论文部分内容阅读
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在加工、使用和废弃过程中会发生水解和热降解,致使分子链断裂、特性黏度下降、机械性能劣化,回收PET (R-PET)如未经改性只能用于生产聚酯短纤维,附加值偏低,本课题组曾利用转矩流变仪,通过ADR4370S扩链增黏、稀土成核、ABS增韧改性等方法提高了R-PET一系列性能,有望实现R-PET在长纤和工程塑料中应用。本文在此工作基础上,首先通过改善R-PET亲水性能来拓宽长纤应用领域;其二,采用螺杆挤出法,对R-PET进行扩链增黏和增强增韧改性,旨在制备出刚韧兼备的R-PET基工程塑料,从而实现R-PET高值化利用。本论文的主要研究内容及结果如下:首先,采用熔融密炼反应法,选用环氧官能化助剂HY-3525G做为R-PET的亲水改性剂制备R-PET/HY-3525G共混物,并探讨HY-3525G组分含量变化对其共混物的流变性能、结品性能和亲水性能的影响,采用纤维生产工艺中试R-PET/HY-3525G纤维。研究结果表明:随着HY-3525G添加量的增加, R-PET/HY-3525G共混物的平衡扭矩略呈下降趋势,但结晶温度和熔融温度则没有发生明显变化;添加2%HY-3525G改性后的涤纶纤维接触角从95.12°降至63.65°,亲水性能明显改善。其二,分别采用双螺杆挤出机和三螺杆挤出机制备得到了不同扩链剂含量的R-PET/ADR4370S共混物,然后对比研究了不同ADR4370S含量下两种加工工艺制备的共混物的力学性能、特性黏度、流动性能、热稳定性和耐热性能。研究结果表明,通过扩链改性,两种制备方法均能有效提高R-PET的特性黏度,同时,降低了R-PET的结晶温度和熔点。但在相同ADR4370S含量下,双螺杆挤出机制备的共混物表现出更好的综合性能,在ADR4370S含量为1 wt%时,特性黏度从0.61 dL/g增大到0.85dL/g,拉伸强度提高207.01%,冲击强度提高72.61%。其三,选用PBT为改性剂,研究不同PBT含量对R-PET/PBT/ADR4370S合金性能的影响。研究结果表明,添加PBT可以显著影响R-PET/PBT/ADR4370S合金的熔融及结晶行为,提高其相容性,减弱共混物分子的运动能力;较之纯R-PET,当PBT添加量为40%时,合金的结晶性能较R-PET有明显改善,机械性能也有一定提升,但结晶峰温度和结晶度略有下降。最后,采用熔融共混挤出工艺,以具有壳核结构的MBS为增韧剂,对R-PET/PBT/ADR4370S共混合金体系进行了增韧改性,制备出了一系列R-PET/PBT/MBS/ADR4370S增韧共混物,研究了增韧剂含量变化对共混物力学性能、结晶行为、微观形态的影响。结果表明:随着MBS含量的增加,共混体系的储能模量逐渐降低;且MBS对R-PET/PBT/ADR4370S共混物有明显的增韧效果,当MBS含量为15份时,缺口冲击强度从4.3升至16.6 kJ/m~2。