Улучшение совместимости

Смеси первичных и состарившихся пластмасс и/или смесей, переходящие в отходы, являются гетерогенными системами с компонентами различной полярности и, следовательно, несовместимые что обусловливает их плохие механические свойства [9, 23, 24] Разделение фаз в расплаве или после охлаждения возникает из-за слабых границ раздела между компонентами и локальных концентрации напряжения [22-24]. Меньший компонент образует дисперсную фазу в непреры ной (большей) фазе-матрице. Неоднородность смесей является причиной низкой ударной вязкости. Даже небольшие добавки полимерных примесей оказывают сильное влияние на полимер-матрицу (рис. 7.9), и это является недостатком вторичных пластмасс [22-24]. Накопленный опыт по улучшению совместимости смесей

первичных материалов из бытовых отходов широко использовался в отношении вторично перерабатываемых материалов [23, 24]. Агенты совместимости снижают межфазное натяжение в расплаве либо модифицируя эти границы, либо образуя мостики между фазами. Это стимулирует стабилизацию рассеянной фазы за счет ее роста или агломерации при отжиге, увеличивает адгезию на границах фазы и ограничивает разделение фаз (расслаивание) в твердом состоянии.

Стабильную надмолекулярную структуру можно получить различными способами [23, 25], некоторые из которых экономически эффективны:

добавление блок- или привитых сополимеров, имеющих сегменты, структурно родственные сегментам полимеров, образующих смесь;

добавление инициаторов или применение высоких скоростей сдвига стимулирует прививку компонентов смеси во время технологической обработки;

введение в полимерные цепи смешанных пластмасс функциональных групп, склонных к образованию ковалентных или водородных связей между компонентами смеси;

образование взаимопроникающих сеток, стабилизирующих систему.

Два основных типа агентов совместимости — нереактивные и реактивные — успешно применяются при повторной переработке пластмасс.

Нереактивные агенты совместимости

Для достижения совместимости необходима смесимость отдельных сегментов диблоковых, триблоковых или привитых сополимеров в одной из фаз смеси. Можно ожидать, что мультиблоковые сополимеры, такие как стиролбутадиеновый пентаблок S-В-5-В-5, будут эффективно повышать совместимость многокомпонентных (смешанных) вторичных пластмасс [25]. Агенты совместимости для вторичных пластмасс должны отвечать жестким требованиям: иметь строение и молекулярную массу, подходящие для смеси, а также высокую собственную стойкость к старению. Следует избегать агентов совместимости, склонных к окислению [26]. На рис. 7.10 показано различие между влиянием на фотоокисление ПП ненасыщенного агента совместимости (натуральный каучук-графт-ПП) и ЭПДМ [26]. Окислительный эффект увеличивается с увеличением содержания ненасыщенного химиката-добавки. ЭПДМ безопасен даже на уровне 30%.

Хорошие результаты по достижению совместимости смесей, состоящих преимущественно из ПО (ПЭНП/ПП, ПЭВП/ПП, линейный полиэтилен низкого давления (ЛПЭНП)/ПП), были получены с помощью статистического полиэти-лен-со-пропилена, ПЭ очень низкой плотности (ПЭОНП), ЭПДМ или эласто-мерных СЭБС [23, 24]. Применение патентованной добавки КесусЬЫепс! заметно улучшало механические свойства смесей ПП/ЭПДМ [17].

Проблемы несовместимости смесей из ПЭ или ПП с ПС могут быть решены с помощью различных блок-сополимеров, таких как диблоковый полистирол-со-этиленбутадиен, СБС или СЭБС, привитые сополимеры, такие как НЭ-графт-

ПС, ПС-графт-ЭПДМ, или некоторых атмосферно-стойких агентов совместимости на основе гидрированного стиролизопренового каучука или гидрированного ПС-блок-полибутадиена [23, 24, 27].

Полиэтилен-графт-поливинилхлорид, частично хлорированный ПЭ или по-лиэтилен-со-винилацетат (ЭВА) улучшают совместимость смесей ПЭ/ПВХ [23]. Большинство коммерчески доступных агентов совместимости, эффективных для смесей полиолефинов, также испытывались со смешанными отходами пластмасс в целях восстановления их механических свойств [8]. Во избежание стимулирующего окислительного воздействия на состарившиеся вторичные полимеры, следует применять устойчивые к окислению агенты совместимости, такие как ЭПДМ или гидрированный СБС, что было подтверждено для двух типов смешанных отходов, состоявших из 33 % ПЭ, 39 % ПВХ и 28 % ПЭТ в одном случае, и 44 % ПЭ, .1 % ПП, 28 % ПЭТ, 9 % ПС, 2 % ПВХ и 16 % прочих полимеров в другом случае [8].

Отдельные компоненты не могут быть выделены из пленок ПЭ/ПА, полученных соэкструзией. Собранные отходы ПЭ/ПА можно повторно использовать после надлежащей повторной стабилизации и усиления совместимости (рис. 7.11).