Повышение переработанного ABS и HIPS с композитными модификаторами удара

Применение композитных модификаторов ударной вязкости для повышения прочности переработанного ABS и HIPS

В последние годы в Китае устойчиво растет мощность по переработке и ремануфактуре пластиковых отходов. ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирольный сополимер) и HIPS (ударопрочный полистирол) являются двумя инженерными пластиками с большими объемами переработки в отраслях бытовой техники, электроники и автомобилестроения.

Однако при многократном использовании, высокотемпературном плавлении и механической ремануфактуре полимерные цепи пластиковых отходов разрушаются и ломаются, что приводит к образованию микропор и структурных дефектов в материале, а также к наличию следовых примесей. Самым прямым следствием этих изменений является значительное снижение удлинения при разрыве и недостаточная ударная прочность переработанных материалов, что делает изделия хрупкими или склонными к преждевременному выходу из строя при эксплуатации.

Из-за этих недостатков в механических свойствах обычные переработанные ABS и HIPS трудно применять в высококачественных областях, таких как прецизионное литье под давлением и конструктивные несущие элементы, которые требуют высокой прочности материала. Большинство из них используются в пониженных категориях, что не только снижает ценность переработанных материалов, но и ограничивает расширение цепочки переработки.

Ограничения существующих решений по повышению прочности

Для повышения прочности переработанных пластиков в промышленности обычно используют эластомеры, такие как MBS (метилметакрилат-бутадиен-стирольный сополимер) и нитрильный каучук. Эти материалы могут создавать точки рассеивания напряжений в матрице, поглощая часть ударной энергии.

Однако на практике использование одного эластомера для повышения прочности часто приводит к снижению жесткости, уменьшению температуры теплового искажения и ухудшению свойств текучести расплава. Особенно при работе с переработанными ABS и HIPS, которые имеют значительные колебания состава и плохую консистенцию партий, традиционные решения по повышению прочности часто сталкиваются с трудностями в балансировке прочности и жесткости, что приводит к нестабильным результатам модификации.

Концепция дизайна композитных модификаторов ударной вязкости

Класс добавок, который в последнее время привлек значительное внимание в области модификации переработанных пластиков, представляет собой композитный термопластичный эластомерный модификатор ударной вязкости, сформулированный из нескольких эластомеров и совместимых модифицирующих компонентов. Этот модификатор использует конструкцию с ядром и оболочкой, где внутренняя часть состоит из гибкой фазы с высокой эластичной реакцией, а внешняя оболочка — из жесткого покрытия с хорошей межфазной совместимостью с матрицами ABS и HIPS.

Во время процесса плавления переработанных материалов этот модификатор может равномерно распределяться в матрице. Наличие совместимых компонентов позволяет ему формировать стабильную межфазную связь с матрицами ABS и HIPS. Частицы эластомера могут заполнять микроскопические пустоты, образованные деградацией, частично восстанавливая поврежденную полимерную сетку.

Когда материал подвергается внешнему удару, равномерно распределенные частицы эластомера действуют как точки концентрации напряжений, вызывая образование многочисленных микротрещин и деформаций сдвига в матрице. Через пластическую деформацию ударная энергия поглощается и рассеивается, что задерживает или подавляет возникновение и распространение микротрещин, улучшая ударную прочность.

При растягивающей деформации межфазная связь и молекулярное переплетение, образованные между гибкими молекулярными цепями в модификаторе и молекулярными цепями переработанного пластика, позволяют модификатору деформироваться вместе с матрицей, улучшая плохую пластичность и хрупкость переработанных материалов, что в конечном итоге приводит к значительному увеличению удлинения при разрыве. Одновременно конструкция с ядром и оболочкой обеспечивает, что модификатор, оказывая свое воздействие на повышение прочности, оказывает относительно небольшое негативное влияние на жесткость матрицы и текучесть расплава.

Фактическая обработка и характеристики

С точки зрения распространенных технологий обработки пластмасс, таких как литье под давлением и экструзия, этот композитный модификатор ударной вязкости не требует значительных изменений в существующем производственном оборудовании и основных параметрах процесса и может быть непосредственно внедрен в линию переработки.

В пределах рекомендованного диапазона добавления, помимо улучшения ударной прочности и удлинения при разрыве, практическое применение некоторых переработанных гранул также показало улучшение стабильности формования изделий, гладкости поверхности и устойчивости к усталости, что помогает снизить процент дефектов в изделиях, изготовленных методом литья под давлением и экструзии.

Что касается вопроса о балансе свойств материала, который волнует компании, этот модификатор улучшает прочность, сохраняя при этом прочность на растяжение, модуль упругости при изгибе и стабильность размеров переработанных материалов насколько это возможно, и не вызывает резких изменений индекса текучести расплава, таким образом, обеспечивая баланс между технологичностью и требованиями к контролю затрат.

В настоящее время отечественная индустрия переработки пластмасс постепенно переходит от низкокачественного гранулирования к более изысканным и высокодоходным процессам. Прибыльность низкокачественных однородных переработанных материалов сокращается, а рыночный спрос на переработанные пластики с механическими свойствами, близкими к первичным материалам, продолжает расти.

Применение композитных модификаторов ударной вязкости к переработанным ABS и HIPS позволяет стабильно использовать модифицированные материалы в таких областях, как корпуса бытовой техники, структурные элементы электроники и электротехники, внутренние части автомобилей, повседневные пластиковые изделия и общие промышленные компоненты, тем самым расширяя границы применения переработанных материалов.

Для производителей конечной продукции использование таких модифицированных переработанных материалов может в определенной степени снизить затраты на закупку сырья, одновременно улучшая консистентность качества продукции и конкурентоспособность на рынке. С точки зрения переработки ресурсов эта технология помогает увеличить долю переработанных пластиков на том же уровне, снижая использование материалов низшего качества, что соответствует общим требованиям циркулярной экономики пластмасс для эффективного и низкоуглеродного развития.

Наша платформа соединяет сотни проверенных китайских поставщиков химической продукции с покупателями по всему миру, способствуя прозрачным сделкам, лучшим бизнес-возможностям и высокоценным партнерствам. Независимо от того, ищете ли вы массовые товары, специальные химикаты или услуги по индивидуальным закупкам, TDD-Global заслуживает вашего доверия как первый выбор.