聚苯乙烯泡沫塑料改性制备纸张上光油的研究

论文摘要

聚苯乙烯泡沫塑料因具有质轻、隔热,防震等优点而被广泛用作包装材料,用后丢弃给环境造成了极大的危害,因此,实现聚苯乙烯材料的回收,充分挖掘废弃聚苯乙烯泡沫塑料的用途已成为人们研究的热点之一。将废旧塑料改性制成涂料,工艺操作较简单,可以变废为宝,综合利用资源,控制环境污染,具有一定的社会效益和经济效益。本实验包括三部分:聚苯乙烯改性树脂的合成;低游离甲醛氨基树脂的合成:纸张上光油配制和涂膜实验。聚苯乙烯是非极性高分子,对基体的附着力差,在其主链上引入极性单体,可以达到改性的目的。本文研究了马来酸酐（MAH）在异丁醇—乙酸乙酯—二甲苯介质中接枝聚苯乙烯（PS）的工艺条件,方差结果表明:引发剂用量和单体用量对接枝反应影响很大;保温时间对接枝反应有一定的影响,反应温度在考察范围内对反应影响很小。通过正交平衡法得出最佳反应条件为:BPO（过氧化苯甲酰）1%,MAH3%,保温时间3h,反应温度100℃,此条件下接枝率为1.24%,接枝效率可达93.2%。红外谱图显示反应中有聚马来酸酐生成,纯化可以将聚马来酸酐和剩余单体除去;同时也证明了马来酸酐是以饱和单环形式接到PS主链上的。在氨基树脂合成的传统工艺基础上,较系统地研究了氨基树脂合成工艺条件,合成出低游离甲醛含量的氨基树脂,最佳工艺过程条件为:羟化2.5h,醚化2h,反应温度90±2℃,脱水工艺采用分水-常压分水-减压蒸馏,后续减压蒸馏脱醇时间为15min,温度为85℃,真空度为-0.085Mpa。配方优化最佳条件为:n（三聚氰胺）:n（甲醛）:n（异丁醇）=1:6.2:6.6,碳酸镁为0.2%,苯酐为0.3%,二甲苯为12%,此条件下制备出的氨基树脂与市售585-1产品相比,游离甲醛含量可降至1%以下,固含量为62±2%,粘度80—100s（涂4杯测定）,容忍度3.5±1,附着力可达到1级,醇溶性好,性能稳定,密封保存5个月不凝胶。自制PS改性树脂液粘度适中无需稀释可直接用于上光油的复配,氨基树脂的加入,增强了原有树脂液的附着力。单因素实验确定了产品的配方为:PS改性树脂液90.2%,氨基树脂6.8%,增塑剂3.0%,流平剂少许,此条件下制得的上光油为半透明浅黄色粘液,无需稀释可直接进行涂刷,室温40s干燥,粘度较小,固含量48%,附着力可达到2级,耐水性超过24h,光泽度可达92°。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1 引言
• 1.1 废弃塑料的来源及影响
• 1.2 废聚苯乙烯泡沫塑料的回收和利用
• 1.2.1 废塑料的分选
• 1.2.2 消泡减容法
• 1.2.3 溶剂回收法
• 1.2.4 非溶剂热介质消泡再生
• 1.2.5 热裂解、催化裂解回收再利用
• 1.2.6 直接再生利用
• 1.2.7 改性再生利用
• 1.2.8 其它利用
• 1.3 聚苯乙烯接枝反应机理
• 2 本研究设计思路
• 3 主要研究内容
• 第二章 聚苯乙烯改性实验
• 1 聚烯烃接枝改性研究概述
• 2 实验方法
• 2.1 主要原料,试剂和仪器
• 2.1.1 主要仪器
• 2.1.2 主要原料、试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 聚苯乙烯泡沫的预处理
• 2.2.2 接枝物的合成
• 2.2.3 接枝物的表征
• 2.2.4 树脂性能检测
• 3 结果与讨论
• 3.1 混合溶剂的确定
• 3.1.1 混合溶剂的选择
• 3.1.2 混合溶剂配比的确定
• 3.2 单体的选择
• 3.3 反应条件的确定
• 3.3.1 引发剂用量对接枝反应的影响
• 3.3.2 反应温度对接枝反应的影响
• 3.3.3 单体用量对接枝反应的影响
• 3.3.4 保温时间对接枝反应的影响
• 3.3.5 引发剂与单体对接枝反应影响的比较
• 3.3.6 引发剂加入方式对反应的影响
• 3.4 正交实验分析
• 3.4.1 正交实验表设计
• 3.4.2 结果分析
• 3.4.3 验证实验
• 3.5 红外谱图分析
• 3.6 产物性能检测
• 4 小结
• 第三章 氨基树脂的合成
• 1 引言
• 1.1 脲醛树脂
• 1.2 三聚氰胺甲醛树脂
• 1.3 共聚树脂
• 1.4 氨基树脂合成工艺
• 1.4.1 反应阶段
• 1.4.2 脱水阶段
• 1.4.3 后处理阶段
• 1.5 甲醛含量的测定方法
• 1.6 实验内容
• 2 实验方法
• 2.1 主要原料,试剂和仪器
• 2.1.1 主要仪器
• 2.1.2 主要原料和试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 反应过程条件的研究
• 2.2.2 配方优化
• 2.2.3 性能检测
• 3 结果与讨论
• 3.1 工艺过程条件的确定
• 3.1.1 醇的确定
• 3.1.2 游离甲醛含量测定方法的确定
• 3.1.3 碱性催化剂的确定
• 3.1.4 酸性催化剂的确定
• 3.1.5 羟化时间对树脂性能的影响
• 3.1.6 醚化时间对树脂性能的影响
• 3.1.7 脱水方式的确定
• 3.1.8 减压蒸馏条件的确定
• 3.2 原料配方的正交实验
• 3.2.1 正交实验设计
• 3.2.2 正交实验结果与分析
• 3.2.3 验证实验
• 4 小结
• 第四章 上光油的制备
• 1 引言
• 2 实验方法
• 2.1 主要原料,试剂和仪器
• 2.1.1 主要仪器
• 2.1.2 主要原料和试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 实验流程
• 2.2.2 上光油性能检测
• 3 结果与讨论
• 3.1 成膜机理
• 3.2 溶剂的选择
• 3.3 增塑剂的选择
• 3.4 氨基树脂对漆膜性能的影响
• 3.5 增塑剂用量的确定
• 3.6 氨基树脂用量的确定
• 3.7 产品性能检测
• 3.8 醇溶性实验
• 3.9 成本核算
• 4 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介