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綜述 ? Summarize S
隨著高分子材料工業(yè)的快速發(fā)展,塑料制品以其
易成型、耐腐蝕和輕質(zhì)的優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為生產(chǎn)與生活
制品的重要組成部分。PP 作為一種性能優(yōu)良的熱塑
性樹脂,具有優(yōu)異的耐化學(xué)性、電絕緣性、高機(jī)械強(qiáng)
度和加工性能優(yōu),在國民生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域得到廣
泛應(yīng)用。近年來我國 PP 產(chǎn)量快速增長,改性 PP 應(yīng)
用市場逐步拓展,相應(yīng)的廢舊 PP 也快速增加 , 如何
將其有效的循環(huán)利用,是日益嚴(yán)峻的環(huán)境和社會問題,
也是亟待解決的資源與環(huán)境問題 [1,2]。隨著我國經(jīng)濟(jì)
的快速發(fā)展,生活節(jié)奏的加快,以及日益興起的互聯(lián)
網(wǎng)外賣業(yè)務(wù),國內(nèi)對快餐盒的需求日益增大,對快餐
的安全、美觀、實(shí)用性的要求也在逐步提高。目前,
市場上使用的快餐盒種類繁多,主要有塑料類(聚丙
烯和聚苯乙烯)、紙類、淀粉類、金屬類等。透明聚
丙烯制快餐盒,具有良好的食品安全性、使用環(huán)境溫
度范圍寬、可微波爐加熱、質(zhì)量輕、透明性能好等特
性,已逐漸成為快餐盒市場的主流種類 [3]。
再生塑料按照來源分為工業(yè)廢塑料(PIR)和消
費(fèi)后(PCR)再生塑料。消費(fèi)后再生材料 PCR(PostConsumer Recycled material),經(jīng)過物理回收或者化
學(xué)回收,能夠變成極有價(jià)值的工業(yè)生產(chǎn)原料,從而實(shí)
現(xiàn)資源的循環(huán)利用 [4]。對于日化、包裝、汽車和家電
等行業(yè),龍頭公司紛紛響應(yīng)我國 2030 年前碳達(dá)峰和
2060 年前碳中和的宣言,積極主動開發(fā) PCR 材料和
產(chǎn)品,從而促進(jìn)我國的“雙碳”戰(zhàn)略。歐美發(fā)達(dá)國家
更是給出 PCR 材料政策和經(jīng)濟(jì)空間,英國稅務(wù)與海
關(guān)發(fā)布了“塑料包裝稅”,對少于 30%再生塑料的
包裝稅率為 200 英鎊 /t[5],對于含有再生塑料的產(chǎn)品
準(zhǔn)入市場門檻降低,同時(shí)給予一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 原料
再 生 塑 料 片: 江 蘇 金 發(fā) 再 生 資 源 有 限 公 司;
PP-1 中 海 殼 牌、PP-2 中 海 殼 牌、PP-3 湛 江 石 化、
PP-4 燕山石化、PP-5,廣州石化、PP-6,蘭州石化、
HDPE-1 注塑級 PE,福建聯(lián)合、HDPE-2 擠出級,揚(yáng)
子石化;抗氧劑:1010(四[β-(3,5- 二叔丁基 -4-
羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯),抗氧劑 168(三 -[2,
4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯)。
1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
同向雙螺桿混煉擠出造粒機(jī):TSE240A 型,南京
瑞亞共聚物制備有限公司;注塑機(jī):EM120-V 型,
震德塑料機(jī)械有限公司;熔體流動速率儀:ZR21452
型 , 美斯特工業(yè)系統(tǒng)(中國)有限公司;萬能試驗(yàn)
機(jī):ProLine 系列,德國 Zwick/Roell 公司;沖擊試驗(yàn)
機(jī):T92 型, 美 國 Tinius Olsenis 公 司; 熔 體 強(qiáng) 度 測
試儀:Rheotens71.97 型 , 德國高特福公司;鼓風(fēng)干燥
箱:DHG9023A,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;密度
儀:XS104,METTLER TOLEDO;差示掃描量熱儀:
Q20,美國 TA 公司;旋轉(zhuǎn)流變儀:美國 TA 公司;
熱失重分析儀:Q50,美國 TA 公司。
1.3 性能測試標(biāo)準(zhǔn)
拉 伸 強(qiáng) 度 按 照 GB/T1040.2 測 試; 彎 曲 強(qiáng) 度 按
照 GB/T9341 測 試; 懸 臂 梁 缺 口 沖 擊 強(qiáng) 度 按 照 GB/
T1843 測試;密度按照 GB/T1033 測試;熔體流動速
率按照 GB/T3862 測試;差示掃描量熱儀(DSC):
取 10mg 左右樣品放進(jìn)樣品鋁坩堝中,以氮?dú)獗Wo(hù)條
件,吹掃流量為 50mL/min,升溫速率為 20℃ /min,
從常溫升到 230℃,恒溫 1min,消除熱歷史,然后再
以 -20℃ /min 降溫到 40℃,恒溫 1min,再以 20℃ /
min,從 40℃升到 230℃作為一個(gè)測試周期,熔點(diǎn)數(shù)
據(jù)以二次升溫測試結(jié)果為準(zhǔn);熱失重測試(TG):
取 樣 約 10mg, 氮 氣 氛 圍, 氮 氣 流 速 為 20mL/min,
從 30 ℃ 升 溫 到 600 ℃, 升 溫 速 率 20 ℃ /min, 恒 溫
2min,降溫至 40℃;旋轉(zhuǎn)流變頻率測試:將樣品注
塑成 2mm 厚的原片,然后放于測試的夾具中,測試
溫度 210℃ ±0.5℃,剪切頻率從 0.01rad/s~100rad/s。
1.4 試樣制備
按照表 1 材料配比將混合均勻的混合物投入喂
料斗中,通過雙螺桿擠出機(jī)造粒,然后將塑料粒子
注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條進(jìn)行力學(xué)測試。工藝條件固定為擠
出 溫 度 180~210 ℃, 螺 桿 轉(zhuǎn) 速 400r/min, 注 塑 溫 度
190~210℃,保壓時(shí)間 10s。
表 1 試驗(yàn)配方組成
1
# 2
# 3
# 4
# 5
#
再生塑料片 1 30 30 30
PP-1 70
PP-2 65
PP-3 35 50
PP-4 20
PP-5 30 50
PP-6 30