"废"材再用——废旧PET的高性能再利用

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本项目以废弃PET(R-PET)边角料为研究对象,对其进行物理回收并进行填充改性及成型,以其达到甚至超过原PET材料的耐磨性能及基本相近的力学性能,实现对废旧PET的高性能再利用。 R-PET经过了加工成型后,会发生降解反应,导致分子链断裂,分子量的降低,粘度下降,选择不同含量的扩链剂PMDA和ADR-4400,分别通过熔融共混法对R-PET进行扩链增粘。随着两种扩链剂含量的增加,体系的MFR值逐渐降低,体系的熔融峰温升高,结晶峰温下降,熔融晗和结晶度降低。当PMDA与R-PET发生反应后,复合体系的分子结构中羟基含量明显降低;ADR-4400改性R-PET后,不仅会使体系的羧基含量降低,还会生成新的羟基。 研究发现0.9%PMDA+0.9%ADR-4400+R-PET体系扩链增粘效果最好,且高于单扩链剂增粘效果,但同时结晶度也下降更多。体系的扩链增粘效果越好,拉伸、弯曲和缺口冲击强度也越高。扩链增粘后体系的弹性会降低,Tg会有所升高。复合体系会由于粘度增加,剪切强度增大,使摩擦系数升高,磨耗的变化不大。 在最佳扩链的基础上,即0.9%PMDA+0.9%ADR-4400+R-PET(以下均称为K-PET)复合体系,分别选择不同含量的石墨和PTFE通过熔融共混法填充改性K-PET,采用DSC、力学测试、摩擦测试等表征方法,研究了体系的结晶性能、力学性能和摩擦性能的变化,并通过Jeziorny法和莫志深法分析了石墨/K-PET的非等温结晶动力学。1%石墨+4%PTFE+K-PET压缩性能和结晶度稍低于PET原材料,摩擦系数较1%石墨+K-PET有很大降低,更接近于PET原材料,且此时磨耗基本与PET原材料相同。综上,对在工业生产过程中产生的PET边角料进行物理回收改性及成型,达到甚至超过原PET材料的耐磨性能及基本相近的力学性能,使其可用于新能源领域耐磨衬垫,实现对废旧PET的高性能再利用。