论-回收PET纤维增强HDPE复合材料的制备与性能研究

PETGPC共混物的制备及结构性能研究终版一、制备方法：PETGPC的制备方法一般分为两步。

第一步是聚酯的合成，一般采用聚缩酮反应，将对苯二甲酸与乙二醇反应生成PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）。

合成PET时需要控制反应条件，如反应温度、反应时间、催化剂的种类和用量等，以获得理想的PET。

第二步是将PET与糊精进行复合。

糊精是一种降解性极好的环糊精淀粉，可与PET形成复合物。

复合方法可以采用共混熔融法或浸渍法。

共混熔融法适用于糊精颗粒较小且分散均匀的情况，通常将PET和糊精一起加入熔融设备中进行熔融混合，得到PETGPC。

浸渍法适用于糊精颗粒较大或分散不均匀的情况，通常将PET在溶剂中溶解后，将糊精浸泡在PET溶液中，然后将溶液干燥，得到PETGPC。

制备出的PETGPC需要进行形态结构和性能的表征。

二、结构性能研究：1.形态结构：使用扫描电镜（SEM）观察PETGPC的形态结构，可以观察到PET和糊精的分散情况和相互作用。

SEM观察结果显示，PET和糊精的复合形成了均匀的纳米颗粒结构，PET与糊精颗粒之间有较好的相容性。

2.力学性能：使用拉伸试验仪测试PETGPC的力学性能，根据拉伸曲线可以获得PETGPC的抗拉强度、断裂伸长率、弹性模量等力学参数。

研究结果表明，PETGPC具有较高的抗拉强度和断裂伸长率，且具有良好的弹性恢复性能。

3.热性能：使用差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TGA）测试PETGPC的热性能。

DSC可以获得PETGPC的玻璃化转变温度和熔融温度等信息，TGA可以获得PETGPC的热分解特性。

研究结果表明，PETGPC具有较高的热稳定性和熔融温度。

4.降解性能：使用模拟降解实验测试PETGPC在不同环境条件下的降解性能。

模拟降解实验可以模拟PETGPC在土壤中的降解情况，通过测定其质量损失和降解产物的形成情况，评价PETGPC的降解性能。

研究结果表明，PETGPC在模拟降解实验中有较好的降解性能。

《通用高分子材料》讲义一、引言高分子材料在我们的生活中无处不在，从日常使用的塑料制品到高科技领域的应用，其重要性不言而喻。

通用高分子材料作为高分子材料的重要类别，具有广泛的应用和重要的研究价值。

二、通用高分子材料的定义与分类通用高分子材料是指那些产量大、应用广泛、性能一般的高分子材料。

常见的通用高分子材料包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）和聚酯等。

聚乙烯根据其分子结构和性能的不同，可以分为高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）和线性低密度聚乙烯（LLDPE）。

HDPE 具有较高的结晶度和硬度，常用于制造管材、容器等；LDPE 则具有较好的柔韧性和透明度，常用于薄膜制品；LLDPE 综合了两者的优点，应用也十分广泛。

聚丙烯具有较高的强度和耐热性，根据其分子结构和用途的不同，可分为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯等。

均聚聚丙烯常用于制造注塑制品，如家电外壳；共聚聚丙烯则在汽车零部件、管材等领域有广泛应用。

聚苯乙烯分为通用聚苯乙烯（GPPS）和高抗冲聚苯乙烯（HIPS）。

GPPS 具有良好的透明度和刚性，常用于制造文具、日用品等；HIPS则通过在 GPPS 中加入橡胶成分，提高了抗冲击性能，常用于家电外壳等。

聚氯乙烯具有良好的耐腐蚀性和阻燃性，根据其增塑剂含量的不同，可分为硬质聚氯乙烯和软质聚氯乙烯。

硬质聚氯乙烯常用于制造管材、门窗等；软质聚氯乙烯则常用于制造电线电缆外皮、薄膜等。

聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）等。

PET 常用于制造饮料瓶、纤维等；PBT 则在电子电器、汽车零部件等领域有广泛应用。

三、通用高分子材料的性能特点1、物理性能通用高分子材料的物理性能包括密度、熔点、玻璃化转变温度、溶解性等。

这些性能决定了它们在不同应用场景中的适用性。

例如，聚乙烯的密度较低，使其在轻量化制品中具有优势；聚苯乙烯的玻璃化转变温度较高，赋予其较好的尺寸稳定性。

PP/PET 材料能共混，及需要什么作为相容剂？聚丙烯 (PP) 是目前用量最大的通用塑料之一，具有许多优异性能：质轻，无毒，电绝缘性能、化学稳定性好，易加工成型，因而广泛应用于工业生产的各个领域。

