本文關(guān)鍵詞：低密度聚乙烯再生料改性基礎(chǔ)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：聚乙烯是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大、用途最廣、消費(fèi)量最大的品種，隨著聚乙烯消費(fèi)市場的不斷擴(kuò)大，消費(fèi)產(chǎn)品的不斷多樣化，其廢棄物數(shù)量也在不斷增加，改性再生生產(chǎn)出高附加值材料，是未來聚乙烯廢塑料回收的主要途徑，也是回收利用研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本研究在國家科技支撐計(jì)劃課題（2007BAE42B04）的資助下，以低密度聚乙烯再生料為原料，添加不同種類和不同比例新料、增塑劑、潤滑劑共混，對(duì)其進(jìn)行改性基礎(chǔ)研究，采用紅外、電鏡及力學(xué)特性等多種分析方法，對(duì)比研究了再生料和新料在實(shí)用性能和加工性能上的差異。最后，通過正交試驗(yàn)，研究了再生料改性的最佳配方。研究結(jié)果如下： （1）對(duì)再生料的密度、熔體流動(dòng)速率、元素、分子量、基團(tuán)、熱性能、旋轉(zhuǎn)流變性能、轉(zhuǎn)矩流變性能、力學(xué)性能等方面進(jìn)行測試，掌握了本試驗(yàn)所用再生料的基本性能。紅外光譜和DSC分析，可知本試驗(yàn)使用的再生料主要成分是LDPE，還含有部分LLDPE，并且有部分基團(tuán)被氧化；通過高溫凝膠色譜分析，可知再生料的重均分子量（207200）大于新料LDPE的重均分子量（171579）。再生料的分子量分布指數(shù)為5.2，小于新料LDPE的6.7。低分子量部分，新料的含量比再生料要多，高分子量部分，再生料的含量比新料的多；由力學(xué)性能分析可知再生料拉伸強(qiáng)度（22.423MPa）比新料LDPE（14.740MPa）要大；但斷裂伸長率（172.39%）較新料LDPE（200.06）要低；再生料的彎曲強(qiáng)度（5.5MPa）也比新料LDPE（6.2MPa）的��；通過旋轉(zhuǎn)流變和轉(zhuǎn)矩流變測試，可以測得再生料的加工流動(dòng)性能較，其平衡轉(zhuǎn)矩為13.3N.m，遠(yuǎn)大于新料LDPE的4.6N.m。 （2）4種新料對(duì)再生料力學(xué)性能的影響。當(dāng)新料含量為10%時(shí)，4種新料對(duì)再生料的拉伸強(qiáng)度影響較小，隨著新料含量的增大，影響也逐漸增大。但RLDPE/HDPE共混物的拉伸強(qiáng)度的受新料含量的影響較小，最大變化率為10%。當(dāng)新料的含量為50%時(shí)，RLDPE/HDPE共混物的拉伸強(qiáng)度為23.3MPa，RLDPE/LDPE共混物的拉伸強(qiáng)度為18.6MPa，RLDPE/LLDPE共混物的拉伸強(qiáng)度為17.7MPa，RLDPE/EVA共混物的拉伸強(qiáng)度為13.8MPa，可見EVA改性的低密度聚乙烯再生料的拉伸強(qiáng)度更接近新料LDPE的水平；LLDPE、HDPE、 EVA都可以提高再生料斷裂伸長率，當(dāng)新料含量為50%時(shí)，RLDPE/LLDPE共混物的斷裂伸長率為391.7%，RLDPE/HDPE共混物的斷裂______________________________________________________________________________________________伸長率為321.9%，RLDPE/EVA共混物的斷裂伸長率為224.6%，RLDPE/LDPE共混物的斷裂伸長率為146.2%；HDPE、LDPE、LLDPE都可以提高再生料的彎曲強(qiáng)度，HDPE對(duì)再生料的彎曲強(qiáng)度影響最大，當(dāng)新料含量為50%時(shí)，RLDPE/HDPE共混物的彎曲強(qiáng)度為14.1MPa，RDLEP/LLDPE共混物的彎曲強(qiáng)度為7.9MPa，RLDPE/LDPE共混物的彎曲強(qiáng)度為7.9MPa，EVA的加入降低了再生料的彎曲強(qiáng)度，當(dāng)EVA含量為50%時(shí)，RLDPE/EVA共混物的彎曲 強(qiáng)度為5.4MPa。（3）兩種增塑劑對(duì)再生料加工流動(dòng)性能的改善作用。