什么物质可以溶解塑料?
废聚苯乙烯泡沫再生粘合剂的研究
鲍春阳
(黑龙江石油化学研究所,黑龙江哈尔滨150040)
摘要:聚苯乙烯泡沫塑料因其质轻、坚固、低吸湿性、易成型、耐水性、隔热性好、价格低廉等优点,被广泛应用于包装、保温、防水、隔热、减震等领域。PS大多是一次性的。废弃的PS在自然界中既不能腐烂也不能自行降解,不仅浪费了宝贵的不可再生资源,还造成了严重的环境污染。为了节约资源,保护环境,变废为宝,本文以废聚苯乙烯为主要原料,通过改性剂改性,研究了两种低毒、低成本、性能良好的胶粘剂的制备。其中一种是以环氧树脂和甲苯二异氰酸酯为改性剂的溶剂型多功能胶黏剂,可用于粘接金属、陶瓷、玻璃、木材等。,其拉伸剪切强度大于4.7MPa。另一种是以丙烯酸丁酯和醋酸乙烯酯混合单体为改性剂的接枝乳液胶粘剂。其性能优于白乳胶,压缩剪切强度高达10.4MPa,价格仅为白乳胶的70%。
关键词:废聚苯乙烯泡沫;修饰词;粘着剂
1报价
1.1国内外现状
发泡聚苯乙烯(EPS)是现代塑料工业发展中的一种新材料。自西德BASF公司在1951发明挥发性聚苯乙烯珠的发泡成型法,美国在70年代发明一步成型法以来,其生产发展迅速。从65438年到0985年,我国先后从美国和日本引进了五套聚苯乙烯泡沫塑料生产装置,促进了我国塑料工业的发展。聚苯乙烯泡沫是世界上使用最广泛的塑料之一。因其具有良好的耐水性、隔热性、绝缘性、低吸湿性和较强的抗震强度,以及重量轻、坚固、易成型、价格低等特点,被广泛应用于包装、保温、防水、隔热、减震、装饰、餐饮业等领域,并渗透到国民经济的各个行业。据统计,近十年来
近年来,我国聚苯乙烯塑料年均消费量增长10%。1990已经到了217000吨。随着电子仪器和家电行业的快速发展以及西部大开发的推进,EPS的消费量将会越来越大[1]。预计到2005年,中国将需要12万吨聚苯乙烯泡沫塑料。聚苯乙烯泡沫塑料大部分是一次性的,数百万吨白色垃圾散落在大自然中,既不会腐烂,也不会自行降解消失,一方面造成了严重的环境污染,另一方面也浪费了宝贵的不可再生资源。如何合理有效地回收废旧聚苯乙烯泡沫塑料,引起了包括中国在内的世界各国研究者的关注。从20世纪70年代开始,日本、西欧和美国相继将塑料垃圾产业化。到90年代,塑料废弃物综合利用技术已经成熟,产业化达到80%。截止1999年底,美国塑料垃圾回收率达到50%,英国达到80%,日本达到49%。意大利不仅回收自己的塑料垃圾,还从欧洲其他国家进口塑料垃圾进行回收。中国从20世纪80年代末开始研究废塑料的回收技术。90年代后研究开始活跃,技术产业化率还很低。每年回收的废塑料只有65,438+05%左右[2],其余大部分被掩埋。聚苯乙烯泡沫的密度很小,只有0.02-0.04 g/cm3。所以很大,会占用很大面积的土地。而且泡沫塑料进入土壤后,不会被微生物降解,会使土壤中的空气、水分、养分无法正常交换。而且会逐渐释放出一些有害物质,影响生态系统的正常循环,恶化掩埋区及其周边方圆地区的土壤质量。
1.2聚苯乙烯泡沫的回收
聚苯乙烯泡沫的回收利用已经有很多专利和研究报告,其应用技术主要集中在以下几个方面[4-9]:
