聚氨酯增韧回收聚苯乙烯的研究+文献综述(4)
1.2本课题研究内容，目的及意义
传统的增韧方法大多是引入少量的橡胶类弹性组分，一般都有明显的增韧效果[20-23]。但是该增韧方法由于引进了低模量、低强度的橡胶相，常常使材料在抗冲击强度提高的同时，其刚度、拉伸强度和加工性能都有不同程度地降低。
而氨纶是一种性能优良的聚氨酯类化学纤文，广泛应用于纺织、生物医用等领域。近年来氨纶工业的发展迅速，产量成倍增长，与此同时，随着可持续发展意识的提高，使得氨纶废弃物的合理回收利用也成为一个亟待解决的问题。目前对聚氨酯类废弃物进行回收利用的一种基本方法是化学回收方法，主要有醇解法、热裂解法、水解法、碱解法等等，其中醇解法因其温和的反应条件和反应产物的良好性能而得到广泛的关注[24-28]。
同时，由于近年来聚苯乙烯塑料的广泛应用，每年消耗量超过1000万吨，并呈逐年上升的趋势，而这类废品在自然条件下即使200年也不分解，对环境产生了严重的影响。目前废弃聚苯乙烯塑料的回收利用主要包括以下几种方法：热分解回收苯乙烯单体；熔融挤出法再生聚苯乙烯原料；直接破碎成粒，加入到新料中；溶剂法回收。
因此，综合考虑我们实验室现有的条件及操作的可行性及便利性，本课题采用聚氨酯（氨纶废丝）来增韧聚苯乙烯，以期能够既能提高聚苯乙烯的抗冲击性能，也能得到适宜的刚度、抗拉伸强度等，达到一种相对平衡的优良的综合性能，同时也达到回收利用聚苯乙烯塑料和氨纶废丝的目的，具有十分重大的意义。
2 实验部分
本实验目标为增韧聚苯乙烯，由于聚苯乙烯的结构特点是大分子主链为饱和烃类聚合物，侧基为体积大的苯环，因而PS具有良好的电性能、化学性能、拉伸性能、刚性、尺寸稳定性和较高的硬度。然而，也正是侧苯基的存在，使主链骨架上的α位置上的氢原子活化，在空气中易氧化生成过氧化物，进而引起降解使分子量降低，致使PS存在低温抗冲击性能差、易脆化的弱点。
为了解决这些问题，前人进行了诸多研究，从最初的添加橡胶相来提高其韧性，随后通过添加纳米氧化硅、刚性粒子等物质改善环氧的脆性，并研究其增韧机理、形态结构和力学性能等。
因而本课题采用聚氨酯（氨纶废丝）来增韧聚苯乙烯，以期能够既能提高聚苯乙烯的抗冲击性能，也能得到适宜的刚度、抗拉伸强度等，达到一种相对平衡的优良的综合性能。(聚氨酯是含氮杂链聚合物，是聚氨甲酸酯的简称)
本次实验的开始，首先通过查找有关氨纶醇解的文献，选择了以二甘醇为醇解剂，以二月桂酸二丁基锡为催化剂对氨纶废丝进行醇解，得到白色蜡状的醇解产物。由于这种方案在醇解过程中需要高温长时间油浴，冷冻分离等等，实验操作复杂，并且得到的醇解产物为蜡状，不适宜拿来对聚苯乙烯进行增韧，并且产率很低，实验效率低，不适宜用于工业生产中，因此放弃了这种醇解方案。
随后，经过向老师咨询以及相关文献搜索，选择了用密炼机对氨纶进行醇解的方案。并且确定了增容剂的制备以及再生氨纶/PS混合物的制备都是在密炼机中进行的，从而大大地提高了实验的效率和可行性。
实验部分分为三个部分：一、增容剂的制备；二、再生氨纶/PS制备；三、改性PS的注塑成型等后续加工；四、性能测试。
2.1 增容剂的制备
2.1.1 增容剂的选择
能减小界面能，提高性能各异的两种聚合物共混相容性和形成均匀分散相的助剂称为增容剂。它是指借助于分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物的助剂，这里是指高分子增容剂。增容剂可以是与A、B两种高分子化学组成相同的嵌段或接枝共聚物，也可以是与A、B的化学组成不同但能分别与之相容的嵌段或接枝共聚物。目前比较好的增容剂通常以马来酸酐接枝，与其它单体相比较，马来酸酐单体的极性比较强，相容效果比较好。
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