当回收PET玻纤复合材料的结晶性能的研究

回收PET玻纤复合材料的结晶性能的研究

随着包装业的高速发展，PET大量用于包装瓶，尤其是一次性使用包装瓶。目前我国每年产生废弃PET瓶数十万吨，既造成资源和能源巨大浪费，也造成“白色污染”。如何有效地回收利用废弃PET瓶，节省资源、减少环境污染已成为全球普遍关注的问题，同时PET的结晶性能研究对PET工程塑料的开发也至关重要，已有相当多的研究报道。 本实验以PET瓶回收料为原料，通过添加结晶成核剂和结晶促进剂，制提升企业核心竞争力备用作复合材料的工程塑料树脂，并重点研究了结晶成核剂和结晶促进剂等对回收PET结晶性能的影响。

1 实验部分

1.1 主要原料及设备

PET瓶回收料：特性粘数大于0.6dL/g；增粘PET：自制，用PET瓶回收料化学增粘，特性粘数大于0.8dL/g；PBT：特性粘数1.0dL/g，长春人造树脂厂有限公司；红磷母料：RPM650，晨光化工研究院；EVA：大韩油化。

双螺杆挤出机：TE-35型，南京科倍隆科亚公司；差示扫描量热仪：Perkin-Elmer DSC 7型，美国PE公司。

1.2 复合材料的制备

PET瓶片料、PBT、成核剂和结晶促进剂等经双螺杆挤出机进行熔融共混，切粒制备纯树脂材料。PET瓶片料、PBT、成核剂、阻燃剂、增韧剂经双螺杆挤出机熔融共混，连续玻纤束从第二加料口加入，得到PET阻燃增强复合材料。

1.3 性能测试

差示扫描量热测试：样品在N2保护下，以10℃/min从50℃升温至220℃，停留52摆锤回落太快min，以10℃/min降温至50℃后，升温至220℃。

2 结果与讨论

2.1 成核剂对PET结晶性能的影响

表1是增粘PET的结晶与熔融数据；其中4#样品是无成实验机毛病症状1 实验运转后无曲线显示核剂的增粘PET样品，15#和16#是添加不同用量无机成核剂的增粘PET样品，17#、18#和19#是钢铁原材料市场以稳为主添加不同用量羧酸盐成核剂的增粘PET样品。由表1可见，无论是有机羧酸盐成核剂还是无机成核剂都降低了PET的冷结晶温度Tcc，提高了热结晶温度Tmc。与无成核剂的4#样品相比，有机羧酸盐成核剂使PET的冷结晶温度降低了约7℃，热结晶温度升高约11℃；无机成核剂则使PET的冷结晶温度降低约4℃，热结晶温度提高13℃。表明有机羧酸盐成核剂在冷结晶过程成核结晶能力较强，无机成核剂在熔体结晶过程具有更好的成核效果。

为此，本实验将有机羧酸盐成核剂和无机成核剂复配作为PET的成核剂。20#是添加复配成核剂的PET样品，与4#样品比较，其在升温和降温中，成核的温度区间被拓宽达19℃之多。

成核剂不但使回收PET冷结晶温度降低和热结晶温度提高；而且可以提高PET的熔融温度和结晶热(相应结晶度提高)。20#样品不仅具有低的冷结晶温度；而且具有高的热结晶温度、熔融温度和结晶热。即有机羧酸盐成核剂和无机成核剂复配使用具有协同作用。

表1 增粘PET的结晶与熔融数据

Tab 1 Data of crystallization and melting of viscosity-increased PET

样品编号

一次升温

一次降温

二次升温

Tcc/℃

△Hc/J·g-1

Tm/℃

△Hm/J·g-1