電子廢棄物中ABS的增韌增強(qiáng)改性

劉雪,王靜榮,徐海萍,楊丹丹

電子廢棄物中ABS的增韌增強(qiáng)改性

劉雪,王靜榮,徐海萍,楊丹丹

(上海第二工業(yè)大學(xué)環(huán)境與材料工程學(xué)院,上海201209)

利用nano-CaCO3和硅烷偶聯(lián)劑KH-550,通過(guò)熔融共混法對(duì)電子廢棄物中ABS進(jìn)行了增韌增強(qiáng)改性,并對(duì)再生ABS復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,與單獨(dú)添加nano-CaCO3對(duì)比,添加KH-550偶聯(lián)劑后,nano-CaCO3分散得更均勻,團(tuán)聚明顯減少;在拉伸強(qiáng)度方面,與廢棄ABS相比,單獨(dú)添加nano-CaCO3的情況下,添加量為3%時(shí),再生ABS復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高10.7%,在加入0.5%偶聯(lián)劑KH-550的情況下, nano-CaCO3添加量為5%時(shí),拉伸強(qiáng)度提高17.7%;在沖擊強(qiáng)度方面,單獨(dú)添加nano-CaCO3時(shí),添加量為1%時(shí),再生ABS復(fù)合材料的無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度提高3.8%,在加入0.5%偶聯(lián)劑KH-550的情況下,nano-CaCO3添加量為3%時(shí),無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度提高35%?？傊?在加入偶聯(lián)劑的情況下,再生復(fù)合材料的力學(xué)性能會(huì)有更大幅度的提高,但相對(duì)應(yīng)的nano-CaCO3添加量更大一些。

電子廢棄物;廢棄ABS;偶聯(lián)劑;增韌增強(qiáng)

0 引言

ABS是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)組成的三元熱塑性樹(shù)脂,有苯乙烯腈共聚物(SAN)樹(shù)脂相與聚丁二烯橡膠相兩相,是五大通用塑料之一[1]。由于ABS樹(shù)脂兼具三組分的優(yōu)越性能,其抗沖擊性能、穩(wěn)定性強(qiáng),而且易于加工、光澤性好。因此ABS樹(shù)脂應(yīng)用廣泛,其目前主要應(yīng)用于家電、汽車、紡織和建筑等領(lǐng)域[2]。2015年,全球ABS樹(shù)脂總產(chǎn)量約為924萬(wàn)t,我國(guó)國(guó)內(nèi)總產(chǎn)量約為326萬(wàn)t,而且還不足以滿足我國(guó)的需求,需要大量進(jìn)口,2015年進(jìn)口量約占國(guó)內(nèi)需求總量的33%。我國(guó)ABS樹(shù)脂主要用于電子電器產(chǎn)品中,應(yīng)用于電腦、電冰箱、電視機(jī)以及其他家電的量,占總產(chǎn)量的80%左右;而在電子廢棄物中,廢棄ABS所占比重較大,尤其是電視機(jī)各部件中,廢棄ABS占廢塑料的69.5%。由于廢棄ABS的穩(wěn)定性好,長(zhǎng)期殘留于環(huán)境中,不但造成資源的浪費(fèi),也是一種環(huán)境污染,因此,對(duì)電子廢棄物中ABS進(jìn)行回收利用具有重要的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益[2-5]。

