【废旧亚克力板材加工利用技术探究11000字（论文）】

废旧亚克力板材加工利用技术研究摘要本文研究方向是废旧亚克力与聚碳酸酯在特定的注塑条件下的进行复合材料的制备及性能分析。实验原材料为废旧亚克力与无色透明的聚碳酸酯，实验设备为微型注塑机。目前，世界上的科研机构大多都在研究废旧亚克力的裂解回收，对废旧亚克力与聚碳酸酯的复合材料的研究却是鲜有报道。因此，本文研究废旧亚克力的回收应用具备重要的意义。亚克力是一种一种无色透明的晶体，具有各种优秀的性能，素有玻璃皇后的美誉，且造价低廉，目前已是取代一般玻璃的不二抉择，所以在各行业中有着非常广泛的应用，在当今社会有着重要的地位。亚克力在各种手术医疗器具、工艺品、化妆品。建筑采光、门窗、火车、汽车、航空航天、仪器表面板及护盖等生产领域应用前景十分良好。目前，由于世界的经济和科学技术的不断发展，因此，关于亚克力的需求量也在不停的增大。而在聚甲基丙烯酸甲酯制造过程中难以避免不产生大批量的边角料和废料，以及在使用后产生的废弃的亚克力约占世界亚克力产量的40%。因此，将产生的废旧的亚克力有效的回收再应用，不但可以增加经济效益，而且也对环境有着一定的保护作用，并且将废旧亚克力与PC熔融复合制成新的产品也符合当前国家资源再生、循环利用的理念。本文研究得出随着亚克力的增加，亚克力/PC复合材料的性能就会随之下降，不足之处就是加入聚碳酸酯的量仍然大，并且亚克力与PC熔融复合的不太好。因此，在以后研究的方向为低聚碳酸酯的加入量以及废旧亚克力的注塑条件方面进行研究。关键词：废旧亚克力；聚碳酸酯；复合材料；回收利用目录第一章绪论 [9]，把物料混合均匀后加入注射机，在适当温度下物料呈熔融流动状态时，那么料筒内的柱塞或螺杆在马达外力的作用下会将熔融塑料压缩并向前移动，在这过程中塑料会逐渐塑化，熔融和均化，并通过螺杆旋转的作用下，把已熔融的物料推到螺杆头部，进而在气泵的作用下以高速、高压的形式将熔融物料通过喷嘴注射到温度较低的闭合模具中，在一段时间冷却定型后将模具开启并顶出产品。2.2、试验试剂与仪器2.2.1实验试剂表1实验试剂原料纯度生产厂家废旧亚克力有色板不详衢州瑞宝亚克力有限公司废旧亚克力透明板不详衢州瑞宝亚克力有限公司PCAR东莞市胜浩塑胶原料有限公司2.2.2实验仪器表2试验仪器原料型号/规格生产厂家高速粉碎机FD-15-D-100A型上海市闵行区舰艇工贸有限公司微型注塑机TY-700江苏天源实验设备有限公司微机控制电子万能试验机E43.104美特斯工业系统（中国）有限公司透光率/雾度测定仪SGW-810上海仪电物理光学仪器有限公司数显洛氏硬度计HRS-150莱州莱华试验仪器厂差热分析仪DSC-800北京北广精仪仪器设备有限公司不锈钢网筛50目台州岳阳贸易有限公司2.3、实验步骤2.3.1、原料的配置首先将废旧亚克力通过高速粉碎机粉碎至粉末状，再通过电子分析天平分别称取5g、10g的废旧亚克力有色板和透明板各一组，以及聚碳酸酯95g、90g各一组，并将它们混合均匀，制成亚克力占比分别为5%、10%的实验原料各一组，再经过烘箱干燥，等待复合材料的制备。然后用50目的筛子过滤一下打磨好的亚克力透明板粉末，再通过分析天平分别称取过滤过的亚克力粉末1g、3g各一组，然后再分别称取PC99g、97g各一组，再分别将它们混合均匀，制成亚克力占比分别为1%、3%的实验原料各一组，再经过烘箱干燥，等待制备透光板。最后再将配置好的实验原料加入微型注塑机的料斗内，等待样条的制备。2.3.2、样条的制备首先打开总电源，再打开注塑机的电源开关，设定本次实验所需的各筒区温度、升温速度，等温度到达设定的温度后，先选择手动操作，设定所需用料。开始加料，并装入模具，合上安全门。在手动模式下，先按锁键，然后按前移键，等前移结束后再按前移键停止前移。