1.用于制造轻质建筑材料。以可发性聚苯乙烯预发泡颗粒或粉碎成小块的聚苯乙烯泡沫废料为主体,添加不同的填料,使用不同的粘结剂,制成各种轻质建筑材料。比如用碎木做填料,水泥做粘结剂,加水混合,然后模压成各种形状的轻质水泥隔墙,或者制作人造木材;铁丝支撑制成的轻质泡沫板,可用作墙板、台面或装饰板;用膨胀珍珠岩作填料可以制作屋顶保温板;以土壤为粘合剂和填料,与等量的聚苯乙烯泡沫颗粒均匀混合,压制成型,干燥煅烧,可制成高层建筑用轻质大型砌块或污水地下排水用透水管;废尼龙丝可作为填料制作轻质弯曲浇注料等。这种回收方法工艺简单,可回收量大,投资小,是一种很好的回收方法,但唯一的缺点是产品的技术附加值小。
2.用于制造通用聚苯乙烯。聚苯乙烯泡沫废料经高温脱泡、冷却后,经机械粉碎、挤压成条,然后造粒制成通用聚苯乙烯。这种方法的主要问题是,由于粉碎前未对废泡沫进行清洗以及烘烤和挤出过程中局部温度过高,回收材料的外观可能呈棕色,失去了新型聚苯乙烯的无色透明特性。其抗冲击性也较差,只能作为一些低值塑料件,难以与聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯制品等普通塑料相比。
3.用于再生可发性聚苯乙烯。回收废旧PS泡沫制作e PS或重塑泡沫产品应该说是废旧PS泡沫最合理的利用方向。由于废旧聚苯乙烯泡沫材料表面因环境污染而轻微变质,保持了原有聚苯乙烯泡沫的内部性能,为重复使用创造了条件。只有这样,才能重塑或制造EPS,充分发挥聚苯乙烯泡沫在许多方面的优良特性。用废聚苯乙烯泡沫制作EPS或重塑有几种方法:一是溶液聚合。将废炭化泡沫材料溶解在苯乙烯单体中,加入分散剂使聚苯乙烯的苯乙烯溶液悬浮在水中,加热聚合,然后加入发泡剂继续聚合,制得珠状泡沫材料。这种方法的优点是用废PS代替部分苯乙烯,可以降低成本。缺点是消耗苯乙烯单体,同时由于PS表面清洁度不稳定对引发剂活性的影响,很难制备出均匀的产品。第二,球化和再发泡法。一般聚苯乙烯切成圆柱形颗粒,悬浮在分散剂水溶液中,加热使圆柱体熔化球化,然后冷却,用发泡剂加压,冷却,过滤,洗涤,低温干燥,制成EPS珠[10]。这种方法的关键在于原材料的质量,否则很难保证新EPS的质量。第三,珠粉碎和改造的方法。在液体介质中选择合适的软化剂、表面活性剂和消泡剂,将大块废弃PS泡沫选择性粉碎成直径为4-8 mm的球形小珠,加入发泡剂后成型为泡沫产品。这种方法工艺简单,消耗的附加材料少,成型产品的物理性能接近原废弃物,投资小,效益大,值得推广。
4.溴化改性制备阻燃剂。聚苯乙烯的分子中含有苯环结构,苯环上的氢原子可以被亲电试剂取代。有人将回收的聚苯乙烯泡沫清洗干燥,溶解在二氯甲烷溶液中,在三氯化铝的催化下与液溴进行亲电取代,制备阻燃溴化聚苯乙烯。溴含量可高达6%。可用作PVC、ABS、聚丙烯等塑料制品的阻燃剂。与其他有机阻燃剂相比,溴化聚苯乙烯用量低,阻燃效果好,燃烧时不释放二恶英等有毒致癌物,特别是与三氧化二锑配合使用时,其协同阻燃效果更好,是一种性能良好的阻燃剂。该工艺制备的溴化聚苯乙烯性能可与商用溴化聚苯乙烯阻燃剂相媲美,且成本低廉[11]。但由于阻燃剂本身用量不是很大,这种方法无法满足大量废弃PS的回收。