目前,回收利用廢棄ABS的方法主要有直接再利用、改性再利用以及化學(xué)處理回收利用等方法[6]。直接再利用方法雖然比較簡(jiǎn)單,但由于ABS樹(shù)脂在再次加工過(guò)程中,ABS高分子鏈段在氧、熱等的作用下極易發(fā)生斷裂,導(dǎo)致再生ABS樹(shù)脂的力學(xué)性能特別是材料的沖擊強(qiáng)度大幅下降[7],因此,直接再利用只能用于一些低級(jí)制品[8-9]。目前,改性再利用是近幾年研究的熱點(diǎn),改性再利用可分為接枝改性、共混改性以及填充改性。通過(guò)對(duì)廢舊高分子材料的改性,可以使再生材料的力學(xué)性能得到一定程度的改善,提高再生產(chǎn)品的附加值。nano-CaCO3粒子尺寸較小,在其表面有許多非配對(duì)原子,能與聚合物基體產(chǎn)生較強(qiáng)的結(jié)合力,不但可以改善材料的沖擊強(qiáng)度,也能在一定程度上提高材料的拉伸強(qiáng)度。因此,nano-CaCO3作為優(yōu)質(zhì)填料被廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料等行業(yè)[10]。余俊熹等[11]采用熔融共混法制備出nano-CaCO3-改性聚丙烯(PP)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)復(fù)合材料,當(dāng)nano-CaCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí),復(fù)合材料可獲得較好的綜合力學(xué)性能。因此,本文通過(guò)熔融共混法制備了nano-CaCO3/ABS再生復(fù)合材料,研究了單純添加nano-CaCO3對(duì)電子廢棄物中ABS的力學(xué)性能的影響;以及硅烷偶聯(lián)劑KH-550存在下的nano-CaCO3對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,并通過(guò)掃面電鏡觀察了2種情況下nano-CaCO3在復(fù)合材料中的分散程度。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1原料和試劑

廢棄ABS樹(shù)脂,來(lái)源于廢棄電腦、電冰箱外殼,由慈溪萬(wàn)達(dá)塑化商行提供;nano-CaCO3,粒度為10～100 nm,由上海靈動(dòng)化工有限公司提供;硅烷偶聯(lián)劑KH-550,即NH2CH2CH2Si(OC2H5)3,耀華牌,來(lái)自上海耀華化工廠。

1.2儀器設(shè)備

轉(zhuǎn)矩流變儀(XSS-30),上海科創(chuàng)橡膠機(jī)械設(shè)備有限公司;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DHG-9038A),上海精宏設(shè)備有限公司;粉末壓片機(jī)(769YP-24B),天津市科器高新技術(shù)公司;單平板熱壓機(jī)(PCH-600B),天津品創(chuàng)科技發(fā)展有限公司;擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)(ZBC7000),美斯特工業(yè)系統(tǒng)有限公司;萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)(3369),美國(guó)英斯特朗公司;熱重分析儀(STA-449C),德國(guó)耐馳公司;紅外光譜儀(FTIR-V70),德國(guó)布魯克;掃描電子顯微鏡(S4800),日本日立公司。

1.3試樣制備

nano-CaCO3與廢棄ABS按一定比例混合均勻,加入轉(zhuǎn)矩流變儀熔融共混10m in,流變儀各區(qū)的溫度都為180°C,剛開(kāi)始加料時(shí)轉(zhuǎn)速為80 r/m in,將材料全部加入后,2m in后轉(zhuǎn)速提高為120 r/m in,維持8m in,得到復(fù)合材料;放入壓片機(jī)中壓片,壓片溫度設(shè)置為200°C,壓力10 Pa左右,靜置1m in得到拉伸強(qiáng)度樣品;壓力10 Pa左右,等待溫度由200°C降至120°C左右,將其從模具中取出得到?jīng)_擊強(qiáng)度樣品。當(dāng)制備包含有硅烷偶聯(lián)劑KH-550的復(fù)合材料時(shí),偶聯(lián)劑的添加量為0.5%KH-550。

1.4性能測(cè)試

利用紅外光譜儀(FTIR-V70)對(duì)廢棄ABS進(jìn)行成分分析。將廢棄ABS用熱壓機(jī)壓成透光薄片,掃描范圍為4 000～400 cm-1。

利用掃描電子顯微鏡(S4800)對(duì)再生ABS復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。將樣品壓成0.2～0.3mm的薄片,用液氮脆斷,噴金后,對(duì)斷面進(jìn)行圖像觀察。

采用萬(wàn)能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)再生復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。拉伸速率為5.0mm/m in,測(cè)試樣條根據(jù)GB/T1040.2-2006《塑料拉伸性能的測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)制備,樣條規(guī)格為：長(zhǎng)75.0mm,測(cè)試部分厚度1.50mm,寬度6.0mm。

