废旧塑料的化学改性,除了有交联改性和氯化改性以外,还有接枝、嵌段等共聚改性,目前实用性较强的属回收聚丙烯的接枝共聚改性。
1.聚丙烯接枝共聚改性
接枝改性聚丙烯(GPP)的目的是为了提高聚丙烯与金属、极性塑料、无机填料的粘接性或增容性。对回收聚丙烯再生材料而言,至少有两点意义。一是当回收的聚丙烯料中混杂着部分PVC等极性树脂制品时,可不必分离而直接实施共混,在混塑炼化过程中引入接枝改性反应,使PP与PVC相间增容;二是经接枝改性后的回收PP再生料可拓宽其应用范围,不仅可与极性高聚物制品共混,也可以较大量地进行填充或增强改性,以达到提高再生制品的性能并降低生产成本的目的。所选用的接枝单体一般为丙烯酸及其酯类、马来酰亚胺类、顺丁烯二酸酐及其酯类。
接枝共聚的方法有:①辐射法;②溶液法,在溶剂中加入过氧化物引发剂进行共聚;③熔融混炼法,在过氧化物存在下使聚丙烯活化,在熔融状态下进行接枝共聚。
无论对PP树脂还是回收PP再生料,采用熔融混炼法工艺实施接枝改性都是易行的。在熔融混炼法中(如开炼混融法、密炼混融法和螺杆挤出混融法)进行接枝改性,以推原位反应挤出工艺为好。接枝改性后的高分子材料(即聚丙烯与不饱和酸酐或酯的接枝共聚物)的物化性质取决于被接枝物的含量及接枝链的平均聚合度(如果能形成支链)。此类共聚物的基本力学性能与聚丙烯相近,但与无机材料和极性塑料或橡胶的相容性提高。接枝改性物的结晶度和熔点随着被接枝物的含量增加而下降,透明性和低温热封性却提高。
2.聚苯乙烯接枝共聚改性
聚苯乙烯是非极性物质,如要提高其在钢材、木材等表面的黏附性,必须用强极性物质对其进行改性。化学接枝法就是通过化学反应,将接枝单体接到聚苯乙烯大分子上,使聚合物分子上分别带有—OH、—CCK、—CONH2等活性基团。化学接枝的程度用接枝率表示,接枝率以每克聚苯乙烯分子链上接入的—OH摩尔数来表示,单位为mmol/g。经过化学接枝改性的聚苯乙烯可以制成涂料和黏结剂等产品。
综合考虑溶剂的溶解能力、挥发性、成本及对后续工序的影响等因素,选择混合溶剂甲苯和甲醇,两者的体积比94.2:5.8,按废旧聚苯乙烯与混合溶剂1:3的比例在室温下将聚苯乙烯溶解,以氯乙酸甲酯或环氧氯丙垸为接枝单体进行接枝反应,接枝后高聚物的极性增大,加入丙酮调节溶液极性。为使涂料具有适当的挥发度,另加入二甲苯和200号溶剂油作稀释剂。为提高涂料的综合性能,加入的其他添加剂还有:5%的酚醛树脂和0.3%甲苯二异氰酸酯,以增强附着力;含量各为0.5%的蓖麻油改性的醇酸树脂和氯化石蜡,为增韧剂;0.5%的甲基硅油,作润湿剂,以改善涂料对工件的润湿性能;用吡唑酮为缓蚀剂,含量为0.1%?0.3%;用邻苯二甲酸二丁酯和蓖麻油调制色浆。经过化学接枝改性后的涂料对金属具有良好的附着力和耐腐蚀性,对施工基底无特殊处理要求,可一次成型,干燥迅速。适用于刷涂、喷涂和浸涂等施工方法。