PP和PE对废旧聚丙烯塑料的改性研究

摘要：以废旧聚丙烯为基体材料，加入不同比例的PP和PE进行增强和增韧改性，形成新的复合材料。研究了PP和PE的不同加入量对复合材料各种力学性能的影响，并对其微观结构进行分析。结果表明：当废塑料/PP/PE为100/20/10时，复合材料具有较好的综合力学性能。
关键词：PP；PE；增强；增韧
中图分类号：TQ325.1文献标志码：A文章编号：1006-4710（2011）02-0230-04
聚丙烯（PP）是一种质优价廉、用途广泛的通用树脂，具有绝缘性好、耐热性好、密度小等优点，而且以其优良的机械性能、加工性能等在电子、机械、日用品等行业中被广泛使用[1]。
随着聚丙烯产量和消耗量的不断增加，每年产生的废旧聚丙烯也越来越多，如何回收利用这些废旧聚丙烯就成为日益严峻的环境和社会问题[2]。
聚丙烯（PP）和高密度聚乙烯（HDPE）具有较好的综合力学性能，而且加工方便，因而各自在塑料制品中占有相当大的市场份额[3]。但PP和PE又有各自的优点和缺点，如PP刚性好，但在低温环境下脆性大，容易开裂；而PE正好相反，它耐低温性好，但刚性较差。如果将两者混合加工使用，则可互补其不足之处[4]。
现有废弃塑料果品周转箱所用的原材料主要是废旧PP，经测试其拉伸强度为8.5MPa，冲击强度为9.5kJ/m2，不能满足塑料果品周转箱的实际使用要求（拉伸强度＞15MPa，冲击强度＞20kJ/m2），需要进行改性提高。
本文是以废弃塑料果品周转箱为基础，将它的原材料（主要是废旧PP）作为基体树脂，以PP为增强剂、PE为增韧剂，对其进行增强和增韧改性，寻找三者之间的最佳比例，使其满足塑料果品周转箱的使用要求，并获得良好的综合力学性能。
1实验部分
1.1主要原料
废弃PP打包带（来自于废品回收站）；PP（牌号4540，北京燕山石化生产）；HDPE（牌号YGHO41T，上海石化生产）。
1.2主要设备
塑料注射成型机：HTF380W1型，宁波海天塑机集团有限公司。
双螺杆挤出机：TSB-18型，南京创博机械设备有限公司。
液晶电子拉力试验机：深圳市新三思计量技术有限公司。
简支梁冲击试验机：XJJ-50型，宁夏机械研究所。
扫描电子显微镜：JSM-6700F型，日本电子株式会社（JEOL）。
1.3试样制备
首先将PP、HDPE和废弃PP按配方称量（废弃PP均为100份），将称量好的材料放入烘箱内，在60℃下加热干燥2h，烘干水分；再将材料混合后加入双螺杆挤出机进行混炼塑化造粒；最后将粒料加入到注射成型机，注射到模具内，制成试样[5]。
工艺条件：挤出温度220℃，螺杆转速180r/min，螺杆温度210℃，注射温度240℃，模具温度60℃，注射压力120MPa，注射速率70mm/s。
1.4性能测试
将从模具中取出的试样经过24h环境处理后，按照GB/T1040-92塑料拉伸性能试验方法测试拉伸强度，按照GB/T1043-93塑料简支梁冲击试验方法测试冲击强度，每组测5个试样并取其平均值作为测试结果。
2结果与讨论
2.1PP加入量对复合材料性能的影响
2.1.1对拉伸强度的影响
图1为PP加入量对复合材料拉伸强度的影响。从图中可以看出，共混体系的拉伸强度随PP的不断增加而呈现出逐渐上升的趋势。当加入量为20份时，达到一个小高峰，由原来的8.5MPa增大到16.8MPa，这是因为新PP的拉伸性能比废弃PP要好得多，加入量越大性能越好。

2.1.2对冲击强度的影响
图2为PP加入量对复合材料冲击强度的影响从图中可以看出，共混体系的冲击强度随PP的不断增加而呈现出直线上升的趋势，接近线性增长当加入量为20份时，由原来的9.2kJ/m2增大到18.4kJ/m2，这是因为新料的冲击强度比旧料好，加得越多性能越好。