利用擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)對(duì)再生復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。樣式規(guī)格根據(jù)GB1843-2008《塑料懸臂梁沖擊強(qiáng)度的測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)制備,方法為GB/T 1843/U,即無(wú)缺口試樣,樣品規(guī)格為：長(zhǎng)80.0mm,厚度1.00mm,寬度10.00mm。

2 結(jié)果與討論

2.1紅外分析

ABS是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)組成的三元共聚物,結(jié)構(gòu)式如圖1所示,可以看出,對(duì)于ABS來(lái)說(shuō)分子鏈應(yīng)該具有苯基、腈基、亞甲基、雙鍵等特征基團(tuán)。

圖1 ABS的分子結(jié)構(gòu)式Fig.1 The structural formulaof ABS

為了驗(yàn)證所用廢棄物為ABS,本文對(duì)所用原料進(jìn)行了紅外光譜分析,圖2所示為電子廢棄物中ABS的紅外光譜圖。

圖2 電子廢棄物中ABS的紅外光譜圖Fig.2 FTIR of ABS from electronicwaste

從圖2可以看出,3 026 cm-1處的吸收峰可歸因于苯環(huán)上的C—H伸縮振動(dòng),1 492、1 602 cm-1等處的吸收峰為苯環(huán)骨架振動(dòng),756 cm-1處的吸收峰為單取代苯環(huán)==CH面外變形,1 028、1 070 cm-1處的吸收峰為單取代苯環(huán)==CH面內(nèi)變形,可以得出原材料中存在苯基[12];紅外光譜在2 237 cm-1處具有很強(qiáng)的吸收,可歸因于—C≡N伸縮振動(dòng)特征峰[13];966 cm-1處為反式1,4-丁二烯鏈段中的==CH—面外彎曲振動(dòng)峰,1 637 cm-1處的吸收峰為C==C伸縮振動(dòng),1 373 cm-1處的吸收峰為—CH—彎曲振動(dòng),2 850、3 299 cm-1處的吸收峰為—CH2—對(duì)稱伸縮振動(dòng),2 923 cm-1處的吸收峰為—CH2—不對(duì)稱伸縮振動(dòng),從以上特征峰的出現(xiàn)可以得出廢棄材料中含有雙鍵和亞甲基[14]。具體的紅外光譜圖所對(duì)應(yīng)的峰值及基團(tuán)如表1所示。

表1 紅外光譜圖所對(duì)應(yīng)的峰值及基團(tuán)Tab.1 The peak and the group in the FTIR spectrogram

從以上分析可以證明,該紅外光譜圖為典型的ABS樹(shù)脂F(xiàn)TIR圖,因此證明了廢棄材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。

此外,相對(duì)于ABS的標(biāo)準(zhǔn)譜圖來(lái)說(shuō),筆者發(fā)現(xiàn)原料紅外光譜在1 600～1 800 cm-1范圍內(nèi)具有更強(qiáng)的羰基產(chǎn)物吸收峰,可能因?yàn)閺U棄ABS在使用過(guò)程中出現(xiàn)老化現(xiàn)象,形成了締合羧酸、醛或含酮化合物、酯、游離羧酸等產(chǎn)物;另外紅外光譜圖中也出現(xiàn)了一些工程塑料助劑的特征峰,如TiO2的特征峰3 442、877 cm-1[15-16],從而說(shuō)明原料的主要成份為ABS塑料,但還包含其他雜質(zhì),如生產(chǎn)時(shí)所添加的助劑類。

