Очищенные вторичные материалы называются смешанными пластиками. Поскольку смешанные пластмассы представляют собой смесь многих видов пластмасс, они имеют различную производительность и стабильность переработки, что часто приводит к отклонениям в температуре и времени переработки. Стабильность переработки и термическая стабильность должны быть отрегулированы.
Поскольку полимеры с различными структурными характеристиками часто несовместимы с точки зрения термодинамики, они не могут соединяться равномерно. Непрерывная фаза состоит из полимера с наибольшим содержанием, а полимер с меньшим содержанием распределен в ней. Однако межмолекулярное взаимодействие между непрерывной и рассеянной фазами очень слабое, что приводит к снижению механических характеристик композита'. Для улучшения механических свойств композитов необходимо использовать компатибилизаторы в комбинациях сырьевых и вторичных материалов.
Совместитель может улучшить межфазные свойства полимера, снизить межфазное натяжение в жидком состоянии, стабилизировать дисперсную фазу во избежание агрегации при охлаждении, увеличить силу на границах раздела фаз и достичь наименьшего разделения фаз в твердом состоянии во избежание расслоения. Идеальный компатибилизатор должен обеспечивать оптимальное сплавление различных поверхностей в зависимости от точного химического состава пластика. Существует две категории часто используемых совместителей: реактивные и нереактивные. Реактивные мономеры могут быть образованы в процессе производства.
Примеры совместимости переработанного пластика
Перекись может улучшить механические характеристики материала' на месте, но эффект будет лишь временным. После экструзии ударная прочность комбинаций ПЭ/ПВХ повышается за счет реакций сшивания/разветвления, вызванных добавлением реакционноспособных мономеров или соединительных агентов, таких как добавление пероксида бензоила к малеиновому ангидриду. Аналогичным образом, добавление 0,5-1,0% 2,5-диметил-2,5-бис(бутилпероксид)гексана может изменить морфологию смешанных полимеров из ПЭ, ПП, ПВХ, ПС и ПЭТ, одновременно улучшая их механические свойства (в основном ударную прочность без зазубрин). Исследования совместимости ненасыщенных полиэфиров и пероксидных соединений также оказались плодотворными.
Чтобы увеличить ударную прочность по Изоду и удлинение при растяжении смеси ПА/ПП, переработанный ПП может немедленно вступить в реакцию с малеиновым ангидридом под воздействием пероксида. Исследования показывают, что два альтернативных совместителя, привитый малеиновым ангидридом ПП и сополимер стирол-акрилонитрил-глицидилметакрилата, могут успешно обеспечивать совместимость in-situ в комбинации ПП/АБС.
Сополимеры, созданные путем смешивания мономеров этилена и пропилена, могут сделать смеси ПП/ПЭНД совместимыми; добавьте сополимеры 5% (6% PE) в смеси 30% переработанного ПЭНД и 70% нового ПП для достижения наилучших механических свойств (см. таблицу 25).
Основная цель смешивания различных пластиков - изучить, как бытовые отходы ПВХ, ПС и ПЭТ диспергируются на полиолефиновых подложках. Результаты исследования показывают, что несовместимость различных компонентов смеси существенно влияет на ударную вязкость, прочность, температуру хрупкого перехода, удлинение при разрыве и другие свойства формовочных материалов, однако добавление совместителей может значительно улучшить вышеупомянутые механические свойства.
Даже смешанные полимеры, которые являются хрупкими при 20 градусах Цельсия, могут быть преобразованы в смешанные материалы с превосходной пластичностью при температуре ниже нуля, а некоторые смешанные материалы обладают повышенной пластичностью даже при -30 градусах Цельсия. Хотя добавки 5-10% необходимы, стирольные блок-сополимеры являются наиболее интригующими совместителями. При добавлении компатибилизаторов создаются смешанные материалы с высокой однородностью.
Эти результаты были также подтверждены исследованиями по смешиванию различных полимеров упаковочных отходов. Модуль упругости при изгибе, прочность на растяжение и температура теплового деформирования (HDT) материала могут быть увеличены с помощью жестких компатибилизаторов на основе сополимера стирола и малеинового ангидрида или феноксидной смолы, однако эти свойства ухудшаются за счет долговечности материала и удлинения при разрыве. Ударные характеристики оказывают определенное влияние. Удлинение при разрыве и ударопрочность гибридного материала могут быть улучшены за счет мягких полимеров, таких как EPDM, SBR и сополимер этилена с метакрилатом, хотя их влияние более заметно на прочность материала' при растяжении и модуль упругости при изгибе.
Сложность наращивания мощностей
Совместители оказывают более сильное влияние на долговечность переработанных пластмасс, поскольку они обычно содержат группы, чувствительные к теплу, свету и окислителям. Поэтому при разработке рецептур необходимо учитывать эту уникальную особенность. Одним из таких материалов является композитный материал PE/PA, используемый в пакетах для упаковки пищевых продуктов.
Требуется определить метод, подходящий для компатибилизации взаимно несовместимых переработанных пластмасс, поскольку обычные методы не позволяют распределять эти композитные пленки в рецептуре', состоящей из составных частей. При добавлении совместителей получается пластиковая смесь, которую можно использовать для экструзии и литья под давлением.
Однако тест на искусственное старение показывает, что недостатком этой смеси является то, что она очень легко стареет, все ее механические и физические возможности очень быстро исчезают, а пластиковая смесь после компатибилизации разрушается легче, чем любое из входящих в ее состав сырьевых материалов. Результаты испытаний остаются неудовлетворительными, даже если добавить в смесь HAS-компонент и ввести в состав соответствующий антиоксидант для повышения светостойкости. Единственный способ значительно повысить характеристики смеси - это соответствующим образом добавить в рецепт оксид цинка. улучшить.
Даже после 8000 часов искусственного старения эксплуатационные испытания переработанной пластиковой смеси, совместимой с полиакриловой кислотой, показали, что она практически сохраняет первоначальные механические качества.