5.热分解技术。一方面,苯乙烯单体可以通过热解产生,即通过选择合适的催化剂,在加热条件下将废弃的聚苯乙烯泡沫热解为苯乙烯单体。在苯乙烯供应紧张的情况下,利用聚苯乙烯泡沫废料解聚制取苯乙烯以满足市场需求是合理的途径。美国、法国、日本也进行了大量实验,但没有产业化的报道。解聚生产苯乙烯的主要问题是苯乙烯的转化率比较低,在良好条件下只有70%左右,一般只有40%左右,不仅影响生产成本,而且造成裂解设备的清洗和连续操作困难[12]。另一方面,它可以被裂解成油。低分子量烃的混合物可以通过在隔绝空气的情况下加热泡沫塑料或在水蒸气下分解它们来获得,然后混合物可以通过催化剂分解和重整以获得无硫汽油馏分、煤油馏分和一些气体。11公斤塑料可以得到1油,其余主要是炭渣[13]。日本在这方面做了很多研究,中国在这方面也取得了一定的成果,现在正在进行产业化。
6.燃烧以恢复能量。由于聚苯乙烯泡沫的主要成分是碳和氢,所以它能燃烧,其总热值(约4600 kJ/kg)高于标准煤(约2600 kJ/kg)和燃料油(约4400 kJ/kg)。因此,通过焚烧利用其燃烧热也是一种有效的方法。这种方法已被许多资金雄厚、设备先进的发达国家所采用。如日本钢管公司用废塑料代替焦炭作为炼铁的燃料和还原剂;法国一家空调公司开发了一种利用废塑料焚烧产生的热量生产蒸汽的新工艺。蒸汽可用于生产,节约能源。但就我国而言,焚烧法还是落后于其他方法。塑料燃烧时发热量大,普通炉子容易烧坏,不易完全燃烧。所以需要设计专门的燃烧炉,设备维护费用很大,燃烧产生的气体容易造成二次污染,需要处理。
7.接枝改性制备涂层。涂料都是在基料中加入颜料,搅拌研磨而成。粘结剂是成膜物质,聚苯乙烯泡沫由有机聚合物组成。溶于溶剂后,可用作涂料的基料,具有良好的耐水性和绝缘性。但以PS为基料制备的涂料附着力和成膜性差,通过对其进行改性,加入适量的交联剂和增塑剂,提高其成膜性和涂膜质量,可制成各种涂料。如李等人将废聚苯乙烯泡沫粉碎溶于二甲苯中,加入引发剂,在一定温度下滴加丙烯酸进行接枝改性,得到组分A;将石油沥青溶于二甲苯中,得到组分B;将水、乳化剂和助剂混合均匀,得到C部分;将上述三种成分在乳化釜中乳化,制成防水涂料。在聚苯乙烯分子链上接枝丙烯酸分子,不仅增强了涂料的附着力,而且提高了乳液的稳定性。制备的涂层具有良好的耐热性、低温柔韧性和粘结强度。此外,在刚性聚苯乙烯分子链上接枝柔性丙烯酸丁酯可以提高聚苯乙烯的柔韧性和附着力,加入适当的助剂可以制成性能良好的防腐涂料[14]。
1.3聚苯乙烯泡沫改性胶粘剂的进展
粘合剂在国民经济的各个部门都起着重要的作用。航天、航空、建筑、装饰都离不开胶粘剂。20世纪70年代中期,全世界粘合剂的总产量接近500万吨。近年来持续以每年30万吨左右的速度增长。在所有胶粘剂产品中,建筑胶粘剂约占25%-35%。随着我国国民经济的快速发展,建筑胶粘剂的缺口很大。利用废PS制备胶粘剂,满足市场对质优价廉胶粘剂的需求,可谓一举两得。我国研究人员在20世纪80年代末开始从事这项研究,并在90年代末取得了一些成果。但是还有很大的研究空间。所以这是一个很好的研究方向,也是废旧PS回收利用的最佳方向。
聚苯乙烯是一种无定形的线性非极性物质,分子中含有苯环,因此具有刚性和柔性,在极性物质表面的附着力较弱。直接用聚苯乙烯做的胶黏剂强度不够,胶层又硬又脆。因此,有必要在苯乙烯链中引入极性和柔性基团,以增加柔韧性,提高粘合强度,从而获得具有良好粘合性和粘接性的粘合剂。利用废聚苯乙烯泡沫制备胶粘剂的关键技术是改性剂的选择。根据文献报告[15-35],有以下修饰词:
1.邻苯二甲酸酯改性。胡用增塑剂邻苯二甲酸二丁酯改性聚苯乙烯泡沫。溶剂是丙酮,氧化镁用作填料。该胶粘剂可用于粘接扬声器电路,粘接成本降低约70%。王秀艳将废旧聚苯乙烯泡沫粉碎,溶解在创新1号溶剂中,再加入邻苯二甲酸二辛酯和香精制成自粘剂,粘合效果好,可重复使用,可用于粘合各种标签、商标和纸制品。
2.异氰酸酯改性。雷等人研究了异氰酸酯改性PS胶粘剂的制备:将PS溶于甲苯、丙酮、乙酸乙酯的混合溶剂中,然后加入异氰酸酯反应一段时间,再加入氧化锌作为填料,制得固含量约为30%的胶粘剂。该粘合剂的粘度为0.5-65438±0pa·s,剪切强度为3.4MPa,不均匀剥离强度为65438±0.2 kn/m
3.酚醛树脂改性。酚醛树脂的分子结构中含有羟基,是聚苯乙烯泡沫的优良改性剂。卢幼玲等人将聚苯乙烯泡沫在甲苯、乙酸乙酯、丙酮和氯仿的混合溶剂中熔融,充分搅拌,然后加入酚醛树脂进行反应,得到乳白色PS改性胶粘剂。该胶的剪切强度为3.47MPa,不均匀剥离强度为14.8 kn/m,可用于木材和日用品的粘接。尚的研究表明,当酚醛树脂与聚苯乙烯泡沫的用量相等时,其粘接强度接近酚醛树脂胶。为了提高胶粘剂固化后的韧性和对被粘物的粘接强度,可以加入少量的高分子交联剂作为改性剂,使得胶粘剂固化后在被粘物表面形成网状分子层。李邦德等人选用异氰酸酯和酚醛树脂作为具有强极性基团的改性剂对废聚苯乙烯泡沫塑料进行改性,取得了良好的效果。将废聚苯乙烯泡沫溶解在甲苯、丙酮、氯仿和乙酸乙酯的混合溶剂中,完全溶解后分离出机械杂质。以适当的比例加入甲苯二异氰酸酯和酚醛树脂,然后加入填料,制得一种粘性红色胶粘剂。该胶粘剂的剪切强度可达3.72 MPa,不均匀撕裂强度为17.10kn/m..该胶粘剂可代替白乳胶用于木材粘接,效果良好,对塑料和多孔材料也有良好的粘接性能。
4.松香树脂的改性。曲等人研究了用松香树脂改性废聚苯乙烯泡沫塑料制备胶粘剂。该胶以二甲苯为溶剂,可用于粘接瓷盘、马赛克和塑料地板。Marco等人研究了松香含量对PS改性胶粘剂性能的影响,也考察了各种溶剂对PS改性胶粘剂粘接强度的影响。结果表明,加入少量松香有利于提高粘接强度,但由于松香中的菲环容易解离,所以随着松香用量的增加,粘接强度下降。在所有溶剂中,聚苯乙烯与乙酸乙酯混合的粘合强度最高。
5.苯乙烯-丁二烯-苯乙烯-乙烯(SBS)嵌段聚合物的改性。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯嵌段的结构与聚苯乙烯相似,具有良好的相容性。因此,使用SBS嵌段共聚物作为PS改性剂,可以提高胶粘剂的剥离强度,降低胶层的硬度和脆性。鲍启福选择乙酸乙酯、120汽油、甲苯、松节油为混合溶剂,SBS嵌段聚合物为改性剂,松香树脂为增粘剂。粘合剂的剪切强度为4.43 MPa,不均匀剥离强度为1.4 kn/m..该胶粘剂可用于木材、瓷砖等材料的粘接,可替代聚醋酸乙烯白乳胶用于家具、玩具的粘接,也可替代氯丁橡胶用于木材的封边。
6.用马来酸酐改性。孟将废聚苯乙烯泡沫溶解在有机溶剂中,加入引发剂和马来酸酐进行接枝反应,然后在乳化装置中与聚乙烯醇水溶液乳化,制备PS改性白胶。剪切强度在3.92MPa以上,成本仅为聚醋酸乙烯酯乳液的三分之一。而且生产工艺简单,生产周期短。
7.聚乙烯醇缩醛的改性。石生勋以甲苯和70 #汽油为混合溶剂,将废弃的聚苯乙烯泡沫溶解,然后加入聚乙烯醇缩醛进行改性,得到一种白色的粘稠胶黏剂。这种胶最大的特点是可以在-40-40℃使用,剪切强度一直保持在8.7 MPa,而市面上的白乳胶在0-40℃强度只能保持在9.0MPa。