2.2SEM圖像分析

圖3為廢棄ABS材料及改性再生復(fù)合材料的掃描電鏡照片,它們可以反映出nano-CaCO3的添加量以及偶聯(lián)劑的添加對(duì)于nano-CaCO3在廢棄ABS中分散性的影響。圖3(a)為廢棄ABS材料,從圖中可以看出斷面光滑平整,無(wú)塑性形變,呈現(xiàn)出明顯的脆性斷裂。圖3(b)、3(c)分別為未添加硅烷偶聯(lián)劑的條件下,添加不同比例的nano-CaCO3時(shí)的電鏡掃描照片。從圖中可以看出,nano-CaCO3添加量為3%時(shí),復(fù)合材料有明顯的界面,nano-CaCO3在基體中有少量的團(tuán)聚,團(tuán)聚體比較分散,尺寸在0.1～0.3μm左右,圖中僅可發(fā)現(xiàn)一個(gè)0.5μm左右的團(tuán)聚體;當(dāng)添加量增加到5%時(shí),團(tuán)聚數(shù)量增多,較大的團(tuán)聚明顯增多,由圖可見(jiàn),0.3～0.6μm左右的團(tuán)聚數(shù)量明顯增多,且分布不均。圖3(d)為添加0.5%硅烷偶聯(lián)劑KH-550后,nano-CaCO3添加量為3%時(shí)的照片,將圖3(b)和3(d)、3(c)和3(e)進(jìn)行對(duì)比,可以看出添加硅烷偶聯(lián)劑后,照片中nano-CaCO3粒子與廢棄ABS之間的界面變模糊,結(jié)合緊密,團(tuán)聚明顯減少,圖3(d)和3(e)中僅存少量0.1～0.25μm左右的團(tuán)聚,說(shuō)明添加硅烷偶聯(lián)劑KH-550后,nano-CaCO3粒子與廢棄ABS之間產(chǎn)生較強(qiáng)的結(jié)合,同時(shí)提高了其在基體中的分散性[17]。

圖3 廢棄ABS材料與再生ABS復(fù)合材料的SEM圖((a)ABS原樣;(b)3%nano-CaCO3/ABS;(c)5%nano-CaCO3/ABS;(d) 0.5%KH-550/3%nano-CaCO3/ABS;(e)0.5%KH-550/5%nano-CaCO3/ABS)Fig.3 SEM imagesofwaste ABSand recycled ABScompositematerials((a)ABS;(b)3%nano-CaCO3/ABS;(c)5%nano-CaCO3/ABS; (d)0.5%KH-550/3%nano-CaCO3/ABS;(e)0.5%KH-550/5%nano-CaCO3/ABS)

2.3再生ABS復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度

圖4所示曲線a為單純添加nano-CaCO3得到再生復(fù)合材料的拉伸性能隨nano-CaCO3添加量的變化曲線圖。由圖可見(jiàn),再生復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)先小幅增加再下降的趨勢(shì)。當(dāng)添加量為1%～3%時(shí),隨著nano-CaCO3添加量的增加,復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度逐漸提高,在添加量為3%時(shí),拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值,拉伸強(qiáng)度比ABS原樣提高了10.7%;而在添加量大于3%時(shí),其拉伸強(qiáng)度隨著添加量的增加而不斷下降,當(dāng)添加量為5%時(shí),其拉伸強(qiáng)度比原樣還低。這是由于添加nano-CaCO3粒子后,由于nano-CaCO3粒子小,其比表面積大,與廢棄ABS樹(shù)脂形成較強(qiáng)的界面結(jié)合作用,nano-CaCO3粒子的存在使得拉伸時(shí)廢棄ABS的銀紋擴(kuò)展受阻從而鈍化,使其停止開(kāi)裂;而且nano-CaCO3粒子的存在處易產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng)從而引發(fā)銀紋,使其吸收一定的形變功,從而提高再生復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度。但是, nano-CaCO3粒子表面能高,親水疏油,使其不穩(wěn)定難以分散均勻,極易團(tuán)聚。而且隨著nano-CaCO3粒子添加量的增多,團(tuán)聚增多,微裂發(fā)展成宏觀開(kāi)裂,出現(xiàn)典型的脆性開(kāi)裂,使得再生復(fù)合材料的性能下降[18]。

圖4 不同的KH-550和nano-CaCO3添加量下再生復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度Fig.4 The tensile strength of the composites w ith different amountof nano-CaCO3and KH-550