DOP和ESO都可以使共混物的復(fù)數(shù)黏度、儲(chǔ)能模量和損耗模量降低。在頻率掃描時(shí)，當(dāng)增塑劑添加量為10份時(shí)，RLDPE/DOP共混物的復(fù)數(shù)黏度較再生料降低了35.9%；儲(chǔ)能模量較再生料降低了37.3%；損耗模量較再生料降低了33.6%。在溫度掃描時(shí)，當(dāng)添加10份增塑劑時(shí)，RLDPE/DOP共混物的復(fù)數(shù)黏度較再生料降低了33.3%；儲(chǔ)能模量較再生料降低了36.4%；損耗模量較再生料降低了32.7%。當(dāng)ESO占10份時(shí)，RLDPE/ESO共混物的復(fù)數(shù)黏度較再生料降低了32.7%；儲(chǔ)能模量較再生料降低了33.7%；損耗模量較再生料降低了31.1%。在轉(zhuǎn)矩流變測試中，兩種增塑劑都可以降低再生料的平衡轉(zhuǎn)矩，添加量為10份時(shí)，RLDPE/DOP共混物的平衡轉(zhuǎn)矩為7.8N.m，RLDPE/ESO共混物的平衡轉(zhuǎn)矩為8.9N.m，說明兩種增塑劑都能改善再生料的加工流動(dòng)性能，其中分子 量較小的DOP在改善再生料的加工性能方面效果更好。（4）潤滑劑對(duì)再生料的加工流動(dòng)性能的影響。隨著潤滑劑聚乙烯蠟含量的增加，RLDPE/PEW共混物的的復(fù)數(shù)黏度、儲(chǔ)能模量和損耗模量都逐漸降低。當(dāng)PEW占40份時(shí)，在頻率掃描時(shí)RLDPE/PEW共混物的復(fù)數(shù)黏度較再生料降低了63.7%，儲(chǔ)能模量較再生料降低了67.6%，損耗模量較再生料降低了57.9%；經(jīng)溫度掃描RLDPE/PEW共混物的復(fù)數(shù)黏度較再生料降低了71.9%，儲(chǔ)能模量較再生料降低了76.4%，損耗模量為較再生料降低了67.4%，共混物的各項(xiàng)指標(biāo)和新料低密度聚乙烯基本重合。在轉(zhuǎn)矩流變測試中，隨著聚乙烯蠟的加入，，再生料的平衡轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩都逐漸降低，當(dāng)聚乙烯蠟所占分?jǐn)?shù)達(dá)到30份時(shí)，共混物的平衡轉(zhuǎn)矩為4.9N.m，基本已經(jīng)達(dá)到新料低密 度聚乙烯的指標(biāo)（4.6N.m）。（5）通過多指標(biāo)正交試驗(yàn)來確定再生料改性的最優(yōu)配方。選取的4個(gè)因素對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響權(quán)重為：增塑劑DOP（B）交聯(lián)劑DCP（D）新料EVA（A）潤滑劑PEW（C）；對(duì)斷裂伸長率的影響權(quán)重為：交聯(lián)劑DCP（D）增塑劑DOP（B）潤滑劑PEW（C）新料EVA（A）；對(duì)平衡轉(zhuǎn)矩的影響權(quán)重為：潤滑劑PEW（C）交聯(lián)劑DCP（D）新料EVA（A）增塑劑DOP（B）；對(duì)彎曲強(qiáng)度的影響權(quán)重為：增塑劑DOP（B）新料EVA（A）交聯(lián)劑DCP（D）潤滑劑PEW（C）。再生料改性的最優(yōu)配方為：EVA占15份，DOP占6份，聚乙烯蠟占30份，DCP占0.15份。
【關(guān)鍵詞】：再生料 低密度聚乙烯 力學(xué)性能 旋轉(zhuǎn)流變 轉(zhuǎn)矩流變
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TQ325.12
【目錄】：

• 摘要4-7
• Abstract7-13
• 1 緒論13-27
• 1.1 引言13
• 1.2 聚乙烯概述13-14
• 1.3 聚乙烯的性質(zhì)14-15
• 1.3.1 物理性質(zhì)14-15
• 1.3.2 化學(xué)性質(zhì)15
• 1.4 聚乙烯改性15-16
• 1.4.1 物理改性15-16
• 1.4.2 化學(xué)改性16
• 1.5 廢舊聚乙烯的處理方法16-23
• 1.5.1 填埋和焚燒16-17
• 1.5.2 熱分解17
• 1.5.3 熱能回收17
• 1.5.4 再生利用17-23
• 1.6 低密度聚乙烯再生料應(yīng)用現(xiàn)狀23-25
• 1.6.1 再生聚乙烯共混改性生產(chǎn)農(nóng)用地膜24
• 1.6.2 再生聚乙烯生產(chǎn)塑料包裝袋24-25