8.聚乙烯醇的改性。陈恩德用二甲苯将聚苯乙烯泡沫完全溶解,再加入聚乙烯醇进行改性,制成医用密封胶,不与福尔马林反应,耐热、耐寒、不透水。
9.活性单体的接枝改性。接枝活性单体的废聚苯乙烯可以在苯乙烯链上接枝活性基团,从而利用废聚苯乙烯泡沫制备性能良好的胶粘剂。专利中报道将100份ps溶于芳烃和氯代烃的混合溶剂中形成胶液,然后加入活化剂氯化亚铜和引发剂过氧化丁基,升温至90-120℃,再加入20-30份丙烯腈和丙烯醇单体进行接枝反应2小时,使聚苯乙烯接枝极性基团改变PS的性质,再加入石棉粉或硅酸钙。其耐水性和剪切强度分别是聚醋酸乙烯酯白乳胶的10倍和3倍以上。PS胶可作为木材、家具和日常生活用胶,也可用于粘接水泥制品、地板、壁纸和各种织物。在聚苯乙烯大分子上接枝丙烯腈和丙烯醇可以明显提高其附着力,但加入的单体比例很高,因此成本较高,丙烯腈单体的毒性也很大,给生产带来一定的困难。因此很难推广应用。陈凯莱等人研究了羧酸酯单体在苯乙烯链上的接枝,成功制备了建筑室内装饰用耐水胶粘剂。将废聚苯乙烯泡沫溶解在两种有机溶剂A和B中,制成胶液。在引发剂的作用下,胶液接枝不饱和单体,极性基团接枝到聚苯乙烯大分子链上。加入增粘树脂,制得棕色胶液。剪切强度为4.4-4.7 MPa,阻燃性能远远优于同类产品。用这种方法制备的防水胶浸泡后可达到4.5 MPa。水泥中加入1: 1时,施工性能好,不影响粘结地面和瓷砖的性能。在这些改性剂中,没有使用环氧树脂作为改性剂的报道。环氧树脂常被称为“万能胶”,对各种金属和大部分非金属材料具有良好的粘接性能,广泛应用于飞机、导弹、汽车、建筑、电子电器、木材加工等工业领域。而且环氧树脂胶具有工艺性能好、粘接强度高、收缩率小、耐介质性能优异、电绝缘性好等优点[43]其分子中还含有极性基团。如果能用来改性PS胶,应该能得到一种性能优异的改性PS胶。另一方面,环氧树脂胶粘剂一般比较脆,加入一种既能改善PS脆性又能改善环氧树脂脆性的增韧剂可以解决这个问题。最终选择了异氰酸酯,取得了满意的效果。不仅提高了粘接强度,缩短了固化时间,而且节约了溶剂,降低了成本。另外,我在白乳胶的配方基础上,通过大幅度减少配方中单体的用量,用PS代替聚合单体,加入增塑剂,尝试制作了一种性能优于白乳胶的木材胶粘剂。大大降低了白乳胶在市场上的成本,达到了废物利用的目的。
2 PS改性胶粘剂的研制
2.1溶剂型PS改性胶粘剂的研制
2.1.1仪器和制药仪器:恒温水浴;电动搅拌器;NDJ-1旋转粘度计;Instron 4467、4505万能材料试验机;鼓风烘箱;SC-7气相色谱仪(氢火焰鉴别器)。药物:聚苯乙烯泡沫;环氧树脂(E-51);甲苯二异氰酸酯;偶氮二异丁腈;乙酸乙酯;甲苯;爽身粉;胺类固化剂。
2.1.2实验原理
聚苯乙烯是一种无定形的线性非极性物质,分子中含有苯环,因此具有刚性和柔性。极性物质表面的附着力很弱,直接用聚苯乙烯做的胶黏剂强度不够,胶层又脆又硬。因此,需要在PS胶液中加入改性剂进行改性,在苯乙烯链中引入极性基团,增加柔韧性,提高粘接强度。我选择了环氧树脂(E-51)和甲苯二异氰酸酯作为改性剂。在引发剂偶氮二异丁氰酰胺的作用下,甲苯二异氰酸酯首先与聚苯乙烯反应。反应式如下:
(2)链自由基与甲苯2,4-二异氰酸酯交联。
