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高密度聚乙烯/废旧轮胎胶粉热塑性硫化胶制备

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-07-31 17:05:03

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”铝镁新材料专业科技服务团| 续培文 | 2023-09-27 15:52:02
首次提出使用热塑性酚醛树脂和过氧化二异丙苯共同对高密度聚乙烯/废旧轮胎胶粉共混物通过氧杂荼满桥键成环反应和自由基接枝反应进行原位界面化学增容,然后通过自由基接枝反应完成对高密度聚乙烯/废旧轮胎胶粉共混物的界面化学增容。

采用过氧化二异丙苯(DCP)和热塑性酚醛树脂(HY-2045)在未添加催化剂时实现了对高密度聚乙烯(HDPE)/废旧轮胎胶粉(GTR)共混物的原位反应性增容, 并研究了其对共混物的微观形貌、 应力-应变曲线、 动态力学性能和结晶性能的影响. 扫描电镜结果显示, 共混物橡塑界面处有大量的纤维状物质同时嵌入到基体相和分散相中, 使得共混物的界面强度得到显著增加, 从而获得较好的综合力学性能. 

制备热塑性硫化胶,为废旧轮胎胶粉的高值化再利用提供了新的途径。差式扫描热量(DSC)和X射线衍射(XRD)测试结果表明, 原位增容后的共混物的结晶度显著降低, 致使其明显的拉伸屈服现象消失. 由于反应型增容剂DCP和HY-2045使得共混物在界面处形成化学交联, 尽管其结晶度有所降低, 但是其拉伸强度和断裂伸长率还是得到了显著的增加. 另外, 动态力学性能测试表明, 增容后的HDPE/GTR共混物中GTR相的玻璃化转变峰变宽, 玻璃化转变温度升高.

研究院现有教学和科研人员24名。其中教授5人,研究员1人,副教授2人,讲师3人,博士生3人,硕士生10人。研究院用于相关能源材料制备及电池集成与评测技术科研用房2000余平米,基础合成及材料结构性能表征设备基本完备,拥有标准化材料合成实验室、电池装配实验室、分析测试实验室等研究平台。

研究院与国内知名高校、科研院所以及大型企业开展了卓有成效的合作。近年来,承担国家及省部级科研项目24项,研究经费超过1亿元;本团队成员先后荣获省部级科技进步一等奖1项,二等奖2项,三等奖4项,在国际顶级学术期刊Energy & Environmental Science、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、ACS Catalysis、Nano Energy、ACS Energy Letters等发表SCI检索论文400余篇,获授权中国发明专利15项。

.2015年,我国废旧轮胎年产量已经达到了3.3亿条.废旧轮胎属于热固性材料,在自然条件下很难降解,大量堆砌在地表的废旧轮胎,易造成了严重的大气,土壤以及地表水的污染,危及人类健康安全。HDPE/GTR共混物分别提高了74.27%,229.56%和102.24%;添加0.75份GMA和0.30份DCP制备得到HDPE/GTR(40/60)热塑性硫化胶,同样具备良好的力学性能,其拉伸强度,断裂伸长率和撕裂强度分别达到10.22MPa,206.58%和61.76kN/m,比未增容HDPE/GTR共混物分别提高了28.89%,224.81%和63.47%.上述两种力学性能优异的热塑性硫化胶,不仅具有潜在使用价值,而且生产成本较低.因此,采用GTR制备HDPE/GTR热塑性硫化胶,为废旧轮胎胶粉的高值化再利用提供了新的途径.

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