• 1.7 本課題的研究意義、研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)25-27
• 1.7.1 研究意義25-26
• 1.7.2 研究內(nèi)容26
• 1.7.3 創(chuàng)新點(diǎn)26-27
• 2 低密度聚乙烯再生料基本性能分析27-43
• 2.1 引言27-28
• 2.2 材料與方法28-30
• 2.2.0 試驗(yàn)材料28
• 2.2.1 主要儀器設(shè)備28
• 2.2.3 測試方法28-30
• 2.3 結(jié)果與討論30-41
• 2.3.1 密度與熔體流動(dòng)速率測試30-31
• 2.3.2 紅外光譜分析31
• 2.3.3 X 射線熒光光譜分析31-32
• 2.3.4 熱分析32-33
• 2.3.5 高溫凝膠滲透色譜分析法33-35
• 2.3.6 X 射線衍射分析（XRD）35-36
• 2.3.7 力學(xué)性能測試36-37
• 2.3.8 流變性能測試37-41
• 2.3.9 SEM 分析41
• 2.4 本章小結(jié)41-43
• 3 新料對(duì)再生料的改性基礎(chǔ)研究43-50
• 3.1 引言43-44
• 3.2 材料與方法44-45
• 3.2.1 試驗(yàn)材料44
• 3.2.2 主要設(shè)備儀器44
• 3.2.3 新料與再生料共混改性44
• 3.2.4 力學(xué)性能表征方法44-45
• 3.3 結(jié)果與討論45-48
• 3.3.1 不用新料對(duì)再生料拉伸強(qiáng)度的影響45-46
• 3.3.2 不用新料對(duì)再生料斷裂伸長率的影響46
• 3.3.3 不用新料對(duì)再生料彎曲強(qiáng)度的影響46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 4 增塑劑對(duì)再生料的改性基礎(chǔ)研究50-66
• 4.1 引言50-51
• 4.2 材料與方法51-52
• 4.2.1 試驗(yàn)材料51
• 4.2.2 主要設(shè)備儀器51
• 4.2.3 增塑劑與再生料共混改性51
• 4.2.4 性能表征方法51-52
• 4.3 結(jié)果與討論52-64
• 4.3.1 不同增塑劑對(duì)再生料旋轉(zhuǎn)流變性能的影響52-62
• 4.3.2 不同增塑劑對(duì)再生料轉(zhuǎn)矩流變性能的影響62-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 5 潤滑劑對(duì)再生料的改性基礎(chǔ)研究66-76
• 5.1 引言66-67
• 5.2 材料與方法67-68
• 5.2.1 試驗(yàn)材料67
• 5.2.2 主要設(shè)備儀器67
• 5.2.3 增塑劑與再生料共混改性67
• 5.2.4 性能表征方法67-68
• 5.3 結(jié)果與討論68-75
• 5.3.1 聚乙烯蠟對(duì)再生料旋轉(zhuǎn)流變性能的影響68-74
• 5.3.2 聚乙烯蠟對(duì)再生料轉(zhuǎn)矩流變性能的影響74-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 6 多因素優(yōu)化對(duì)再生料改性基礎(chǔ)研究76-85
• 6.1 引言76-77
• 6.2 材料與方法77-78
• 6.2.1 試驗(yàn)材料77
• 6.2.2 主要設(shè)備儀器77
• 6.2.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)77-78
• 6.2.4 性能表征方法78
• 6.3 結(jié)果與討論78-83
• 6.3.1 拉伸強(qiáng)度結(jié)果分析79-80
• 6.3.2 斷裂伸長率結(jié)果分析80
• 6.3.3 平衡轉(zhuǎn)矩結(jié)果分析80-81
• 6.3.4 彎曲強(qiáng)度結(jié)果分析81
• 6.3.5 最優(yōu)配方的確定81-83
• 6.4 本章小結(jié)83-85
• 結(jié)論與展望85-88
• 致謝88-89
• 參考文獻(xiàn)89-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果97

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：297259