(R代表苄基)
然后,加入环氧树脂。环氧树脂的结构中含有-OH,异氰酸酯可以与环氧树脂中的-OH发生反应。一般反应式如下:
就这样,异氰酸酯先后对PS和环氧树脂进行了改性,并使它们部分交联。
2.1.3粘合剂的制备
将反应容器置于恒温水浴中,安装搅拌棒,加入100份混合溶剂(乙酸乙酯:甲苯= 4: 1),分批加入50份洗涤干燥后的废聚苯乙烯泡沫碎屑,边加边打开。
动态搅拌,待完全溶解后,逐渐升温至70℃,加入引发剂偶氮二异丁腈0.5份和甲苯2,4-二异氰酸酯3份,中速搅拌反应约1-1.5小时,再加入0.5份。
1份甲苯2,4-二异氰酸酯,冷却至50℃,加入10份环氧树脂(6101),继续反应1小时,冷却后加入10份填料,可配成淡黄色粘稠状胶液,需加入固化剂。
2.1.4胶粘剂各项指标的测试方法
胶粘剂中不挥发分含量、粘度、拉伸剪切强度和有害物质分别按GB/T 2793-95、GB7124和GB 18583-2001测定。
2.2乳液型PS改性胶粘剂的开发
2.2.1仪器和药品
仪器:电动搅拌机;电加热套;四颈烧瓶;球形回流冷凝管;温度计;滴液漏斗;Instron 4467、4505万能材料试验机;鼓风烘箱;SC-7气相色谱仪;红外光谱仪。
药物:聚苯乙烯泡沫;丙烯酸丁酯;醋酸乙烯酯;邻苯二甲酸二辛酯;乙酸乙酯;甲苯;引发剂过硫酸铵;混合乳化剂(十二烷基硫酸钠:OP-10 =
1:2)
2.2.2水溶性PS改性胶粘剂的制备
将50份混合溶剂(乙酸乙酯:甲苯:4: 1)加入到四口烧瓶中,在搅拌下分批加入40份洗净、晾干、粉碎的废聚苯乙烯泡沫,逐渐升温至40℃,完全溶解成透明粘稠液体后,加入1份复合乳化剂,搅拌乳化30分钟。加入40份水(蒸馏水或去离子水)和4份混合单体(丙烯酸丁酯:丙烯酸乙烯酯= 1: 1),升温至60℃,提高搅拌速度,乳化30-40 min,滴加部分引发剂(过硫酸铵10%溶液);在反应过程中,热量被释放,温度自动升高。此时,将温度加热至75℃,滴加由65,438+02份混合单体和80份水组成的溶液。在加入混合单体水溶液的过程中,间歇加入一部分引发剂(引发剂总量为65,438+0份),反应温度应控制在75-85℃之间。全部加入完毕后,加入剩余的所有引发剂,升温至90℃并保温,待回收的溶剂达到加入量的80-85%时停止加热,然后冷却至50℃,加入两份增塑剂邻苯二甲酸二辛酯,搅拌均匀,调节PH值至7左右,冷却至室温,得到白色粘稠液体。
2 . 2 . 3 PS改性乳液胶粘剂各项性能指标的测试方法
胶粘剂的不挥发物含量按GB/T 2793-95测定,胶粘剂的旋转粘度按GB/T 2794-95测定,压缩剪切强度按Hg/T 2727附录B测定,灰分和PH值按GB11175测定,胶粘剂中有害物质限量按GB65438测定。
3结果和讨论
3.1溶剂型PS改性胶粘剂的结果与讨论
3.1.1 PS改性胶的技术性能见表1。
3.1.2溶剂的选择
泡沫聚苯乙烯溶于芳香烃(如苯、甲苯、二甲苯等。)、氯代烃(如氯仿、三氯乙烯)、羧酸酯(如乙酸乙酯、乙酸丁酯)、酮类(如丙酮、丁酮)。
分为有机溶剂。选择合适的溶剂溶解泡沫塑料主要从以下几个方面考虑:第一,选择的溶剂对聚苯乙烯和新加入的改性剂要有良好的溶解性,对添加剂要有良好的分散性;其次,溶剂的性质最好能改善胶粘剂的性能。第三,选用的溶剂应低毒、廉价、易得、安全。综合以上因素,以乙酸乙酯或甲苯为溶剂较为合适。但考虑到混合溶剂的溶解性比单一溶剂好,且沸点、挥发性、极性不同,可以通过改变混合比例来调整粘合剂。
