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1、PPR回收料的应用研究,导 师:XX 答辩人:XX 专 业:高分子材料与工程,论文内容,研究背景 实验部分 结果与讨论 结论与建议,1,2,3,4,研究背景,本课题采用回收PPR作为原材料，采用挤出发泡的工艺方法，先制备发泡母粒，再将母料与PPR在挤出机中共混挤出，研究不同原料配比及不同工艺条件下对聚丙烯发泡材料泡孔、密度等性能的影响。,研究背景,PPR是由废旧的塑料水管回收而得，其主要成分是PP。考虑到发泡制品在建筑发面应用前景很大，决定生产PPR发泡片材，用作建筑模板的中心层。,实验部分,主要原料,实验部分,仪器设备,实验部分,工艺流程 制备发泡母料 增粘剂 + AC发泡剂 + 滑石粉 +
2、 ZnO 双螺杆挤出机 切粒 发泡母粒 制备发泡聚丙烯样品 发泡母粒 + PPR 挤出发泡 冷却 样条 制样,实验部分,样品测试与表征 发泡材料密度测试 试样密度测定参照GB/T 6343-2009进行 泡孔大小 发泡材料在液氮下冷冻、脆断，然后再高倍显微镜下观察，并拍下照片，用于分析。,实验部分,泡孔密度 泡沫每单位体积的泡孔数目。 泡孔密度NC是塑料泡沫的泡孔尺寸和泡体密度的函数 式中NC 泡孔密度，g/cm3； 泡沫密度， g/cm3； P聚合物基体密度， g/cm3； d平均泡孔尺寸，mm。,实验部分,实验过程 本实验属于研究型实验，需进行多组试验，用控制变量法来确定最佳配方。 1.按
3、一定表2-3配比配料制得母料与回收的PPR混合挤出发泡板材对比确定最佳板材确定最佳配方及工艺参数。,实验部分,表2-3 各助剂配比,实验部分,2.粘度调节剂种类的确定 将回收的PPR分别与上述得到的五组母粒以质量配比90/10均匀混合(总量100g)，用RM-200A转矩流变仪挤出片材。 然后将实验挤出发泡所得片材冷却制成样条后在高倍显微镜下照片进行对比。,实验部分,3. AC发泡剂含量的控制 在实验条件一定的情况下，母料配方中其他物料配比不变，当AC量增加时，观察其挤出的共混聚丙烯发泡片材的相关表征参数。 所得片材冷却制成样条后在高倍显微镜下照片进行对比。,实验部分,4.滑石粉用量的确定 将
4、AC发泡剂与活化剂ZnO的用量控制不变，均占总量的5%配比，其中总量为100g。滑石粉的用量分别为15g、20g、25g、30g。如表2-4所示： 表2-4 第三次实验配比,实验部分,5.机头温度的确定 其他条件不变，转速为30rpm， RM-200A转矩流变仪前三区温度分别为：150、180、195；第四区温度(机头温度)分别设定为160、170、175、180。 将PPR分别与已选定最佳配方以质量配比90/10均匀混合。在不同机头温度下，挤出片材的高倍显微镜发泡照片再进行对比。,实验部分,6.螺杆转速的确定 RM-200A转矩流变仪前三区温度分别为：150、180、195，机头温度为170
5、。转速分别设定为：30 rpm、40 rpm、45rpm。 将PPR分别与已选定最佳配方(添加EPDM)以质量配比90/10均匀混合，不同螺杆转速下，挤出片材的高倍显微镜发泡照片再进行对比。,结果与讨论,1.粘度调节剂种类的选择结果 对比图3-1中的五组照片 及各片材的密度，发现配方三 助剂为EPDM/PPR制得的发泡 片材效果最好，泡孔均匀，发 泡率高所以选择EPDM作为母 料助剂。,结果与讨论,2. AC发泡剂含量的选择结果 图3-2 不同AC用量下PP发泡片材的高倍显微照片 经过对比分析可得出表3-4： 表3-4 实验参数汇总,结果与讨论,3.滑石粉用量的选择结果 图3-3 不同用量滑石
6、粉下PP发泡片材的高倍显微照片,结果与讨论,经过对比分析可得出表3-5： 表3-5 实验参数汇总,通过对挤出发泡板材的高倍显微照片和密度等进行测定，发现滑石粉用量为20g时，最为合适。,结果与讨论,4.机头温度的选择结果 图3-4不同机头温度下的PP发泡片材的高倍显微照片,结果与讨论,经过对比分析可得出表3-6： 表3-6 实验参数汇总,经过对四组聚丙烯挤出发泡板材进行表面观察和密度测定，对比可以发现密度机头温度为170时，板材发泡性相对理想。,结果与讨论,5.螺杆转速的选择结果,图3-5 不同转速下PP发泡片材的高倍显微照片,结果与讨论,经过对比分析可得出表3-7： 表3-7 实验参数汇总,
7、分析聚丙烯的高倍显微发泡照片可知，螺杆转速在30rpm和45rpm发泡效果均理想。,结果与讨论,实验中变量的讨论 1.当滑石粉用量增加时，跑孔直径减小。 2.当达到180时，温度太高，使熔体黏度降低，当聚丙烯片材挤出模头外时，熔体没有足够的强度包住气体，出现并孔、泡孔破裂等现象，使体系中的气体更容易跑出外面。 3.螺杆转动产生了剪切形变力，促进气泡成核生长，当转速增加时，剪切应力也相应增加，气泡成核率也随之增大。,结论与建议,在挤出母料过程中共五组母料挤出,取样不准确，加料时没有加以区别，导致挤出的母料在截取时出现错取和混取的现象，导致实验结果也出现问题。改进的办法是加完一组母料后，在加料斗中添加有颜色的PP粒料。,结论与建议,对发泡样条的冷却过程不重视，直接采用自然冷却。共混PP熔体在挤出的一瞬间，外界压力的陡然减小，使其的气泡迅速胀大，完成发泡。但在发泡片材冷却过程中，如果温度下降不快，熔体粘度仍较低，气泡仍然保持增长的状态，容易时泡孔大小不一，出现破裂和合并。而冷却过快，热冲击会使表面泡孔收缩，致使板材变形。由于实验条件有限，在冷却环节做得不够。,谢谢各位老师！,
