本文關(guān)鍵詞：廢舊PVC電線電纜料的再利用研究

  更多相關(guān)文章： 廢舊PVC電線電纜料 再利用 成分測(cè)定 老化性能 ABS樹脂

【摘要】：聚氯乙烯(PVC)為五大通用塑料之一,需求量僅次于聚乙烯。在我國,PVC目前仍是產(chǎn)量最大的樹脂。PVC使用量大,其廢舊產(chǎn)生量也大,直接將廢舊PVC填埋或燃燒,不僅對(duì)環(huán)境造成危害,同時(shí)資源也得不到充分利用,如何高效再利用廢舊PVC具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。PVC電線電纜料占PVC總量的7%左右,近年來,由建筑拆遷、老化電線更新等產(chǎn)生的廢舊PVC電線電纜料(rPVC)越來越多,本論文在對(duì)rPVC基本成分及性能分析的基礎(chǔ)上,探索了無機(jī)填料及ABS樹脂對(duì)rPVC的改性,為rPVC的回收再利用提供了技術(shù)途徑。論文首先對(duì)rPVC的基本成分及性能進(jìn)行了表征,比較了溶解-沉淀法、熱重分析法、抽提-熱重法分析rPVC中PVC樹脂、增塑劑、無機(jī)填料含量的差異性,結(jié)果表明抽提-熱重法和溶解-沉淀法測(cè)定結(jié)果較為準(zhǔn)確,其中抽提-熱重法的絕對(duì)誤差在3%以內(nèi);熱重分析法雖然測(cè)定無機(jī)填料含量也較為準(zhǔn)確,其誤差為1.2%,但是測(cè)定PVC樹脂和增塑劑含量的誤差較大,誤差達(dá)到10%以上。此外,通過研究熱氧化時(shí)間對(duì)PVC樹脂紅外光譜的影響發(fā)現(xiàn),老化時(shí)間與雙鍵指數(shù)IC=C具有較好的線性關(guān)系,利用Arrhenius方程,計(jì)算得到rPVC的老化活化能為133.9KJ/mol,表明rPVC仍有較好的耐老化性;對(duì)rPVC的非等溫?zé)崃W(xué)研究也表明,rPVC具有較長的剩余使用壽命;TG和剛果紅熱穩(wěn)定時(shí)間測(cè)試也證明rPVC仍有較好的穩(wěn)定性。論文探索了將rPVC重新作為電線電纜使用的可能性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,rPVC的力學(xué)性能能夠滿足電線電纜標(biāo)準(zhǔn)要求,但是rPVC的熱穩(wěn)定性能和熱氧老化性能達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。為了進(jìn)一步提高rPVC的熱性能,分別采用了碳酸鈣(CaCO3)、蒙脫土(MMT)、高嶺土(HG)、硅灰石(CaSiO3)四種無機(jī)填料填充rPVC,并用γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯(NDZ)三種偶聯(lián)劑對(duì)四種填料進(jìn)行了表面改性處理。結(jié)果表明,四種填料對(duì)rPVC的熱穩(wěn)定性能和熱氧老化性能均有較為明顯的改善作用,但加入填料后rPVC力學(xué)性能出現(xiàn)不同程度的下降,在添加量為10phr時(shí),CaCO3、MMT、HG、CaSiO3填充的rPVC拉伸強(qiáng)度分別下降了4.9%、12.6%、25.9%、24.5%。無機(jī)填料經(jīng)過偶聯(lián)劑處理后,熱氧老化性能和熱穩(wěn)定性能得到進(jìn)一步提高,拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率得到明顯的改善。選擇合適的無機(jī)填料和偶聯(lián)劑可使rPVC性能達(dá)到GB/T 8815-2008對(duì)HR-70型的PVC電纜護(hù)套料老化性能的規(guī)定。最后,論文通過熔融共混法制備了ABS與廢舊PVC電線電纜料共混合金,考察了其力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能、燃燒性能和斷面形貌隨組成的變化。為改善共混合金性能,采用了溶劑預(yù)處理和加入CPE共同對(duì)共混合金進(jìn)行改性。結(jié)果表明,ABS/rPVC共混合金的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和維卡軟化溫度隨rPVC含量增加而下降,在rPVC添加量為30phr時(shí),分別由47.8MPa、76.9MPa、11.7KJ/m2、94.1℃下降到35.8MPa、53.4MPa、7.0KJ/m2、78.4℃,斷裂伸長率則有所上升,由7.4%上升到17.1%,水平燃燒速率由52.5mm/min下降到41mm/min。將rPVC預(yù)處理24h,并添加10phr的CPE后,ABS/rPVC(100/30)共混合金的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長率和維卡軟化溫度分別提高到41.9MPa、67.2MPa、11.3KJ/m2、17.4%、91.2℃,同時(shí),共混合金能夠水平燃燒自熄,阻燃等級(jí)達(dá)到HB級(jí)。
