【摘 要】
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聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和高抗冲聚苯乙烯(HIPS)具有优良的机械性能和加工性能,在电子电器制造业以及汽车制造业中得到了非常广泛的应用。科学技术的进步使得电子产品更新换代的速度不断加快,它们的壳体大多是由ABS、HIPS、PS、PP等热塑性塑料构成的,ABS、HIPS又占很大一部分。ABS和HIPS不仅密度相近,而且化学性质也较为接近,导致ABS与HIPS难以分离,因此将废旧ABS和废旧
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聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和高抗冲聚苯乙烯(HIPS)具有优良的机械性能和加工性能,在电子电器制造业以及汽车制造业中得到了非常广泛的应用。科学技术的进步使得电子产品更新换代的速度不断加快,它们的壳体大多是由ABS、HIPS、PS、PP等热塑性塑料构成的,ABS、HIPS又占很大一部分。ABS和HIPS不仅密度相近,而且化学性质也较为接近,导致ABS与HIPS难以分离,因此将废旧ABS和废旧HIPS通过共混的方法制备复合材料是实现废旧ABS和废旧HIPS高值化再利用的重要方法。ABS、HIPS在使用一段时间后外观会发黄,变脆,冲击性能下降,并且废旧ABS和废旧HIPS相容性较差。为了解决这一问题,在废旧ABS/废旧HIPS(rABS/rHIPS)复合材料中分别加入右旋葡萄糖(D-Glucose)、羟基化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(羟基化SBS),通过对废旧ABS和废旧HIPS的扩链改性和两者相容性的改善来提高rABS/rHIPS复合材料的力学性能。本文通过添加D-Glucose制备了综合性能良好的rABS/rHIPS复合材料,采用红外光谱分析(FTIR)、核磁共振氢谱(~1H-NMR)、力学性能测试、动态力学性能(DMA)测试、流变性能测试、熔融指数(MFI)测试、热重分析(TGA)以及扫描电镜(SEM)等测试来表征了rABS/rHIPS复合材料的宏观性能和微观结构的变化。测试结果表明,D-Glucose的加入会提高rABS/rHIPS复合材料的冲击强度、弯曲强度、拉伸强度以及断裂伸长率,当D-Glucose的添加量为5wt%时,rABS/rHIPS复合材料的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度分别提高了124%、14%、22%,与此同时断裂伸长率也从17.64%提升到24%。D-Glucose添加后rABS中苯乙烯-丙烯腈(SAN)的玻璃化转变温度(Tg)与rHIPS中聚苯乙烯(PS)的Tg在相互靠近,说明rABS/rHIPS复合材料中rABS和rHIPS的相容性提高。D-Glucose的加入使储能模量(G’)、损耗模量(G’’)均有所提高,熔融指数降低,流动性变差。SEM显示橡胶相的粒径变小,这是由于ABS与HIPS中的丁二烯老化后生成的羧基等基团和D-Glucose中的羟基发生了化学反应,提高了两相的界面粘结力。利用溶液法制备了羟基化SBS,通过添加SBS、羟基化SBS制备了综合性能良好的rABS/rHIPS复合材料,SBS用来对照羟基化SBS的改性效果。采用红外光谱分析(FTIR)、核磁共振氢谱(~1H-NMR)、力学性能测试、动态力学性能(DMA)测试、差示扫描量热法(DSC)测试、接触角测试、熔融指数(MFI)测试、热重分析(TGA)以及扫描电镜(SEM)等测试来表征了rABS/rHIPS复合材料的宏观性能和微观结构的变化。测试结果表明SBS、羟基化SBS的加入冲击强度分别提高了120%和155%,弯曲强度分别提高了6%和14%,断裂伸长率分别提高了28%和69%,拉伸强度有一定下降。SBS、羟基化SBS的加入使得rABS中SAN的Tg与rHIPS中PS的Tg相互靠近,同样证明提高了rABS/rHIPS复合材料的相容性,与rABS/rHIPS/SBS相比,当羟基化SBS的添加量为5wt%时△Tg(SAN-PS)更小,也就说明rABS/rHIPS/羟基化SBS有着更好的相容性。随着羟基化SBS含量的增加,接触角逐渐增大,说明了基体中老化生成的极性基团在减少。加入SBS、羟基化SBS都会使熔融指数降低,且羟基化SBS随着添加量的增多,MFI越低。SEM显示,加入SBS时冲击断裂面表现出韧性断裂的特点,羟基化SBS的添加量为5wt%时,断裂面呈现韧性断裂特点的同时界面的橡胶粒径变小、分布的更均匀,看不到明显的相界面,相容性得到了提升。
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