回收聚对苯二甲酸丁二醇酯的强韧化与耐热改性

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.04.015

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (4): 86-92.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.04.015

回收聚对苯二甲酸丁二醇酯的强韧化与耐热改性

操莹, 徐鹏武(), 吴保钩, 杨伟军, 马丕明

江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡 214122

收稿日期:2020-11-25 出版日期:2021-04-26 发布日期:2021-04-21
基金资助:
江苏省自然科学基金青年项目(BK20200606)

Reinforcement， Toughening and Heat⁃resistant Modification of Recycled Poly（butylene terephthalate）

CAO Ying, XU Pengwu(), WU Baogou, YANG Weijun, MA Piming

School of Chemical and Material Engineering，Jiangnan University，Wuxi 214122，China

Received:2020-11-25 Online:2021-04-26 Published:2021-04-21
Contact: XU Pengwu E-mail:pengwuxu@jiangnan.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

以回收聚对苯二甲酸丁二醇酯（r-PBT）为原料，通过反应性熔融共混制备了r-PBT/环氧化弹性体（EVMG）共混物，并研究了EVMG添加量对r-PBT力学性能的影响规律。结果表明，当EVMG质量分数为20 %时，EVMG能够均匀分散于r-PBT中，粒径仅为500 nm，致使r-PBT的缺口冲击强度提高了14倍，断裂伸长率提高了7倍；进一步添加玻璃纤维（GF），使r-PBT/EVMG共混物的拉伸强度和耐热性显著提高；与纯r-PBT相比，添加质量分数为30 % GF后的r-PBT/EVMG/GF共混物在保持高韧性的同时，拉伸与弯曲强度提高70 %以上，且共混物的热变形温度达到176 ℃，为回收PBT材料的高值再利用提供了新方法。

关键词: 回收聚对苯二甲酸丁二醇酯, 环氧化弹性体, 增韧, 耐热

Abstract:

The recycled poly（butylene terephthalate）（r-PBT）/epoxidized elastomer （EVMG） blends were prepared by a reactive melt blending method using r-PBT as a raw materials. The effect of EVMG on the mechanical properties of r-PBT blends was studied systematically. The results indicated that EVMG was uniformly dispersed in the r-PBT matrix and its particle diameter was determined to be 500 nm. The notched impact strength and the elongation at break of the （r-PBT）/ EVMG） blends increased by 14 times and 7 times at an EVMG content of 20 wt%， respectively. Furthermore， glass fibers （GF） were incorporated to improve the mechanical strength and heat resistance of the blends. After adding 30 wt% GF， the tensile strength and flexural strength of r-PBT/EVMG/GF composites increased by 70 % with good toughness maintained. In addition， the thermal deformation temperature of the blends increased up to 176 ℃. This work provides a new idea for the reuse of r-PBT.

Key words: recycled poly（butylene terephthalate）, epoxidized elastomer, toughening, heat-resistance

中图分类号:

TQ 325.3

操莹, 徐鹏武, 吴保钩, 杨伟军, 马丕明. 回收聚对苯二甲酸丁二醇酯的强韧化与耐热改性[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 86-92.

CAO Ying, XU Pengwu, WU Baogou, YANG Weijun, MA Piming. Reinforcement， Toughening and Heat⁃resistant Modification of Recycled Poly（butylene terephthalate）[J]. China Plastics, 2021, 35(4): 86-92.

图/表 9

图1 r?PBT及其共混物的应力?应变曲线和缺口冲击强度

Fig. 1 Stress?strain curves and notched impact strength of the r?PBT and the blends

样品	拉伸强度/ MPa	断裂伸长率/ %	缺口冲击强度/ kJ ? m^-2
PBT	53.5±3.8	20±3.3	4.0±0.2
PBT/EVMG (90/10)	39.0±1.8	50±5.1	10.7±1.2
PBT/EVMG (85/15)	35.5±3.1	69±6.2	15.3±1.5
PBT/EVMG (80/20)	30.0±1.5	184±10.2	70.0±3.5

表1 PBT新树脂及PBT/EVMG共混物的力学性能

Tab. 1 Mechanical properties of PBT and PBT/EVMG blends

图2 r?PBT和EVMG的反应机理示意图

Fig. 2 Proposed reaction mechanism between r?PBT and EVMG

图3 r?PBT、EVMG和纯化的r?PBT/EVMG共混物的FTIR谱图和TGA曲线

Fig.3 FTIR and TGA curves of r?PBT, EVMG and purified r?PBT/EVMG blends

图4 r?PBT共混物共混过程中扭矩随时间的变化曲线

Fig.4 Torque of r?PBT blends in the blending process as a function of blending time

图5 r?PBT 共混物脆断面的SEM照片

Fig.5 SEM of cryo?fractured sections of the r?PBT blends

图6 r?PBT及其共混物冲击断面的SEM照片

Fig.6 SEM of impact fractured sections of the r?PBT and the blends

图7 PBT/EVMG/GF共混物的应力?应变曲线、拉伸强度、缺口冲击强度和弯曲性能

Fig.7 Stress?strain curves, tensile strength, notched impacted strength and flexural strength of PBT/EVMG/GF blends

图8 r?PBT和r?PBT共混物的热变形温度柱状图

Fig. 8 HDT of r?PBT and r?PBT blends

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回收聚对苯二甲酸丁二醇酯的强韧化与耐热改性

Reinforcement， Toughening and Heat⁃resistant Modification of Recycled Poly（butylene terephthalate）

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