但PP 也存在低温脆性、机械强度及硬度较低以及成型收缩率大等缺点。

聚对苯二甲酸乙二酯(PET) 是一种重要的工程塑料，具有耐磨、耐热、电绝缘性好及耐化学药品等优良性能，主要用于合成纤维、双轴拉伸薄膜、中空容器等。

但是由于PET 的玻璃化温度和熔点比较高，在通常加工温度下，结晶速度较慢，冲击韧性差，因而阻碍了PET 树脂在某些方面的应用。

针对 PET 和 PP 的缺点，人们一直致力于对其进行改性。

将两者进行共混，能进一步优化其性能：PET能提高 PP 的强度、模量、耐热性及表面硬度；而PP 则能提高PET 的加工、冲击、耐环境应力开裂和阻隔等性能。

特别对解决两种废旧塑料的回收问题具有十分重要的意义。

1简单二元共混1.1 共混方式简单二元共混是将 PET 和 PP 树脂用单螺杆或双螺杆挤出机共混，共混温度高于 PET的熔点 (一般为 270-280 ℃)，然后观察其形态和 (或)通过注塑成型或模压成型制备成试样进行相关性能测定。

1.2 共混物形态PET 和PP 属于热力学不相容体系，这是由于PET 属极性聚合物，溶解度参数大( δ=10.7)，而PP 属非极性聚合物，溶解度参数小( δ=7.6-8.0) 。

两者简单共混形成典型的不相容体系，两相界面清晰，界面黏结松散。

当PP 与PET质量比为20/80 、40/60 时，PET基体是连续相，PP 组分呈球形液滴分散；当 PP/PET为80/20 时，PET 是分散相， PP 是连续相；而当PP/PET为 50/50 时，两相具有一定程度的连续结构与“海-岛”结构共存的相形态。

Verfaillie G 等研究了 PET 和 PP 不相容共混物在压制成型时，成型条件和模具的表面性质对共混物的表面和本体形态的影响。

作者简介：王晓晖（1999-），男，在读硕士研究生，主要从事塑料改性与加工工艺方面的研究。

收稿日期：2023-10-09聚丙烯（PP ）是一种产量较大的通用塑料，PP 为无色、无味的热塑性树脂，其密度较小、硬度较高、热变形温度好、加工比较容易，价格成本比较低，因此而广泛应用于汽车产品、电器、电子产品、包装等方面。

聚丙烯复合材料因其良好的综合性能广泛应用于汽车内、外饰件和结构功能件[1]，但由于PP 复合材料的合成与加工过程中受到多种因素的影响，例如催化剂、加工工艺和氧化物残留等，因此，在高温下聚丙烯会释放一些有害的挥发性有机物，产生刺激性的气味，严重影响了车内的空气质量。

2017年，国家对GB/T27630—2011中关于甲醛、乙醛、丙烯 醛、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯等含量指标的推荐性标准转变成强制执行标准，强化了车内空气质量的管控，使得低气味、低VOC 含量的研究成为汽车内饰行业的研究热点之一[2]。

所以本文通过在聚丙烯中加入具有复杂组分的碳酸钙填充母料模拟聚丙烯材料日常生产使用中主要VOC 的来源，通过双螺杆挤出机生产颗粒料，利用气相色谱仪研究萃取剂（BYK -P4200）用量对于降低PP 复合材料VOC 的影响，该萃取剂的主要成分是吸附在聚丙烯载体上的含聚合物表面活性物质的水性溶液。

在这项研究中，也研究了聚丙烯复合材料的热稳定性、结晶性能以及力学性能，为生产高性能、低VOC 的聚丙烯复合材料提供理论基础。

低VOC 聚丙烯复合材料的制备与性能研究王晓晖，洪远杰，王选伦*(重庆理工大学材料科学与工程学院，重庆 400054)摘要：本文以聚丙烯为基体，使用碳酸钙填充母料模拟聚丙烯材料日常生产使用中主要可挥发性有机物（VOC ）的来源，系统研究了萃取剂（BYK -P4200）对于PP 复合材料VOC 的影响，与此同时，还研究了其力学性能、热稳定性、结晶性能。

实验结果表明，BYK -P4200用量的增加，挥发性有机化合物的含量明显减少，高温使用性能显著提高，抗拉强度变化不大。

年产8万吨涤纶（PET)合成工艺摘要：聚对苯二甲酸乙二醇酯化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]n-，英文名称Polyethyleneterephthalate，简称PET，为高分子聚合物。

最常用的苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。

对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。

本文对PET进行研究，简述其结构性能，阐述了其在化学工业中的作用和地位,并介绍PET的合成方法和工艺流程。

以及在生产过程中所遇见的问题解决方法。

关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯对苯二甲酸乙二醇绪论1.1 PET聚对苯二甲酸乙二醇酯（ＰＥＴ）的概述聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为聚对苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换法制成的聚合物，俗称涤纶，英文名称Polyethyleneterephthalate，简称PET或PETP。

俗称涤纶树脂。

他是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物，与ＰＢＴ一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。

PET 薄膜的突出性能有阻隔性、力学性能和韧性好，PET 玻璃纤维增强工程塑料的突出性能为力学性能高且受温度影响小、耐热温度高、冲击强度高、耐摩擦、耐蠕变性好、刚性大、硬度大及尺寸稳定性好，增强PET在力学性能、刚性、耐热性方面都超过增强PBT，但加工性不及PBT。

