木粉高填充改性聚丙烯再生料的研究

可适当提高木粉的添加量。 2 5 木粉的预处理对挤出成型的影响情况 2 5. 1 烘干处理木粉对挤出成型的影响
烘干处理木粉对挤出的影响见表 4。 从试验知, 木粉在 150 处理 3 h 或以 上, 完全可达试验除湿、除木粉中低分子挥发 物质的目的, 由差热分析图也可看出同样的 结果, 即烘干温度 150~ 230 间, 木粉失重 基本保持不变。因此木粉烘干处理条件定为 150 、3 h, 试验中所用木粉 均在此条件下 获得。
表 2 不同木粉填充改性 P P 再生料的力学性能
性 能 指 标 冲击强度/ J m- 1 ( GB1843)
弯曲强度/ M Pa ( G B9341)
弯曲模量 / M Pa( G B9341)
热变形温度/ ( A STM D648)
配方
F1
F2
F1
F2
F1
F2
F1
粒状木粉改性 PP 再生料
45. 6
邦; 冲击实验机, XCJ 50, 承德试验机厂; 热变形试验机, 日本 148 HDR S。
2 结果与讨论
2 1 木粉种类对挤出的影响 本实验所用木粉有三种: 长径比为 1~ 2
的木粉( 100 目以上) , 称为粒状木粉; 长径比 为 10 以上的木粉, 称为纤维状木粉; 20~ 80 目的锯末, 称为锯末。三种木粉对 P P 再生 料挤出的影响如表 1。 2 2 木粉种类对力学性能的影响
三种木粉填充改性 PP 再生料的力学性 能如表 2。
相同份数木粉改 性 P P 再生 料, 纤维状 木粉改性后的材料力学性能好于粒状木粒改 性 PP 再生料, 这样纤维状木 粉除了起填充 作用外, 还起到部分增强的作用。锯末则完 全作为填充剂。
2000 年 ห้องสมุดไป่ตู้ 月
中国塑料
59
表 1 木粉种 类对 PP 再 生料挤出的影响
ABSTRACT
Influences of wood flour and its surface pretreatment on mechanical properties and extrusion of recycled polypropylene are discussed.
Keywords: Recycled polypropylene, Wood flour, Extrusion, Pretreatm ent
理后的失重有时会达到 30 % 左右。本试验
未经烘干处理或烘干处理不到位( 如
使用的烘干处理前的木粉全部为表干木粉。 120 、30 m in 的处理方式) 的木粉填充改性
2 5. 2 木粉的表面处理对挤出的影响
PP 回收料, 由于木粉中残留的水分及木粉中
表 5 木粉的表面处理对挤出的影响
处理介质
活性剂 A
M acro mol Sy mp, 1998, 129: 151~ 161 9 A cierno D and dimaio L . Journal of Polymer Engi
neer ing , 1995, 14( 2, 3) : 127~ 139
Research of Recycled Polypropylene Filled and Modified with Wood Flour
2000 年 9 月
中国塑料
61
配方体系, 一方面使物料均匀, 另一方面适当 增加体系挤出时的熔体粘度, 从而使制品更 密实, 木粉和树脂相容性更好。
( 2) 挤出成型较差: 针对高填充的木粉 ( 100 份以上) 挤出成型较差的 特性, 应开发 专用设备如特殊螺杆、机筒等来满足生产的 需要; 国内外已有公司进行木塑产品专用设 备的研制, 预计 2001 年将有产品上市。
的改善, 故大多数的数据有所提高, 提高率为 较长的结构本身就在物料体系中交错分布相
3 % ~ 25 % 。这样在实际 生产中经木粉改 对均匀的特性相一致。
性后的再生料体系中木粉是否均匀分布将最 2 3 木粉填充量对挤出成型的影响
终对木塑制品的力学性能有较大的影响。需
木粉用量对挤出成型的影响见表 3。
用活性介质处理木粉的表面后, 填充改 性 PP 再生料对材 料性能没有影响, 只对挤 出及下料有影响。
3 实验应用的可能性
利用木粉填充改性聚丙烯再生料加工木 塑制品的推广关键要改善或解决以下几点, 实际上国外商品化木塑制品的成功开发也是 如此。
( 1) 下料不均匀: 高填充的 木粉( 100 份 以上) 对挤出下料有较大影响, 因此需要调节
Zhang Guoli, Yuan Zhiw ei, Liu Yuchun and Chen Zhida
( Beijing Research Institute of Chem ical Industry, China Petrochem ical Corporat ion, Beijing 100013)
