廢尼龍(PA)擴(kuò)鏈劑
一種用于廢尼龍(PA)擴(kuò)鏈劑組合物及其制備方法,廢尼龍(PA)擴(kuò)鏈劑組合物主要組分包括:環(huán)氧官能化的擴(kuò)鏈劑和的酸性吸收劑。
廢尼龍(PA)擴(kuò)鏈劑組合物的制備方法:將擴(kuò)鏈劑和酸性吸收劑常溫下在高速攪拌器中混合均勻。本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有的單純擴(kuò)鏈劑改性回收尼龍技術(shù)相比,提高了擴(kuò)鏈劑的效率,降低了回收尼龍改性的成本。
尼龍是20世紀(jì)30年代發(fā)展起來(lái),首先用于合成纖維工業(yè),隨后由于其優(yōu)良的物理機(jī)械性能而被用作工程塑料,并得到迅速的發(fā)展,目前被廣泛地用于汽車工業(yè)、電氣工業(yè)、建筑材料、機(jī)械部件、醫(yī)療器械以及日用品等各個(gè)領(lǐng)域。
但尼龍?jiān)诩庸み^(guò)程中會(huì)發(fā)生降解,造成分子量的損失,影響聚合物的熔體強(qiáng)度和可加工性,其結(jié)果是再生料或者回收料不能夠應(yīng)用在性能要求較高的場(chǎng)合,甚至可能被作為廢棄物處理。這與當(dāng)今綠色和低碳發(fā)展的主題不相符合。
尼龍擴(kuò)鏈劑是目前改性塑料行業(yè)出現(xiàn)的一類新型助劑,通過(guò)熱穩(wěn)定性好的多官能團(tuán)化合物使大分子發(fā)生偶聯(lián)或支化反應(yīng)提高聚合物的分子量。擴(kuò)鏈反應(yīng)通常用反應(yīng)擠出技術(shù)完成,具有簡(jiǎn)便快速、安全等優(yōu)點(diǎn),提高產(chǎn)品性能,改善材料品質(zhì),從而提高改性塑料產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
回收尼龍中添加尼龍擴(kuò)鏈劑可以緩和回收尼龍的熔體流動(dòng),提升回收尼龍的模量強(qiáng)度甚至韌性,提升回收尼龍的抗水解性能,大幅度提升產(chǎn)品的物理性能使其達(dá)到新料或者優(yōu)于新料的性能,但是回收尼龍中含有大量的阻燃劑,其在加工過(guò)程會(huì)釋放出酸性物質(zhì),大大的影響擴(kuò)鏈劑的效果。
產(chǎn)品名稱:4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴(kuò)鏈劑MDEA
分子式:C21H30N2
分子量:310.49
CAS: 13680-35-8
4,4'-亞甲基雙(2,6-二乙基苯胺),固化劑擴(kuò)鏈劑MDEA是優(yōu)秀的聚氨酯(PU)擴(kuò)鏈劑和環(huán)氧樹脂(EP)固化劑。能改善制品的機(jī)械和動(dòng)力學(xué)性能。此外也可以作為聚酰亞胺的先導(dǎo)化合物和有機(jī)合成的中間體。在PU領(lǐng)域M-CDEA適用于澆鑄型彈性體(CPU)、RIM彈性體和噴涂聚脲、膠粘劑、彈性體泡沫和熱塑性聚氨酯(TPU)。EP領(lǐng)域適用于加工、預(yù)浸料坯和化工防腐涂料。也可用作有機(jī)合成的中間體及聚脲樹脂固化劑。
回收尼龍的擴(kuò)鏈改性是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,不僅受尼龍擴(kuò)鏈劑用量,吸酸劑種類和用量的影響,而且與加工溫度息息相關(guān)。
尼龍擴(kuò)鏈劑的用量和回收尼龍熔融指數(shù)的關(guān)系。再生尼龍含有很多添加劑和雜質(zhì),在加工過(guò)程中使得尼龍降解形成端氨基和羧基,而這些官能團(tuán)反過(guò)來(lái)加速尼龍的降解。擴(kuò)鏈劑每個(gè)分子上含有9~12個(gè)環(huán)氧官能團(tuán),與氨基和羧基都可以發(fā)生反應(yīng),起到擴(kuò)鏈、支化和交聯(lián)的作用。
經(jīng)環(huán)氧官能化擴(kuò)鏈劑后,再生尼龍熔融指數(shù)變小,熔體粘度增大,流動(dòng)性變差。隨著擴(kuò)鏈劑用量的進(jìn)一步增大,熔融指數(shù)下降的幅度不明顯。由于考慮到成本因素,一般擴(kuò)鏈劑的用量為2%。
吸酸劑的品種對(duì)熔融指數(shù)的影響。再生尼龍中含有大量的阻燃劑,阻燃劑在加工過(guò)程會(huì)釋放出酸性物質(zhì),這些酸性釋放物會(huì)與環(huán)氧官能團(tuán)反應(yīng),降低擴(kuò)鏈劑的效能!通過(guò)添加吸酸劑,吸收掉這些酸性釋放物。
添加不同的吸酸劑對(duì)熔融指數(shù)的影響區(qū)別很大。主要的原因可能是由于吸酸劑堿性的強(qiáng)弱不同引起的。強(qiáng)堿性的三乙醇胺在高溫下自身也很容易與環(huán)氧官能團(tuán)反應(yīng),達(dá)不到保護(hù)環(huán)氧官能團(tuán)的作用。而弱堿性的無(wú)機(jī)填料填料通過(guò)添加1%wt,就能將熔融指數(shù)下降13.8%。
吸酸劑的用量對(duì)再生尼龍熔融指數(shù)的影響:吸酸劑都是弱堿性物質(zhì),在高溫下也都可以與環(huán)氧官能團(tuán)反應(yīng)!如果添加量過(guò)多的話,反而會(huì)影響擴(kuò)鏈效果。隨著吸酸劑用量的增大,再生尼龍的熔融指數(shù)先呈下降趨勢(shì),到達(dá)一個(gè)低點(diǎn)后急劇上升!當(dāng)吸酸劑用量為2%wt時(shí),再生尼龍熔融指數(shù)為2.28g/10min,下降的幅度最大。
熔體溫度對(duì)擴(kuò)鏈效果的影響。擴(kuò)鏈劑一般在再生尼龍的加工溫度下幾秒種就起到擴(kuò)鏈作用。再生尼龍加工過(guò)程中一般熔體溫度都在230℃以上,溫度太低不能擠出。在保證再生尼龍擴(kuò)鏈和加工的前提下,再生尼龍料在雙螺桿中停留的時(shí)間越短,熔體溫度越低擴(kuò)鏈效果越明顯。
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