前　言

    聚苯乙烯泡沫塑料(ＰＳＦ)是当今世界上应用最广泛的塑料之一,主要应用于电器、仪器仪表、工艺品和其他易损贵重物品的防震包装以及快餐食品包装等。但由于ＰＳＦ具有抗老化、抗腐蚀等特点,所以在自然界中不易腐烂也不易被微生物降解,另外ＰＳＦ的密度(0.02～0.04ｇ/ｃｍ³)小,体积大,对其回收和处理存在一定的困难,而且ＰＳＦ容易燃烧,不利于安全。因此如何有效合理地利用ＰＳＦ已经成为一个亟待解决的问题。目前,废ＰＳＦ的处置、回收利用的主要方法有:

    1)焚烧和填埋;

    2)净化、粉碎造粒后再生塑料;

    3)加热裂解回收苯乙烯单体和苯系溶剂;

    4)制备改性ＰＳＦ系列涂料和胶黏剂;

    5)直接利用制作简单塑料制品。其中利用废ＰＳＦ制备胶黏剂具有能耗低、工艺简单、投资少、见效快等特点,产品广泛用于木材、纸、玻璃、日用塑料等制品的粘接,且具有粘接强度高、干燥快、成膜坚固、透明、耐寒、耐水、耐酸碱等特点。因此,利用废ＰＳＦ制备改性胶黏剂不仅可以解决它对环境造成的污染问题,而且可以满足市场对廉价胶黏剂的要求。

    本文主要讨论用废聚苯乙烯泡沫塑料制备热熔型胶黏剂,通过正交实验法获得胶黏剂的最佳配比,通过性能测试,掌握各个因素对胶黏剂性能的影响,从而制得一种能够充分利用聚苯乙烯泡沫塑料、成本低、工艺简便、性能优异的胶黏剂。

1　实验部分

1.1　实验原料基料:经过净化处理的废聚苯乙烯泡沫塑料改性剂:热塑性酚醛树脂,工业品;松香,工业品;石蜡,工业品;ＥＶＡ(28/420),进口工业品;邻苯二甲酸二辛酯(ＤＣＰ),化学纯;2,6-二叔丁基对甲酚,化学纯;过氧化异丙苯(ＤＯＰ),化学纯。

1.2　实验设备

    天平(ＪＰ—Ａ型),可调速电动搅拌器(ＪＪ—1型),拉伸实验机。

1.3　制备工艺将废聚苯乙烯泡沫塑料净化处理及粉碎后,放入烧杯,依次加入热塑性酚醛树脂、松香、2,6-二叔丁基对甲酚、过氧化异丙苯,在电热套上加热至160℃并搅拌。然后加入ＥＶＡ、石蜡、增塑剂、抗氧剂搅拌反应30ｍｉｎ,放入干燥箱内于160℃保温4ｈ,取出即得制品。

1.4　性能测试

1.4.1　流动性测试参考ＧＢ/Ｔ　13477 6-2002

1.4.2　剪切强度测试参考ＧＢ/Ｔ　7124-1986　黏结碳钢试样　拉伸速度　15ｍｍ/ｍｉｎ

2　结果与讨论

2.1　数据处理

    采用方差分析法对得到的实验数据进行处理,方差分析法是将实验条件不同所引起的实验结果差异与偶然因素引起的实验结果的差异区分开来的一种数学方法。实验数据的方差分析结果如表1、表2所示。





2.2　结果分析

2.2.1　各因素对流动性的影响

2.2.1.1　酚醛树脂对胶黏剂流动性的影响

 

    酚醛树脂本身作为增黏剂与改性剂,具有强极性的-ＯＨ基团,使ＰＳ与酚醛树脂反应生成网状聚合物,从而使胶黏剂黏度增加。随着酚醛树脂用量的增加,胶黏剂整体黏度增大,且与松香交联形成互穿网络,使胶黏剂流动性降低,然而随着酚醛树脂用量继续增加,其流动性又增加,这是因为酚醛树脂本身较好的流动性所致。

2.2.1.2　松香对胶黏剂流动性的影响



　　松香本身作为增黏剂,它的加入使胶黏剂的初黏性增加,提高耐热性,延长黏接剂的开裂时间,增加填料与聚合物的混合能力。随松香加入量的增多,胶黏剂黏度增大,但增大有限,松香能改进润湿性,给予塑性,这对流动性影响较大,因此流动性增加。随松香用量继续增加,松香本身熔融流动性差的特点又使流动性下降。

2.2.1.3　ＥＶＡ树脂对胶黏剂流动性的影响



　　ＥＶＡ作为改性剂,具有很好的加工性、熔融流动性。ＥＶＡ的加入,增大了柔软性和熔融流动性。因此随ＥＶＡ用量的增大流动性增加。继续增大ＥＶＡ用量,ＥＶＡ与酚醛和松香形成互穿网状,使胶黏剂韧性增加,流动性下降。随ＥＶＡ用量的继续增加,其本身良好的熔融流动性又体现出来,使流动性增加。

2.2.2　各因素对碳钢剪切强度的影响

2.2.2.1　酚醛树脂对剪切强度的影响

 

　　由于废聚苯乙烯是非极性物质,其分子结构中含有苯环,降低了高分子链节的柔韧性,在钢铁木材等表面的附着力差,而酚醛树脂具有极性很强的-ＯＨ基团,在一定量的引发剂作用下,在聚苯乙烯分子内引入极性基团,使胶黏剂与被黏物相互形成较强的分子间作用力和化学键,使胶黏剂固化后在其表面上因化学或物理作用生成一有机长链分子层,对被黏物有较强的黏合作用。因此加入酚醛树脂后可以得到黏结力很强的胶黏剂。酚醛树脂本身的黏结力小,因此随酚醛树脂用量增大,胶黏剂柔韧性下降,剪切强度也随之下降。

2.2.2.2　松香对剪切强度的影响

 

　　松香中含有强极性的-ＯＨ基团,在引发剂作用下,接枝反应生成聚苯乙烯接枝共聚物,加上与酚醛树脂共同作用形成互穿网络,大大增加了胶黏剂的黏性,得到黏合性很高的胶黏剂。随松香用量的增加,增黏效果越来越显著,因此剪切强度也增大。但是松香用量过多,活性基团引入过多,使它们之间相互影响,削弱了与聚苯乙烯的作用,反而降低了增黏作用,剪切强度下降。

2.2.2.3 ＥＶＡ树脂对剪切强度的影响

    ＥＶＡ共聚体凝聚力大,熔融表面张力小,对几乎所有物质均有热胶结力,热稳定性、耐候性、耐药品性、电绝缘性均优良。用ＥＶＡ改性后的热熔胶具有优异的胶接性,熔融流动性和耐寒性。因此随ＥＶＡ用量增加,胶黏剂的柔韧性不断提高,黏结力增大,剪切强度也随之增大。



4　结　论

    (1)热塑性酚醛树脂和松香可增加胶黏剂黏度,有效改善热熔胶的黏接强度,其中松香增黏效果显著。

    (2)ＥＶＡ可增加胶黏剂柔韧性、熔融流动性。其对胶黏剂的流动性影响显著。

    (3)根据实验数据所得曲线可找到胶黏剂的最佳配方。其组成为:ＰＳ3份、酚醛树脂3份、松香3份、ＥＶＡ3份、石蜡1份、增塑剂(邻苯二甲酸二辛酯)1份、引发剂(过氧化异丙苯)1份、抗氧剂(2,6-二叔丁基对甲酚)1份(质量份)得到热熔胶的流动性为2.3ｃｍ/ｍｉｎ,最大剪切强度为8.5ＭＰａ。