SEPS对R-PP/R-HIPS共混物的增容研究
2018-05-07孔宇飞李迎春胡国胜
孔宇飞，李迎春，胡国胜
（中北大学，山西 太原 030051）
随着全球电子工业的快速发展，家用电器的更新换代也越来越快，因此，大量的家用电器进入了报废期，如果不能及时有效地处理，将对环境造成严重威胁。
聚丙烯（PP）和高抗冲聚苯乙烯（HIPS）是电器外壳最主要的两种塑料材料。如果将两者熔融共混，制成复合材料，将为两者的高值化回收再利用提供一个重要方向[3,4]。然而，PP和HIPS是典型的不相容体系，因此，增加二者的相容性是一个研究重点。本文选用苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）对其进行增容，制备了废旧PP(R-PP)/废旧HIPS(R-HIPS)/SEPS共混物，并研究了SEPS含量对共混物力学性能和微观形貌的影响。
1 实验
1.1 实验原料
R-PP:佛山市顺德鑫还宝资源利用有限公司；R-HIPS:佛山市顺德鑫还宝资源利用有限公司；SEPS:G-1730，美国科腾聚合物公司。
1.2 R-PP/R-HIPR/SEPS共混物的制备
利用双螺杆挤出机熔融共混制得R-PP/R-HIPS/SEPS共混物，R-PP、R-HIPS配比为30:70，SEPS的比例分别为0、1wt%，5wt%、10wt%，挤出温度范围190～210℃，螺杆转速为85r/min，造粒干燥后，使用塑料注塑成型机注塑成型，温度范围185～200℃，压力2MPa。
1.3 测试与表征
力学性能测试：按照GB/T1843-2008标准测试试样的缺口冲击强度；按照GB/T1040-92标准测试试样的拉伸强度。扫描电镜分析（SEM）：将缺口冲击强度测试得到的冲击断面切下，样品表面喷金后，用扫描电子显微镜对冲击断面进行分析，参数为15kV、10k×。
2 结果与讨论
2.1 力学性能分析
图1 R-PP/R-HIPS/SEPS共混物的缺口冲击强度
图2 R-PP/R-HIPS/SEPS共混物的拉伸强度
图1为R-PP/R-HIPS/SEPS共混物的缺口冲击强度。当SEPS含量为0时，共混物的缺口冲击强度仅为2.7kJ/m2，这是因为R-PP和R-HIPS的相容性很差，两相粘结不好，所以受到外力作用时，应力传递在界面处中断，不利于提高共混物的冲击强度，随着SEPS含量的上升，共混物的缺口的冲击强度增大，并在SEPS的含量为10wt%时达到最大，为6.4kJ/m2，相比未添加SEPS的共混物提高了137%，表明SEPS可以提高共混物的相容性，同时，SEPS还具有增韧效果，所以缺口的冲击强度提高。图2为R-PP/R-HIPS/SEPS共混物的拉伸强度。当SEPS为0时，共混物的拉伸强度为18.25MPa，随着SEPS含量的增加，共混物的拉伸强度先上升、后下降，在SEPS含量为5wt%时达到最大为22.69MPa，这是因为共混物在SEPS作用下，相容性得到了提高所造成，而SEPS含量超过5wt%后下降是因为SEPS作为一种弹性体，刚性差，所以过多含量的SEPS会造成共混物拉伸强度的下降。
2.2 微观形貌分析
图3为R-PP/R-HIPS/SEPS共混物的SEM图，从图3(a)中可以看出，当R-PP/R-HIPS共混物中不加SEPS时，共混物的分散相和连续相的界面非常清晰，这是因为R-PP和R-HIPS不相容，两相界面的张力较大，所以粘结较差。当加入10wt%的SEPS时，共混物分散相和连续相中间多了一层环状的SEPS，表明熔融共混过程中，SEPS因与R-PP和R-HIPS产生了分子间的作用力，而处于两相界面处，从而增加了两相的粘结，提高了共混物的相容性。
图3 R-PP/R-HIPS/SEPS共混物的SEM图
3 结语
本文通过熔融挤出制备了R-PP/R-HIPS/SEPS共混物，用力学性能和SEM研究了SEPS对R-PP/R-HIPS共混物相容性的影响。结果表明，不加SEPS时，共混物的冲击强度和拉伸强度较低，两相界面的粘结较差，随着SEPS的加入和含量的增多，共混物的力学性能得到很大提升，两相界面的粘结性提高，表明SEPS对R-PP/R-HIPS共混物具有显著的增容效果。
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