Mg、Al含量分別由原來的0.5122%、0.9518%、0.

4、3387%下降到0.1041%、0.6134%、0.2721%。
　　其次,對(duì)脫色后的聚乙烯蠟進(jìn)行羧基化改性,以乙酸鈷為催化劑,過氧化苯甲酰為引發(fā)劑,通過溶液催化氧化,將含氧官能團(tuán)引入碳鏈,提高產(chǎn)品的極性。實(shí)驗(yàn)對(duì)不同反應(yīng)條件制備得到的羧基化產(chǎn)品進(jìn)行了酸值和接觸角的測(cè)定,并利用FT-IR、熱重分析(TG)和X射線衍射(XRD)等分析手段對(duì)羧基化產(chǎn)物進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:當(dāng)催化劑用量為1%、引發(fā)劑用量為10%、反應(yīng)時(shí)間為8 h、反應(yīng)溫

5、度為90℃時(shí)A、B兩種脫色聚乙烯蠟分別可制得酸值為16.26 mgKOH?g-1和16.17 mgKOH?g-1,接觸角為72.4°、74.6°的氧化蠟;TG結(jié)果顯示,隨著聚乙烯蠟產(chǎn)品酸值的增大,氧化蠟的熱穩(wěn)定性有所降低;XRD分析表明,經(jīng)過羧基化改性的聚乙烯蠟結(jié)晶程度呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。
　　最后,對(duì)羧基化改性后的氧化聚乙烯蠟進(jìn)行硬質(zhì)改性。結(jié)果表明:隨著稀土金屬氧化物用量的增加,改性產(chǎn)品的酸值逐漸減低,針入度不斷減小,當(dāng)反應(yīng)溫度為9