在添加0.5%的KH-550偶聯(lián)劑條件下,添加不同含量的nano-CaCO3,所得的再生復(fù)合材料的拉伸性能如圖4中曲線b所示。在nano-CaCO3添加量為0%～5%時(shí),拉伸強(qiáng)度大幅增加,添加量為5%時(shí),拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值,比廢棄ABS原樣提高了17.7%,但當(dāng)添加量大于5%時(shí),拉伸強(qiáng)度仍然有下降的趨勢(shì)。對(duì)比圖4中曲線a和b可以看出,在相同nano-CaCO3添加比例下,添加KH-550偶聯(lián)劑后獲得的再生復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度的提高幅度明顯高于未添加KH-550的再生復(fù)合材料,如nano-CaCO3添加量為3%時(shí),添加KH-550后再生復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度的提高程度比未添加時(shí)增加了3.1%;而且,添加KH-550后,再生復(fù)合拉伸強(qiáng)度最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的nano-CaCO3添加量由3%變?yōu)?%,拉伸強(qiáng)度值比單純添加nano-CaCO3也提高了7%。這是因?yàn)椴捎肒H-550硅烷偶聯(lián)劑處理nano-CaCO3后,可將nano-CaCO3的親水性表面轉(zhuǎn)變?yōu)橛H有機(jī)表面,從而在nano-CaCO3和廢棄ABS之間構(gòu)建聯(lián)結(jié)途徑,改善了nano-CaCO3在廢棄ABS基體中的分散性,避免nano-CaCO3粒子集結(jié)及聚合物急劇稠化,使得在同樣nano-CaCO3添加量下,其在廢棄ABS中分散地更均勻,從而相同量的廢棄ABS可以均勻分布更多的nano-CaCO3,使得拉伸強(qiáng)度最高點(diǎn)后移;而在相同比例下,添加KH-550后,nano-CaCO3粒子分散地更加均勻,團(tuán)聚明顯減少,因此添加偶聯(lián)劑后拉伸強(qiáng)度明顯提升。

2.4再生ABS復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度

單純添加nano-CaCO3時(shí),得到再生復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度隨nano-CaCO3添加量的變化如圖5曲線a所示。當(dāng)在ABS樹(shù)脂里添加少量nano-CaCO3粒子時(shí),能在一定程度上提高復(fù)合再生材料的沖擊強(qiáng)度,如崔文廣等[19]采用熔融共混法制備出了聚丙烯(PP)/nano-CaCO3/三元乙丙橡膠(EPDM)復(fù)合材料,結(jié)果表明：隨著nano-CaCO3用量的增加,復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)。由曲線a可以看出,在廢棄ABS中添加1%nano-CaCO3時(shí),再生復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度有少量的提高,提高了3.8%,但超過(guò)1%后,沖擊強(qiáng)度便迅速下降。這是因?yàn)樵趶U棄ABS中添加少量的nano-CaCO3時(shí),當(dāng)復(fù)合材料受到外力沖擊,粒子與ABS樹(shù)脂之間會(huì)產(chǎn)生較多的銀紋,吸收一定的沖擊能量,從而提高再生復(fù)合材料的沖擊性能。但由于本文是以電子廢棄物中ABS為基體,廢棄ABS樹(shù)脂在空氣中氧、紫外線等的作用下,丁二烯所在處不飽和雙鍵極易老化,鏈段交聯(lián)而逐漸消耗,失去彈性而脆化;苯乙烯與丙烯腈的接枝鏈段被破壞,從而使得橡膠相和樹(shù)脂相的相容性降低。在此基礎(chǔ)上,添加較多nano-CaCO3粒子后,可能使橡膠相和樹(shù)脂相的相容性更差,從而不利于再生復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度的提高。

圖5 不同KH-550和nano-CaCO3添加量下復(fù)合材料的無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度Fig.5 The non-notched impactstrength of the compositematerialunder differentamountof nano-CaCO3and KH-550

