一次性口罩过滤层材料的回收和阻燃改性

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cclongman
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由于COVID-19病毒在全球的蔓延,主要是由聚丙烯(PP)无纺布制成的一次性口罩由于其更好减缓病毒传播的效果得到了广泛应用。但是这些大量的不可降解的一次性口罩仅通过填埋或焚烧处理,不仅消耗了大量的石油资源,还会对陆地和海洋的生态系统造成巨大的破坏。由于一次性口罩中的细菌和病毒不耐高温的特性,本文采用高温机械共混回收废弃的一次性口罩材料,赋予了回收材料更好的机械性能和额外的阻燃性能,探索了回收利用口罩过滤层(FL)材料的新途径、新方法。主要研究内容和成果如下:(1)根据一次性口罩成分、性能和口罩碎片在水中的重力沉降特性,设计了一种可以自动化分离出FL的工艺流程和分离池设备。将分离出的FL和纯PP共混后,FL使PP/FL共混物的熔体流动速率增加,初始分解温度提高50℃左右,且对拉伸强度几乎没有影响,但PP/FL共混物的韧性剧烈下降。(2)为了改善回收FL材料的力学性能,以三元乙丙橡胶(EPDM)和乙烯醋酸乙烯酯(EVA)作为增韧剂,低熔体流动速率的PP作为粘度调节剂,探究了不同增韧剂和PP的含量对回收FL材料性能的影响。研究结果表明25 phr的PP使增韧剂和回收FL材料混合更均匀。同时,在加入25份PP的条件下,添加EVA的FL复合材料缺口敏感性较低,添加EPDM的FL复合材料拉伸延展性、冲击韧性、热稳定性和抗紫外老化性能更好。(3)使用次磷酸铝沉淀法合成了一种高比表面积、高阻燃效率的无机改性聚磷酸铵(AAPP)。将AAPP与三嗪类成炭剂(CFA)复配,测试了其对EPDM增韧的回收过滤层材料(t-FL)阻燃性能和机械性能的影响。结果表明,当阻燃剂添加量为19%时,t-FL/AAPP/CFA的LOI值达到31.5,UL-94测试通过V-0等级,t-FL的剧烈熔滴被完全抑制。与t-FL相比,t-FL/AAPP/CFA的p HRR显著降低68.9%,TSP降低约40%。同时,将AAPP引入到膨胀阻燃t-FL后保持了t-FL的力学性能。
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