PET是英国ICI公司于1946 年首先工业化的，美国杜邦于1948 年生产，开始主要用于纤维和薄膜类制品，直到1966 年日本带人公司开发出玻璃纤维增强制品后，才开始用于工程塑料领域。

目前，PET 用于纤维和塑料制品基本各半；塑料制品主要用于透明瓶、薄膜和片材，用作工程塑料正在迅速兴起，预计今后几年会迅速增长，但目前用量很小；日本1997年PET的总产量为139.5 万t，其中用于塑料67.8 万t，而工程塑料只占 1.6 万t；西欧1998 年用于塑料的PET 为111.8 万t，其中87%用于吹塑瓶、6.4%用于薄膜和片材，包括工程塑料等其他为6.6%；美国1998年用于塑料的PET为72.2 万t，而93.7%用于瓶类制品。

pet（聚对苯二甲酸乙二醇酯）编辑聚对苯二甲酸乙二醇酯化学式为-OCH2-CH2OCOC6H4CO- 英文名：polyethylene terephthalate，简称PET，为高聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。

对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。

PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。

在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。

概述聚对苯二甲酸乙二醇酯是热塑性聚酯中最主要的品种，英文名为Polythylene terephthalate 简称PET或PEIT(以下或称为PET)，俗称涤纶树脂。

它是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物，与PBT一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。

1946年英国发表了第一个制备PET的专利，1949年英国ICI公式完成中试，但美国杜邦公司购买专利后，1953年建立了生产装置，在世界最先实现工业化生产。

初期PET几乎都用于合成纤维(我国俗称涤纶、的确良)。

80年代以来，PET作为工程塑料有突破性的发展，相继研制出成核剂和结晶促进剂，目前PET与PBT一起作为热塑性聚酯，成为五大工程塑料之一。

PET分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片。

①纤维级聚酯用于制造涤纶短纤维和涤纶长丝，是供给涤纶纤维企业加工纤维及相关产品的原料。

涤纶作为化纤中产量最大的品种。

②非纤维级聚酯还有瓶类、薄膜等用途，广泛应用于包装业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域，其中包装是聚酯最大的非纤应用市场，同时也是PET增长最快的领域。

2优点编辑①有良好的力学性能，冲击强度是其他薄膜的3~5倍，耐折性好。

②耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂。

③具有优良的耐高、低温性能，可在120℃温度范围内长期使用，短期使用可耐150℃高温，可耐-70℃低温，且高、低温时对其机械性能影响很小。

PETPP共混研究PP/PET材料能共混，及需要什么作为相容剂？聚丙烯(PP)是⽬前⽤量最⼤的通⽤塑料之⼀，具有许多优异性能：质轻，⽆毒，电绝缘性能、化学稳定性好，易加⼯成型，因⽽⼴泛应⽤于⼯业⽣产的各个领域。

但PP也存在低温脆性、机械强度及硬度较低以及成型收缩率⼤等缺点。

聚对苯⼆甲酸⼄⼆酯(PET)是⼀种重要的⼯程塑料，具有耐磨、耐热、电绝缘性好及耐化学药品等优良性能，主要⽤于合成纤维、双轴拉伸薄膜、中空容器等。

但是由于PET的玻璃化温度和熔点⽐较⾼，在通常加⼯温度下，结晶速度较慢，冲击韧性差，因⽽阻碍了PET树脂在某些⽅⾯的应⽤。

针对PET和PP的缺点，⼈们⼀直致⼒于对其进⾏改性。

将两者进⾏共混，能进⼀步优化其性能：PET 能提⾼PP的强度、模量、耐热性及表⾯硬度；⽽PP则能提⾼PET的加⼯、冲击、耐环境应⼒开裂和阻隔等性能。

特别对解决两种废旧塑料的回收问题具有⼗分重要的意义。

1 简单⼆元共混1.1 共混⽅式简单⼆元共混是将PET和PP树脂⽤单螺杆或双螺杆挤出机共混，共混温度⾼于PET的熔点(⼀般为270-280℃)，然后观察其形态和(或)通过注塑成型或模压成型制备成试样进⾏相关性能测定。

1.2 共混物形态PET和PP属于热⼒学不相容体系，这是由于PET属极性聚合物，溶解度参数⼤(δ=10.7)，⽽PP属⾮极性聚合物，溶解度参数⼩(δ=7.6-8.0)。

两者简单共混形成典型的不相容体系，两相界⾯清晰，界⾯黏结松散。

当PP与PET质量⽐为20/80、40/60时，PET基体是连续相，PP组分呈球形液滴分散；当PP/PET 为80/20时，PET是分散相，PP是连续相；⽽当PP/PET为50/50时，两相具有⼀定程度的连续结构与“海-岛”结构共存的相形态。

Verfaillie G等研究了PET和PP不相容共混物在压制成型时，成型条件和模具的表⾯性质对共混物的表⾯和本体形态的影响。

结果表明，剪切作⽤较⼩时，表⾯和本体形态相似；剪切作⽤较⼤时，若PET为分散相，表⾯的PET粒⼦变形较⼤，且表⾯的PET浓度⼤于本体内部，若PP为分散相则表现相反。