（十六）硫酸钙晶须填充改性废旧聚乙烯再生料

应用无机填料改性PE是一种常用的方法。硫酸钙晶须是半水硫酸钙或无水硫酸钙的纤维状单晶体，有颗粒状填料的粒度、短纤维状填料的长径比，如图2-9所示。其具有尺寸稳定、强度高、韧性好、耐高温、抗化学腐蚀、阻燃性强、无毒等优点。它集无机填料和增强纤维优势于一身，应用于制品中呈现出优异的综合性能，是一种性价比高的增韧材料。但硫酸钙晶须是无机极性物质，它与作为有机组分的废旧聚乙烯（PE）共混，相容性差，两者间缺乏化学键力，因而限制了其应用，因此一般采用偶联剂对其进行表面改性处理，以增进其与有机物之间的黏合性能。

图2-9　硫酸钙晶须SEM照片

1.配方

2.工艺流程

硫酸钙晶须填充改性废旧聚乙烯再生料工艺流程见图2-10。

图2-10　硫酸钙晶须填充改性废旧聚乙烯再生料工艺流程

3.加工工艺

①废旧PE的预处理（清洗）：废旧PE都不同程度地粘有污垢，必须加以清洗，不然会影响产品的质量。首先将待清洗的废旧PE放在稀碱水中浸泡2h，再搅拌3～5min；然后将其放入第一遍清水中搅拌5～10min，再放入第二遍清水中搅拌5～10min；最后将其晾干。

②破碎：为使各种废旧PE塑料混合均匀，熔融充分，将清洗后的废旧塑料破碎成粒径小于0.5cm的粒料。

③硫酸钙晶须的改性：将硫酸钙晶须放入干燥箱，在100℃下烘干6h，然后把烘干后的硫酸钙晶须与质量分数为0.5%的硅烷偶联剂KH-590放入高速混合机内，在2500r/min的高速转动体系中，活化5～10min，使硅烷偶联剂均匀包覆在硫酸钙晶须表面。

④螺杆各区的温度为：一区180℃，二区210℃，三区240℃，四区240℃，五区230℃。螺杆转速为230r/min；加料转速为420r/min。

4.参考性能

当硫酸钙晶须用量15%（质量分数）左右时，经硅烷偶联剂改性与未改性废旧PE/硫酸钙晶须复合材料的拉伸强度和冲击强度均有明显提高。经硅烷偶联KH-590改性的硫酸钙晶须对废旧PE的增强作用明显优于未改性的硫酸钙晶须，如图2-11、图2-12所示。

图2-11　硫酸钙晶须用量对废旧PE复合材料拉伸强度的影响

—改性硫酸钙晶须用量；—未改性硫酸钙晶须用量

图2-12　硫酸钙晶须用量对废旧PE复合材料冲击强度的影响

—改性硫酸钙晶须用量；—未改性硫酸钙晶须用量