4 结论
( 1) 长径比大的木粉除起到填充作用外, 还可提高材料的力学性能;
( 2) 木粉的加热除湿除气预处理
( 150 、3 h 以上) 有利于改善材料的加工性 及提高材料力学性能;
( 3) 合理的分散活性剂有利于共混料的 挤出加工性, 而对力学性能无影响;
( 4) 实验中发现, 高份数的木粉添充 P P 再生料需要设备具有较高的功率, 同时对模 具有特殊要求。
4. 00 烟气较 大, 低温挤 出
时情况好转
150 、3 h 5. 65 略有气味, 有木香味
210 、3 h
6. 12 无气味, 有正常木 香
味
另外, 由于木粉的来源不一样, 烘干处理
木粉的表面处理对挤出的影响见表 5。
木粉后失重比例会不一样, 潮湿的木粉经处 2 6 木粉的预处理对力学性能的影响
2 4 木粉填充量对 P P 力学性能的影响 木粉填充量对 PP 力学性能的影 响, 结
果如图 1~ 4 所示。 由图 1~ 图 4 不难看 出, 随着木粉填充
量的增加, PP 再生料的弯曲强度、弯曲模量 及热变形温度也随着增加。说明随着木粉的 增加, 材料的刚度和耐热性都有所增加, 但是 增加的幅度并不大; 同时材料的韧性降低了, 表现为冲击强度随着木粉用量的增加而降低 了, 但降低的幅度都不大。这样实际生产木 塑制品中可考虑在满足性能需要的前提下,
参考文献
1 罗世华. 塑料, 1995, 24( 3) : 7~ 13 2 李思良, 曾湘云, 刘易凡. 塑料加工, 1999, 27( 1) :
36~ 37 3 李 华. 塑料技术, 1990, ( 1) : 41~ 44 4 管立启. 塑料, 1992, 21( 6) : 37~ 40 5 姜 南, 薛 平, 等. 塑料工业, 1998, 26( 1) : 11~
表 3 木粉填充量对挤出成型的影响
30 份
下料 挤 出 顺 利; 熔 体 粘 度 高; 材料韧性好。
50 份
下料挤出顺利; 熔体粘 度较 高; 材料韧性较好
100 份
下料挤出顺利; 熔 体粘度较 低; 材料 韧性 较差, 冒 烟并 有气味
120 份
下料 挤 出 顺 利; 熔 体 粘 度 低; 材 料韧 性差, 有 刺激 性 气味
60
木粉高填充改性聚丙烯再生料的研究
图 1 缺口冲击强度与木粉 用量关系图
图 3 弯曲强度 与木粉用量关系图
图 2 PP 的热变形温度与木粉用量关系图
图 4 弯曲模量 与木粉用量关系图
表 4 烘干 处理木粉对挤出的影响
处理方式 失重/ % 挤出情况
未处理 0 烟气大, 有刺激气味
120 、30 min
压片取样测试所得。以上数据是以 50 份木粉改性 PP 体系为基础所得。
F2 156. 8 152. 7 130. 2 、5 min 开炼后,
经双辊开炼后 PP 改性体系中木粉的分 要一提的是纤维 状木粉改性体系经过双辊
布应该更加均匀, 更有利于材料的力学性能 后数据的变化并不大, 这是和纤维状木粉的
( 3) 挤出速度较慢: 需要特殊模具并改造 牵引机。木塑产品可以勿需经过水冷定型, 只需空气冷却, 却需要特殊的挤出模具和成 型模具来配套。
( 4) 物料压力大: 改善配方体系, 加大挤 出机挤出量; 高份数或超高份数的木粉体系, 挤出时挤出机内压力非常大以及存在少量水 分和挥发性物质, 故需改善润滑体系, 增加排 气, 加大挤出机功率。
第 14 卷第 9 期 2000 年 9 月
中国塑料
CHINA PLASTICS
Vol 14 N o 9 Sep 2000
塑料与环境
木粉高填充改性聚丙烯再生料的研究
张国立 苑志伟 刘玉春 陈志达
( 中石化集团公司北京化工研究院, 北京 100013)
摘要
探讨了木粉填充改性、不同的木粉含量、种类以及木粉的预处理对聚丙烯再生料 的力学性能及挤出成型的影响。
47. 1
23. 5
28. 7
1 377
1 680
153. 2
纤维状木粉改 性 PP 再生料
48. 6
48. 9
26. 7
28. 1
1 784
1 921
147. 8
锯末改性 PP 再生料
39. 5
41. 3
20. 4
26. 5
2 001
2 538
124. 6
注: F1 ! ! ! 经单螺杆挤出造粒后, 直接压片取样测试所得; F2 ! ! ! 经单螺杆挤出造粒后, 经双辊 180
改性体系
挤出情况
粒状木粉改性 PP 再生料
挤出时下料不均或不下料, 采取强制下料后, 情况好转
纤维状木粉改性 PP 再生料
比粒状木粉体系更差
锯末改性 PP 再生料
用木粉填充改性 PP 料, 下料挤出及物料均匀情况最好