當(dāng)添加0.5%的KH-550偶聯(lián)劑后,所得的再生復(fù)合材料的無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度隨nano-CaCO3量的變化如圖5曲線b所示。當(dāng)添加偶聯(lián)劑后,再生復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度在0%～3%范圍內(nèi),隨nano-CaCO3含量的增加會(huì)有較大程度的提高,在3%處沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大,沖擊強(qiáng)度提高了35%,大大超過(guò)了ABS通用工程塑料的標(biāo)準(zhǔn),而nano-CaCO3含量超過(guò)3%后,沖擊強(qiáng)度開(kāi)始不斷下降,但在5%時(shí)仍能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)樘砑优悸?lián)劑后,一方面在一定程度上改善了nano-CaCO3在廢棄ABS之中的分散性,使得nano-CaCO3粒子能夠更加均勻地分布于ABS基體中,產(chǎn)生大量的銀紋及塑性形變,吸收更多的沖擊能,從而使沖擊強(qiáng)度大大提高;另一方面添加偶聯(lián)劑后也能在一定程度上改善廢棄ABS中橡膠相和樹(shù)脂相的相容性,從而更好地發(fā)揮橡膠相韌性好的性質(zhì)。但當(dāng)添加的nano-CaCO3過(guò)多時(shí),會(huì)使得再生復(fù)合材料在沖擊力的作用下具有過(guò)多的缺陷,更容易產(chǎn)生裂紋引起材料破壞,導(dǎo)致沖擊強(qiáng)度下降。

3 結(jié)論

本文利用nano-CaCO3對(duì)電子廢棄物中廢棄ABS進(jìn)行了改性研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

(1)僅添加nano-CaCO3時(shí),隨著添加nano-CaCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大,拉伸強(qiáng)度有所提升,在3%時(shí)達(dá)到最大,提高了10.7%,但是當(dāng)添加量大于3%時(shí),拉伸強(qiáng)度有所下降,無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度不斷下降。

(2)添加0.5%KH-550偶聯(lián)劑后,通過(guò)掃描電鏡圖可以明顯看出nano-CaCO3在廢棄ABS基體中分散地更加均勻,團(tuán)聚明顯減少。再生復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度隨nano-CaCO3含量的變化規(guī)律與未添加偶聯(lián)劑時(shí)具有相似的變化規(guī)律,當(dāng)nano-CaCO3含量為5%時(shí)達(dá)到最大,比廢棄ABS原樣提高了17.7%;再生復(fù)合材料無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度隨nano-CaCO3含量的增加也呈先上升后下降趨勢(shì),相比未添加偶聯(lián)劑的復(fù)合材料來(lái)說(shuō)增幅明顯,在3%時(shí)達(dá)到最大,比廢棄ABS原樣提高了35%。再生復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度的提高使其具有實(shí)際的應(yīng)用意義。

[1]錢(qián)惠斌,王碩,朱慶偉,等.ABS樹(shù)脂的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].彈性體,2012,22(6)：68-73.

[2]HIRAYAMA D,SARON C.Characterization of recycled acrylonitrile-butadiene-styrene and high-impact polystyrene from waste computer equipment in Brazil[J]. WasteManagement&Research,2015,33(6)：543-549.

[3]OLIVERA S,MURALIDHARA HB,VENKATESHK,et al.Plating on acrylonitrile—butadiene—styrene(ABS)plastic：A review[J].JournalofMaterialsScience,2016,51(8)：3657-3674.

[4]黃金霞,馬振航,孟凡忠,等.2015ABS樹(shù)脂市場(chǎng)分析[J].化學(xué)工業(yè),2016,34(4)：45-51.

[5]中藍(lán)晨光化工研究設(shè)計(jì)院有限公司《塑料工業(yè)》編輯部.2014～2015年世界塑料工業(yè)進(jìn)展[J].塑料工業(yè), 2016,44(3)：1-46.

[6]戴偉民.回收ABS增韌研究[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用, 2011,23(5)：20-23.

[7]WANG J,LI Y C,SONG J F,et al.Recycling of acrylonitrile—butadiene—styrene(ABS)copolymers from waste electrical and electronic equipment(WEEE), through using an epoxy-based chain extender[J].Polymer Degradation and Stability,2015,112：167-174.

[8]SANTOSR M,PIMENTA A,BOTELHO G,et al.Influenceof the testing conditionson theefficiency and durability of stabilizersagainstABSphoto-oxidation[J].Polymer Testing,2013,32(1)：78-85.

[9]JOUAN X,GARDETTE JL.Photooxidation of ABS at long-wavelengths[J].Journal of Polymer Science Part A：Polymer Chem istry,1991,29(5)：685-696.

[10]孫紅梅,孫文盛,雷華.無(wú)機(jī)納米粒子對(duì)回收ABS樹(shù)脂性能的影響[J].合成樹(shù)脂與塑料,2011,28(3)：17-20.

