废旧聚苯乙烯基复合材料的制备与性能研究

论文摘要

聚苯乙烯（PS）作为一种通用塑料,其制品已广泛应用于生产生活中。其发泡材料（EPS）作为常见的一次性塑料,使用后大都直接被废弃,由于占据空间大、降解周期长,简单的填埋和焚烧处理容易对环境造成二次污染。因此,开发一种简单、环保的工艺来有效利用聚苯乙烯一次性制品具有重要意义。本文以废旧聚苯乙烯为基体,分别以绢云母、聚碳酸酯等为填料,通过溶液法共混制备了聚苯乙烯基复合材料。出于对环保和成本等因素的考虑,在制备过程中,对所用表面活性剂水溶液和溶剂都实现了循环利用,并对使用后表面活性剂水溶液的循环次数进行了分析,在制备复合材料的同时实现了对废旧聚苯乙烯的无害化再利用。主要开展工作如下:1.绢云母预处理,用硅烷偶联剂KH-550对绢云母表面进行改性,对比了绢云母改性前后结构和性能的变化。结果表明:利用偶联剂KH-550干法改性绢云母,偶联剂用量为绢云母用量的2.5 wt%时,改性绢云母有较好的亲油性。2.以废旧聚苯乙烯为基体,改性绢云母为无机填料,制备了绢云母/PS复合珠粒和绢云母/EPS复合泡沫板,研究了绢云母的加入对聚苯乙烯珠粒及发泡材料的影响,对其进行了FT-IR、XRD、TGA、DSC、SEM、粘度、导热系数、表观密度等测试。结果发现:绢云母与聚苯乙烯结合时没有发生化学变化,聚苯乙烯结构没有被破坏。绢云母含量为5 wt%时,复合珠粒的热稳定性较好,玻璃化温度较高。并且此时通过预发、熟化和模压成型制备的绢云母/EPS泡沫板导热系数最低,相比EPS泡沫板导热系数下降了21.1%。泡沫板的泡孔排列均匀,紧密,且都为闭孔结构,尺寸在50100μm范围内,绢云母的加入能显著提高EPS的保温隔热性能。3.以废旧聚苯乙烯为基体,通过添加聚碳酸酯（PC）,制备了聚碳酸酯/聚苯乙烯（PC/PS）复合材料。并对其FT-IR、粘度、力学性能、XRD、SEM和热稳定性等进行了研究。结果表明:随着PC含量的增加,复合材料的力学性能、热稳定性等都有明显提高,这有利于拓宽废旧聚苯乙烯的应用范围。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 聚苯乙烯研究背景简介
•   1.2 聚苯乙烯的回收方法
•   1.3 聚合物共混改性
•   1.4 绢云母/聚苯乙烯复合材料
•     1.4.1 绢云母简介
•     1.4.2 绢云母的应用
•     1.4.3 绢云母/聚苯乙烯复合材料研究进展
•   1.5 聚碳酸酯/聚苯乙烯复合材料
•     1.5.1 聚碳酸酯简介
•     1.5.2 聚碳酸酯/聚苯乙烯复合材料研究进展
•   1.6 本论文研究的意义及主要研究内容
•     1.6.1 本论文研究的意义
•     1.6.2 本论文研究的主要内容
• 第二章 绢云母/聚苯乙烯复合材料的制备与表征
•   2.1 前言
•   2.2 实验材料及仪器设备
•     2.2.1 实验材料
•     2.2.2 实验仪器设备
•   2.3 实验工艺路线图
•   2.4 测试与表征
•     2.4.1 微观形貌分析
•     2.4.2 FT-IR分析
•     2.4.3 XRD分析
•     2.4.4 TGA分析
•     2.4.5 DSC分析
•     2.4.6 导热性能测定
•     2.4.7 表观密度测定
•     2.4.8 粘度测定
•     2.4.9 溶剂回收率测定
•   2.5 绢云母表面预处理
•   2.6 绢云母改性聚苯乙烯珠粒的制备
•   2.7 改性绢云母/聚苯乙烯保温材料的制备
•     2.7.1 可发性绢云母/聚苯乙烯复合珠粒的制备
•     2.7.2 绢云母/聚苯乙烯复合泡沫板的制备
•   2.8 结果与讨论
•     2.8.1 改性绢云母的测试分析
•     2.8.2 绢云母/聚苯乙烯复合珠粒的测试分析
•     2.8.3 绢云母/聚苯乙烯发泡材料的测试分析
•   2.9 本章小结
• 第三章 聚碳酸酯/聚苯乙烯复合材料的制备与表征
•   3.1 前言
•   3.2 实验材料及仪器设备
•     3.2.1 实验材料
•     3.2.2 实验仪器设备
•   3.3 实验方法
•     3.3.1 实验工艺路线
•     3.3.2 聚碳酸酯/聚苯乙烯复合珠粒的制备
•   3.4 测试与表征
•     3.4.1 FT-IR分析
•     3.4.2 微观形貌分析
•     3.4.3 XRD分析
•     3.4.4 力学性能分析
•     3.4.5 TGA分析
•     3.4.6 溶剂及表面活性剂水溶液回收率分析
•   3.5 结果与讨论
•     3.5.1 PC/PS复合珠粒的制备
•     3.5.2 PC/PS复合珠粒的FT-IR分析
•     3.5.3 PC/PS复合珠粒的TGA分析
•     3.5.4 PC/PS复合珠粒的XRD分析
•     3.5.5 PC/PS复合珠粒的SEM分析
•     3.5.6 PC/PS复合珠粒的力学性能分析
•     3.5.7 溶剂及表面活性剂水溶液回收率分析
•   3.6 本章小结
• 第四章 结论和展望
•   4.1 结论
•   4.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士研究生期间获得的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨家琪

导师: 李俊锋

关键词: 溶液共混,废旧聚苯乙烯,复合材料,绢云母,循环利用

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 有机化工,材料科学

单位: 吉林大学

分类号: TQ325.2;TB332

总页数: 73

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