PE废料的增韧研究开题报告

 2021-08-08 21:34:32

1. 研究目的与意义

随着聚乙烯消费市场的不断扩大,消费产品的不断多样化,其废弃物数量也在不断增加,改性再生生产出高附加值材料,是未来聚乙烯废塑料回收的主要途径。

然而,如何有效回收利用大量的废聚乙烯是世界各国所面临的共同问题。

在这篇论文中,对聚乙烯废料简单做了研究,主要阐述了对其进行增韧改性处理的几种方法,不单单是收集和分拣回收料,还在于对聚合物内部结构转化,将现有工艺过程合理化,在建立全新的、能提高生产效率的前提下,还要尽量确保其所得制品的质量与原产品差异微小,大大提高聚乙烯的循环利用,保护资源实现环境友好化。

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2. 国内外研究现状分析

近年来,世界聚乙烯的需求量一直以较快速度的增长,2007年全球聚乙烯的需求量是6540万吨,2010年达到7590万吨,年增长率约6%。亚洲地区对聚乙烯的需求量占世界聚乙烯需求量的34%,其中中国对聚乙烯的需求占世界需求的16%,增长速度较快。据统计,60%以上的聚乙烯在5 - 8年内将转化为废旧塑料,因此可以看出,世界各国将面临严峻的废聚乙烯回收形势[10]。

美国是世界上塑料消费量最大的国家,年生产塑料的能力超过3400万吨,废旧塑料超过1600万吨,但美国从上世纪60年代就开始展开对废旧塑料回收的研究,目前回收的废旧塑料中,聚烯烃占61%,聚氯乙烯占13%,聚苯乙烯占10%,聚酯占11%,其余占5%。美国废旧塑料的回收率超过35%,即每年回收342万吨聚烯烃。据美国化学委员会统计,2005年回收利用的hdpe瓶达到9亿磅,占吹塑制模市场用hdpe的17.1%。美国着重废聚乙烯转化为化工原料的技术开发[11]。

日本也是塑料消费大国,每年产生的废旧塑料达到900多万吨,其中废pe占26%左右,日本废旧塑料的回收率超过60%。目前日本正在开发多种回收技术,比如热能回收技术:(1)直接燃烧,回收能量,用以炼铁高炉取代焦炭作还原剂;(2)燃烧化后用于各种锅炉发电,一部分油化燃料可以用于汽车,包括固体燃料化、粉体燃料化、超临界、水油化、煤气化等,因此日本积极推广用废聚乙烯制成垃圾固体燃料(rdf),提高了发电效率。总的来说,日本比较重视废聚乙烯转化为汽油、煤油等燃料油的油化还原技术[12-14]。

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3. 研究的基本内容与计划

采用埃洛石纳米管、白炭黑及两者并用填充增强废聚乙烯,力学性能测试表明,并用填料的增强效果优于单用hnts的体系;sem分析结果表明,白炭黑与hnts的相互作用,可形成特殊的填料网络,在一定程度上促进了hnts和白炭黑的分散。

加工性能及tg分析表明,并用填料体系的加工性能明显优于单用白炭黑的体系;相对于hnts和白炭黑的体系,并用填料的体系更有利于复合材料热稳定性的提高。

并用填料的表面改性能够在一定程度上增加废pe与填料的相容性,相对其他改性剂,硅烷偶联剂kh-550更能有效改善并用填料与废聚乙烯的亲和性,力学性能均优于未处理的体系;并用填料经kh-550改性后能够较为均匀地分散在废聚乙烯中。

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4. 研究创新点

在以前的研究中已证实了炭黑对回收聚乙烯再生料有补强与抗老化双重功效,但进一步研究发现,并不是所有种类的炭黑均具备双重功效,而且再生料中凝胶含量是影响补强增韧的重要因素。

一般说来,聚乙烯老化过程中不应出现物性反弹上升情况,尤其是使用了再生料的聚乙烯膜,各种降解因素已处于激发态,只有首先有效扼制住激发态不让其活化,使其淬灭,才能谈得上物性的保持与改善。

有关实验证明炭黑对体系耐老化与补强的特殊贡献,其抗老化补强作用的趋同性和重现性很好。

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