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1、馬來(lái)酸酐原位增容HDPE／GTR共混物的研究賀茂勇李迎春白培康(中北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，山西太原030051)摘要：本文采用馬來(lái)酸酐(MAH)在過(guò)氧化二異丙苯(DCP)的作用下實(shí)現(xiàn)了對(duì)高密度聚乙烯(HDPE)／3廢舊輪胎膠粉(GTR)共混物的原位增容，成功制備了力學(xué)性能良好的HDPE／GTR熱塑性硫化膠(TPvs)。研究了MAH含量對(duì)共混物的力學(xué)性能和流動(dòng)性能的影響。結(jié)果表明，加入2．50wt％MAH和0．30wt％DCP制得的HDPE／GTlL(40／60)熱塑性硫化膠的力學(xué)性能得到了顯著改善，其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)
2、率分別達(dá)到13．50MPa和225．98％，分別較未增容體系提高了70．24％和258．58％。另外，通過(guò)熔體流動(dòng)速率，研究了MAH含量對(duì)HDPE／GTR共混物流動(dòng)性能和圍觀形貌的影響。關(guān)鍵詞：廢舊輪胎膠粉；熱塑性硫化膠；高密度聚乙烯；馬來(lái)酸酐熱塑性硫化膠(rpw)是熱塑性彈性體(TPE)的一種，其在常溫下具有橡膠彈性，在高溫下具有塑化成型的性質(zhì)，兼具硫化膠的彈性和熱塑性塑料易于加工成型的特點(diǎn)，逐漸引發(fā)了研究人員的極大興趣。目前，廢舊膠粉／聚烯烴熱塑性硫化膠的開(kāi)發(fā)研究已經(jīng)成為了廢舊橡膠高值化回收利用的一個(gè)重要方向，HDP
3、E／GTR熱塑性硫化膠作為其中的一種，越來(lái)越受到相關(guān)科研人員的重視。然而，由于橡膠與高密度聚乙烯熱力學(xué)不相容”1，因此，增加二者的相容性已成為研究重點(diǎn)。通過(guò)膠粉表面改性[2～41、加入相容劑和原位界面化學(xué)增容”。1等方法，可以有效提高共混物的相容性，進(jìn)而制備性能優(yōu)良的熱塑性硫化膠。本文通過(guò)自由基加成反應(yīng)原位合成HDPE—gMAH接枝物，實(shí)現(xiàn)了HDPE／GTR共混物的原位界面增容，制備得到了綜合性能優(yōu)良的熱塑性硫化膠，并且研究了MAH含量對(duì)共混物力學(xué)性能和流動(dòng)性能的影響。1實(shí)驗(yàn)1．1實(shí)驗(yàn)原料高密度聚乙烯(HDPE)，蘭州石
4、化公司，熔融指數(shù)為0．8～1．29／10min。廢舊輪胎膠粉(GTR)，60目，焦作市弘瑞橡膠有限公司。MAH，分析純，天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司。DCP，工業(yè)級(jí)，上海白鴿農(nóng)藥化工廠。1．2熱塑性硫化膠的制備采用轉(zhuǎn)矩流變儀熔融共混方法來(lái)實(shí)現(xiàn)共混材料的制備。制備過(guò)程中所用的轉(zhuǎn)矩流變儀(XSM一1／70)，上海科創(chuàng)橡塑機(jī)械設(shè)備有限公司產(chǎn)品，轉(zhuǎn)速為40r／min，溫度為180％。先把高密度聚乙烯加入轉(zhuǎn)矩流變儀內(nèi)熔融2min，然后加入MAH和DCP，實(shí)現(xiàn)HDPE與MAH的原位接枝反應(yīng)，熔融共混6rain后加入GTR，熔融共混直到
5、攪拌扭矩平衡為止，然后出料在平板硫化機(jī)(QLB—D750，上海第一橡膠機(jī)械廠產(chǎn)品)上壓制成型，溫度為180％，壓力為10MPa，時(shí)間為8min，制備樣條進(jìn)行相關(guān)性能的測(cè)試。1．3測(cè)試與表征力學(xué)性能測(cè)試：室溫(25℃)下，采用CMT6104型微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，按GB／T1040-92標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，試樣為啞鈴狀I(lǐng)型試樣，標(biāo)準(zhǔn)距離為25mm，拉伸速度為500mm／min+10％。微觀形貌分析：將拉伸試樣的斷面經(jīng)表面噴金后，用美國(guó)FEI公司生產(chǎn)的DB235型聚焦離子束掃描電鏡觀察其微觀形貌。2結(jié)果與討論2．1力學(xué)性能
6、分析黲礦矽淤擴(kuò)妒∥穆謠少∥欏痧穗一凸膻童燕毫一l#-赫‰*“赫％熱壯b攤重矗l矗也^k_曩一幽p、圖1MAH含量對(duì)HDPE／GTR共混物的拉伸性能的影響2017@-04N化毒髫群121黼凇鐓辮滯辮渤黼鞲m霉"攥褥澄鬻鬟囂黧攀霈添一鴦瓣黧制謄鼴墓韉纛溪渺o’l萑”a《靜{§：拍秘一鞠p騭I：量。i薩自礦。妒伊≈妒學(xué)。礦伊☆哆∥。礦妒。呻礦。n產(chǎn)p，¨^I-IIttl,t,lt枷DCP／GMA(phr／phr)，a：0．30／0；b：0．3010．50；c：0．30／1．00；d：O．3011．50；e：0．30／2．00；
7、f：O．30／2．50圖2MAH含量對(duì)HDPE／GTR共混物的流動(dòng)性能的影響圖1所示為MAH含量對(duì)HDPE／GTR共混物拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的影響。從圖中可以得到，隨著MAH含量的增加，共混物的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。當(dāng)MAH含量為2．5份時(shí)，共混物的拉伸性能達(dá)到最優(yōu)。DCP在高溫下分解產(chǎn)生的初級(jí)自由基引發(fā)HDPE和MAH的反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了HDPE—g—MA接枝物的原位合成，然后接枝物的酸酐基團(tuán)一方面與膠粉表面有由于氧化降解產(chǎn)生的羥基反應(yīng)形成化學(xué)鍵，另一方面與膠粉表面的極性基團(tuán)產(chǎn)生了較強(qiáng)的分子間作用力，
8、從而提高了共混物的橡塑界面的界面粘結(jié)力，改善了體系的相容性，使得其力學(xué)性能顯著提高。2-2流動(dòng)性能分析圖2所示為MAH含量對(duì)HDPE／GTR共混物熔融指數(shù)和平衡轉(zhuǎn)矩的影響。從圖中可以看出，隨著MAH含量的增加，HDPE／GTR共混物的熔融指數(shù)呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)，平衡轉(zhuǎn)矩正好呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)。如上文所述，由