【關(guān)鍵詞】：廢舊PVC電線電纜料 再利用 成分測(cè)定 老化性能 ABS樹脂
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM24
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-30
• 1.1 聚氯乙烯12-15
• 1.1.1 聚氯乙烯簡介12
• 1.1.2 聚氯乙烯助劑12-15
• 1.2 廢舊聚氯乙烯回收進(jìn)展15-20
• 1.2.1 聚氯乙烯應(yīng)用現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 廢舊聚氯乙烯回收16-20
• 1.3 無機(jī)填料改性PVC研究進(jìn)展20-25
• 1.3.1 碳酸鈣改性聚氯乙烯進(jìn)展20-22
• 1.3.2 蒙脫土改性聚氯乙烯進(jìn)展22-23
• 1.3.3 高嶺土改性聚氯乙烯進(jìn)展23-24
• 1.3.4 硅灰石改性聚氯乙烯進(jìn)展24
• 1.3.5 偶聯(lián)劑改性無機(jī)填料填充PVC24-25
• 1.4 ABS/PVC共混合金研究進(jìn)展25-28
• 1.4.1 ABS樹脂性能25-26
• 1.4.2 ABS/PVC合金26-27
• 1.4.3 ABS/PVC共混合金研究進(jìn)展27-28
• 1.5 本論文研究目的意義、主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)28-30
• 1.5.1 本論文的研究意義28
• 1.5.2 本論文的主要研究內(nèi)容28-29
• 1.5.3 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)29-30
• 第二章 廢舊PVC電線電纜料成分分析及老化性能研究30-45
• 2.1 引言30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分30-33
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料30
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法及步驟30-33
• 2.2.3 性能測(cè)試與表征33
• 2.3 結(jié)果與討論33-43
• 2.3.1 rPVC組份含量測(cè)定33-36
• 2.3.2 廢舊PVC老化性能研究36-39
• 2.3.3 廢舊PVC的熱穩(wěn)定性能分析39-40
• 2.3.4 rPVC使用壽命預(yù)測(cè)40-43
• 2.4 本章小結(jié)43-45
• 第三章 無機(jī)填料對(duì)rPVC結(jié)構(gòu)與性能的影響45-63
• 3.1 引言45
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分45-46
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料45
• 3.2.2 材料制備45-46
• 3.2.3 性能測(cè)試與表征46
• 3.3 結(jié)果與討論46-62
• 3.3.1 無機(jī)填料對(duì)rPVC力學(xué)性能的影響46-49
• 3.3.2 無機(jī)填料對(duì)rPVC熱氧化性能的影響49-53
• 3.3.3 無機(jī)填料對(duì)rPVC熱穩(wěn)定性能的影響53-56
• 3.3.4 偶聯(lián)劑表面處理對(duì)填料填充rPVC拉伸斷面形貌的影響56-62
• 3.4 本章小結(jié)62-63
• 第四章 ABS/rPVC共混合金的制備及結(jié)構(gòu)、性能研究63-81
• 4.1 引言63
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分63-65
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料63
• 4.2.2 材料制備63-64
• 4.2.3 性能測(cè)試與表征64-65
• 4.3 結(jié)果與討論65-80
• 4.3.1 rPVC對(duì)ABS/rPVC共混合金性能的影響65-71
• 4.3.2 預(yù)處理時(shí)間對(duì)ABS/rPVC共混合金性能的影響71-75
• 4.3.3 CPE用量對(duì)ABS/rPVC(100/30)共混合金性能的影響75-80
• 4.4 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論81-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 攻讀博士/碩士學(xué)位期間取得的研究成果88-89
• 致謝89-90
• Ⅳ-2答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見90

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