论文部分内容阅读
聚苯乙烯(PS)是当今世界第四大通用树脂,具有广泛的应用前景,但由于PS分子中具有刚性的苯环结构致使其柔顺性能极其低下,所以纯的PS塑料力学性能不佳而使其加工性能受到极大的限制。因此,必须通过物理或者化学的方法对PS进行改性处理,以达到材料使用的强度与韧性要求。从PS塑料的应用领域看,添加一定量的增韧剂以提高PS材料的韧性和抗冲击性能,以及添加适量的填充剂以降低PS塑料的生产成本已成为PS塑料应用研究方面亟待解决的问题。为了制备具有高韧性和高抗冲击性的PS塑料,实验中采用三元乙丙橡胶粉(EPDM)作为增韧剂,同时选择325目轻质Ca CO3作为填充剂,此外,为了提高产品的稳定性同时添加一定比例的辅助试剂,如邻苯二甲酸酯(DOP)增塑剂、钛酸酯偶联剂、抗氧剂1010、润滑剂硬脂酸钙等。将以上原料按一定的质量配比充分混均后,通过双螺杆挤出机进行共混、挤出,制得目标产品EPDM改性PS塑料(EMPS),并通过注塑机注塑成型为标准样条。样条采用万能电子试验机进行拉伸性能测试,用悬臂梁冲击试验机进行抗冲击强度测试,用熔融指数测试仪进行熔融指数的测定。实验中还进一步探讨了EPDM配比、轻质Ca CO3含量对改性PS塑料力学性能与熔体流动性能的影响。实验结果表明:PS与EPDM进行共混时,当EPDM含量超过30%后,体系的抗冲击强度以及断裂伸长率得到了很大程度的提高,拉伸强度的下降趋势开始变缓;随着填充剂轻质Ca CO3含量的提升,EPDM改性PS塑料的拉伸强度、断裂伸长率、抗冲击强度虽有所下降,但是仍在很大范围内完全满足产品的加工要求。当EPDM与PS的比例为4:6,轻质Ca CO3的含量为30%时,EMPS的拉伸强度达17.5 MPa,抗冲击强度达173.4 J/m,熔融指数达1.9 g/10 min,其综合性能最佳,且高出抗冲击聚苯乙烯(PS-I)树脂(GB/T 37198-2018)的各项性能指标要求。因此采用本工艺所制得的改性PS塑料完全可以作为HIPS的替代产品,完全适用于塑料饰品的加工和生产。最后,以本实验研究结果为基础,设计了一座年产10000 t的改性PS塑料加工厂,并对其进行物料、能量衡算与技术经济分析。