Утилизация и вторичная переработка пластмасс

Добавки для создания полимерных композиций

Основной целью модификации, является экранирование функциональных групп и активных центров химическими или физ-хим. способами и создание однородного по структуре материала с воспроизводимыми свойствами. Основные методы модификации втор. полимерного сырья можно разделить на хим. (введение добавок, напр. кремнийорганических, перекиси дикумола, диангидриды) и физ-хим. (наполнение минеральными и органическими наполнителями). Существует также физическая модификация – воздействие на полимер температуры; лучевая, радиационная, плазменная, УЗ обработка. Все это приводит к различным изменениям структуры полимерной матрицы, его состава. Самое широкое распространение для модификации ВПС: пероксидами, полимерными восками, эластомерами, техническим углеродом, лигнином, кремнийорганическими жидкостями.

Добавки, вводимые в полимер, направлены на восстановление его структуры, молекулярной массы, комплекса реологических и эксплуатационных свойств. Большинство добавок направлено на реакцию взаимодействия между макромолекулами полимера, что часто приводит к реакции сшивания. При этом добавка может не вступать в химическое взаимодействие с полимером, а выступать в роли активации процессов взаимодействия макромолекул. В случае взаимодействия добавки с полимером выступает перекись дикумола, которую используют для улучшения физ-мех свойств ПО, чаще всего втор. сырья на основе ПЭВП и ПЭНП. В дан. случае добавка входит в полимерную систему «как вулканизирующий агент», за счет сшивания по винильным, винилиденовым, карбонильным и пероксидным группам.

- Аналогичное взаимодействие происходит при использовании компатибилизаторов или агентов совместимости или добавок совместимости. В дан. случае сущ. 2 типа добавок: 1. по восстановлению полимера (используетс малеиновый ангидрид или малеиновый диангидрид); 2. добавка должна совмещать несколько полимеров, напр. ПЭВП, ПЭНП, ПП, ЛПЭ, то кроме малеинового ангидрида или диангидрида используются сополимеры.

ПЭ + ПП (сополимер этилена и пропилена)

Компатибилизаторы могут выпускаться в качестве суперконцентратов (добавка вводится в полимер до 50%). Он при переработке в изд. лучше распределяется в полимерной матрице, что дает более равномерные свойства всего изд.

- Каучуки вводятся для улучшения прочностных характеристик и работают по принципу присоединения, т. е. взаимодействуют с полимером, либо распределяются по структуре полимера.

- Воска – это НМВ (олигомеры) с молекулярной массой = 1000 – 2000. Данная добавка не вступает в реакцию с полимером, работает как инициатор, при этом происходит достаточно быстрое восстановление молекулярной массы и не треб. доп. стабилизаторов.

- Лигнин – бывает сульфитный, сульфатный, гидролизный. Это очень твердое вещество, которое может вызывать затруднения при экструзии. Повышение температуры вызывает его деструкцию (выше 250°С). Данный компонент может применяться только для ПО. При переработке могут создаться условия снижения гибкости макромолекул полимера, резко уменьшается подвижность, что в комплексе может привести к остановке работы экструдера. Это возникает когда лигнина больше 20% в полимерной композиции.

1. 80% - втор. ПЭ, 20% - ПЭ, примерно 2 – 3 % лигнина. Аналогично с ПП.

2. Втор. ПЭ – втор. ПП – 4% лигнина (ПЭ и ПП в равных соотношениях).

В работах было установлено, что лигнин является стабилизатором получ. изд. и композиций.

- Технический углерод с активной поверхностью легко взаимодействует с макромолекулами полимера, при этом образуется следующая структура: крупные частицы технического углерода находятся в оболочке полимера.

- Кремнийорганические жидкости. Можно выделить 2 группы: 1. силаны (ТЭОС – тероэтоксисилан, ПАС – полиалкилсилан) ; 2. силаксаны (ПМС – 200 – полиметилсилаксан). Добавки на основе силанов можно использовать не только для восстановления структуры, но и применять для сырья с повышенной влажностью.

Кроме модификаторов для улучшения свойств вторичного сырья используют пластификаторы, стабилизаторы, а также наполнители минерального и органического происхождения, которые позволяют получить новые композиционные материалы.