干燥时间可以满足不同场合的需要。因此,选择乙酸乙酯和甲苯的混合物作为聚苯乙烯泡沫的溶剂。这两种溶剂的物理和化学参数如表2所示。
聚苯乙烯的溶解度参数为9.11。
选择溶剂比为3.1.3
以乙酸乙酯和甲苯为混合溶剂,乙酸乙酯含有极性基团,有助于提高胶粘剂的性能。沸点低,挥发快。甲苯是非极性物质,沸点高,相对易挥发。
慢,两者比例不同肯定会影响改性PS胶的干燥速度和附着力,所以要选择更合适的溶剂比例。
从图中可以看出,随着溶剂比,即乙酸乙酯比例的增加,改性溶液的剪切强度增加,在溶剂比为4: 1后,剪切强度又降低。原因可能是由于
乙酸乙酯极性大,一方面可以给予改性,另一方面可以与被粘材料表面形成分子间相互作用,所以剪切强度提高;它挥发得很快,很积极。
从而满足环氧树脂固化后以较少的残留溶剂提高剪切强度的要求。因此,其比例增加,胶合强度增加。但当乙酸乙酯的比例过大时,由于其沸点低且挥发快,当
粘接边固化后,内部溶剂可能长期处于液态或半固态,影响粘接效果,剪切强度略有降低。
3.1.4改性剂甲苯二异氰酸酯用量对胶粘剂剪切强度的影响
甲苯二异氰酸酯(TDI)是一种强极性物质,其改性效果非常明显。只需极少量就能明显改善胶粘剂的性能,不仅对聚苯乙烯有很好的改性效果,对环氧树脂也有很好的改性效果。在废聚苯乙烯的改性反应中,改性剂TDI有两个作用:一是在聚苯乙烯大分子中引入极性基团使聚苯乙烯大分子交联,二是与环氧树脂反应改性环氧树脂,使环氧树脂与聚苯乙烯部分交联。改性剂TDI的用量直接影响改性PS胶粘剂的性能。如果改性剂用量少,聚苯乙烯分子链含极性基团少,交联度不够,韧性不足,不能很好的改性环氧树脂,胶层易碎。用量过多,会使物质过度交联,甚至形成网状结构,降低剪切强度。实验表明,改性剂用量为2.0%时,改性效果较好。如图2中所示
3.1.5环氧树脂的选择及其用量对PS改性胶粘剂性能的影响。
环氧树脂常被称为“万能胶”,对各种金属和大部分非金属材料都有良好的粘接性,广泛应用于飞机、导弹、汽车、建筑、电子电器和木材加工等领域。而且环氧树脂胶粘剂具有工艺性能好、粘接强度高、收缩率小、耐介质性能优异、电绝缘性好等优点。PS胶的改性剂有酚醛树脂、松香树脂、邻苯二甲酸酯等。还没有人尝试过环氧树脂改性PS。因为环氧树脂中有极性基团,所以对ps应该有很好的改性效果。所以我尝试用环氧树脂改性PS。而单独用环氧改性PS效果不好,胶层容易剥离,粘接强度不太大,胶层易碎,可能是两者刚性大的因素造成的。我在两者中加入第三种改性剂,选择异氰酸酯成功。环氧树脂的量也影响粘合剂溶液的性质。用量过少,强度不高,但用量稍大,剪切强度会下降。这可能是因为PS改性胶粘剂是溶剂型胶粘剂,环氧树脂固化后,部分溶剂残留在胶层中,影响了胶粘剂的性能。随着环氧树脂用量的增加,这种影响更加明显。而且添加量太大,成本高。环氧树脂的量与粘合剂性能之间的关系如表3所示。
3.1.6反应温度对PS改性胶粘剂剪切强度的影响
首先引发剂的分解需要能量,其次PS的交联反应也需要能量。因此,
如果在家里就能简单的解决这件事,
就不会有白色污染。
所以如果真的想解散,可以参考上面的资料。
光问家里常用的知识是不够的。