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综述 │ Summarize S
随着高分子材料工业的快速发展,塑料制品以其
易成型、耐腐蚀和轻质的优点,已经成为生产与生活
制品的重要组成部分。PP 作为一种性能优良的热塑
性树脂,具有优异的耐化学性、电绝缘性、高机械强
度和加工性能优,在国民生产生活的各个领域得到广
泛应用。近年来我国 PP 产量快速增长,改性 PP 应
用市场逐步拓展,相应的废旧 PP 也快速增加 , 如何
将其有效的循环利用,是日益严峻的环境和社会问题,
也是亟待解决的资源与环境问题 [1,2]。随着我国经济
的快速发展,生活节奏的加快,以及日益兴起的互联
网外卖业务,国内对快餐盒的需求日益增大,对快餐
的安全、美观、实用性的要求也在逐步提高。目前,
市场上使用的快餐盒种类繁多,主要有塑料类(聚丙
烯和聚苯乙烯)、纸类、淀粉类、金属类等。透明聚
丙烯制快餐盒,具有良好的食品安全性、使用环境温
度范围宽、可微波炉加热、质量轻、透明性能好等特
性,已逐渐成为快餐盒市场的主流种类 [3]。
再生塑料按照来源分为工业废塑料(PIR)和消
费后(PCR)再生塑料。消费后再生材料 PCR(PostConsumer Recycled material),经过物理回收或者化
学回收,能够变成极有价值的工业生产原料,从而实
现资源的循环利用 [4]。对于日化、包装、汽车和家电
等行业,龙头公司纷纷响应我国 2030 年前碳达峰和
2060 年前碳中和的宣言,积极主动开发 PCR 材料和
产品,从而促进我国的“双碳”战略。欧美发达国家
更是给出 PCR 材料政策和经济空间,英国税务与海
关发布了“塑料包装税”,对少于 30%再生塑料的
包装税率为 200 英镑 /t[5],对于含有再生塑料的产品
准入市场门槛降低,同时给予一定的经济补偿。
1 实验部分
1.1 原料
再 生 塑 料 片: 江 苏 金 发 再 生 资 源 有 限 公 司;
PP-1 中 海 壳 牌、PP-2 中 海 壳 牌、PP-3 湛 江 石 化、
PP-4 燕山石化、PP-5,广州石化、PP-6,兰州石化、
HDPE-1 注塑级 PE,福建联合、HDPE-2 挤出级,扬
子石化;抗氧剂:1010(四[β-(3,5- 二叔丁基 -4-
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯),抗氧剂 168(三 -[2,
4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯)。
1.2 实验设备
同向双螺杆混炼挤出造粒机:TSE240A 型,南京
瑞亚共聚物制备有限公司;注塑机:EM120-V 型,
震德塑料机械有限公司;熔体流动速率仪:ZR21452
型 , 美斯特工业系统(中国)有限公司;万能试验
机:ProLine 系列,德国 Zwick/Roell 公司;冲击试验
机:T92 型, 美 国 Tinius Olsenis 公 司; 熔 体 强 度 测
试仪:Rheotens71.97 型 , 德国高特福公司;鼓风干燥
箱:DHG9023A,上海一恒科学仪器有限公司;密度
仪:XS104,METTLER TOLEDO;差示扫描量热仪:
Q20,美国 TA 公司;旋转流变仪:美国 TA 公司;
热失重分析仪:Q50,美国 TA 公司。
1.3 性能测试标准
拉 伸 强 度 按 照 GB/T1040.2 测 试; 弯 曲 强 度 按
照 GB/T9341 测 试; 悬 臂 梁 缺 口 冲 击 强 度 按 照 GB/
T1843 测试;密度按照 GB/T1033 测试;熔体流动速
率按照 GB/T3862 测试;差示扫描量热仪(DSC):
取 10mg 左右样品放进样品铝坩埚中,以氮气保护条
件,吹扫流量为 50mL/min,升温速率为 20℃ /min,
从常温升到 230℃,恒温 1min,消除热历史,然后再
以 -20℃ /min 降温到 40℃,恒温 1min,再以 20℃ /
min,从 40℃升到 230℃作为一个测试周期,熔点数
据以二次升温测试结果为准;热失重测试(TG):
取 样 约 10mg, 氮 气 氛 围, 氮 气 流 速 为 20mL/min,
从 30 ℃ 升 温 到 600 ℃, 升 温 速 率 20 ℃ /min, 恒 温
2min,降温至 40℃;旋转流变频率测试:将样品注
塑成 2mm 厚的原片,然后放于测试的夹具中,测试
温度 210℃ ±0.5℃,剪切频率从 0.01rad/s~100rad/s。
1.4 试样制备
按照表 1 材料配比将混合均匀的混合物投入喂
料斗中,通过双螺杆挤出机造粒,然后将塑料粒子
注塑成标准样条进行力学测试。工艺条件固定为挤
出 温 度 180~210 ℃, 螺 杆 转 速 400r/min, 注 塑 温 度
190~210℃,保压时间 10s。
表 1 试验配方组成
1
# 2
# 3
# 4
# 5
#
再生塑料片 1 30 30 30
PP-1 70
PP-2 65
PP-3 35 50
PP-4 20
PP-5 30 50
PP-6 30