[11]余俊熹,曾明,顧花林,等.納米CaCO3對(duì)PP/ABS復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響[J].工程塑料應(yīng)用,2014, 42(10)：16-19.

[12]陳衛(wèi)星,鄒敏,馬愛(ài)潔,等.苯乙烯類單體等規(guī)均/共聚物的合成與表征[J].工程塑料應(yīng)用,2011,39(6)：6-10.

[13]李鑫,羊夢(mèng)詩(shī),徐燦,等.丙烯腈單體自由基反應(yīng)及光譜分析的研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2014,34(9)：2331-2336.

[14]朱峰.紅外/紫外吸收光譜法定量分析丁苯橡膠鏈結(jié)構(gòu)[J].石化技術(shù)與應(yīng)用,2012,30(5)：451-453.

[15]王玉海,石光,楊麗庭.ABS材料人工加速老化與戶外自然老化的相關(guān)性[J].工程塑料應(yīng)用,2016,44(11)：85-91.

[16]張庭躍,胡萍,陳倩,等.ABS工程塑料應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象綜合分析及表征[J].合成材料老化與應(yīng)用,2009,38(1)：36-39.

[17]石璞,陳浪,董建國(guó),等.高組分納米碳酸鈣填充改性聚丙烯的研究[J].塑料工業(yè),2015,43(1)：31-34.

[18]DENG S Q,LIU Q,BAO X,et al.Toughening and compatibilization of acrylonitrile—butadiene—styrene/poly (ethylene terephthalate)blends using an oxazolinefunctionalized impactmodifier[J].Polymer-plastics Technology and Engineering,2015,54(11)：1184-1192.

[19]崔文廣,高巖磊,劉會(huì)茹,等.PP/nano-CaCO3/EPDM復(fù)合材料性能研究[J].塑料工業(yè),2013,41(2)：40-43.

Toughening and Strengthening M odification of ABS from ElectronicWaste

LIU Xue,WANG Jingrong,XU Haiping,YANGDandan
(Schoolof Environmentaland Materials Engineering,ShanghaiPolytechnic University,Shanghai201209,China)

The abandoned ABSplastic from electronicwastewas toughened and strengthened throughmeltblendingw ith calcium carbonate nanoparticles(nano-CaCO3)and silane coupling agent KH-550.Themechanical properties andmicrostructure of the samples wereanalyzed.The resultsshowed thatwhen coupling agentKH-550wasadded,the dispersion of thenano-CaCO3in the recycled ABS compositeswasbetter than the composites inwhich only nano-CaCO3wasadded to.Theagglomerationsof particleswerealso reduced. Comparedw ith theabandoned ABS,the tensilestrength of the recycled ABScompositesw ith3%nano-CaCO3wasimproved by 10.7%; the recycled ABS compositew ith 5%nano-CaCO3and 0.5%KH-550 was improved by 17.7%.The non-notched impact strength of the recycled ABS compositew ith 1%nano-CaCO3was improved by 3.8%,and the recycled ABS compositew ith 3%nano-CaCO3and 0.5%KH-550 was improved by 35%.Themechanical properties could be improved more when coupling agent KH-550 was added, while the corresponding ratiosof nano-CaCO3werealso higher.

electronicwaste;abandoned acrylontitrilebutadiene styrene(ABS);nano-CaCO3;coupling agent;toughened and strengthened

TQ325.2

A

1001-4543(2017)02-0117-06

10.19570/j.cnki.jsspu.2017.02.007

2016-12-19

王靜榮(1976—),女,山東濱州人,副教授,博士,主要研究方向?yàn)閺U舊高分子材料的資源化以及聚合物基復(fù)合材料制備與性能。電子郵箱jrwang@sspu.edu.cn。

國(guó)家自然科學(xué)基金(51207085),上海市自然科學(xué)基金項(xiàng)目(16ZR1412400),上海第二工業(yè)大學(xué)重點(diǎn)學(xué)科(XXKZD1601),上海第二工業(yè)大學(xué)研究生項(xiàng)目資金(A01GY16F030)資助