按合模键开始合模，等结束后再按一下停止。按加料键开始加料，等加料结束后再按一下停止加料。按注射键，注射结束后再按注射键停止注射。按开模键开始开模，在结束后再按一下停止开模。按顶出键顶出模具，等模具顶出后再按一下结束顶出。然后开安全门，取出模具及产品。反复以上操作至产品正常后，可进入自动模式。在实验结束后，可加入纯PP来清除机器内的实验用料，待实验用料完全挤出后，就可以关闭机器电源，总电源。2.4、实验分析仪器的操作步骤2.4.1、数显洛氏硬度计的使用步骤首先接通电源，校准并选择正确的载荷。开始测试，将试样放在试样台上开始转动升降手轮，使得试样慢慢地接进压头，这时在两者还未完全接触相差一点点时，观察显示窗口的硬度值是否为0，若显示不为0则按归零键清零。而后持续转动手轮使硬度值显示窗口显示的数值由0逐步增加，当数值稍微大于或等于580时中止转动，初试验力即施加完结，随之硬度计会自己主动实现一系列任务。在读取硬度值后，就转动手轮，降下试样台使主机显示窗数值从新还原成0，至此一个硬度测试实验循环结束，重复3组，取平均值。2.4.2、微机控制电子万能试验机的使用步骤首先测量所测试样的尺寸和其他数据，打开电脑上的TWE软件，再打开试验机电源，将两个力臂装好，并通过手柄是试验机升降运行一下，确定各系统运行正常，然后将试样装好，再到电脑软件上选择相应的模式，随后通过操作手柄来使试样拉直，锁上手柄，到电脑上使位移、零通道清零。最后开始测试并输入试样的尺寸和其他数据，等到测试完成后，将数据导出并另存到相应的文件中，至此一次实验结束。2.4.3、透光率/雾度测定仪的使用步骤首先打开测定仪的电源，并在仪器校准后，装上样品，按测试按钮，会有滴的一声声响来提示仪器开始工作，随后就会在仪器显示屏上显示出透光率数值及雾度数值，记录数据，随后将试样略微移动再次按测试按钮，待数据出来后记录，这样测试几次后，再换下一个试样按此操作测试。2.4.4、差热分析仪的使用步骤首先打开仪器的电源开关以及冷凝水，再打开计算机使之通电预热半小时，称取样品10-13mg放入坩埚中，再将它放入样品池中相应的位置，然后打开桌面上的测试软件，点击温度程序并输入初始温度、终止温度和升温速率后点击确定，随后等待实验测试结果，待数据出来后将它导出并存到相应的文件中。最后等温度下降到40℃以下后关闭仪器的电源以及冷凝水。

第三章结果与讨论3.1、数据分析3.1.1、亚克力粉末对亚克力/PC复合材料的硬度的影响实验数据记录及分析如下表3实验数据记录表亚克力粉末含量洛氏硬度（HRR）0121.3透明5%120.68透明10%114.52有色5%120.02有色10%119.44图1硬度数据统计折线图如上图可知，随着亚克力粉末含量变的越多，亚克力/PC复合材料的硬度就变得越低,造成这种现象的原因是聚碳酸酯的硬度比亚克力的硬度大，随着亚克力粉末加入的越多势必就会使得复合材料的硬度变小，同时亚克力与PC相容性不够优异。而加入有色亚克力粉末的硬度下降趋势比透明亚克力的趋势小，究其原因是有色板中含有色素等杂志，纯度较透明板低，存在杂质诱导部分PC结晶，这样注塑出来的板材的硬度比相同含量的透明亚克力的硬度高。3..1.2、亚克力粉末对亚克力/PC复合材料的拉伸强度的影响实验数据记录及分析如下表4实验数据记录表亚克力粉末含量拉伸强度（MPa）068.48透明5%70.17透明10%41.05有色5%68.77有色10%73.68图2拉伸强度数据统计折线图从上图透明折线的趋势可知，随着亚克力粉末含量变的越多，亚克力/PC复合材料的拉伸强度就变得越低，造成这种现象的原因是PC与亚克力相容性不好，随着亚克力含量的增加，拉伸强度呈显著下降趋势。而亚克力有色板与PC复合后，有色板中杂质诱导了部分PC的结晶，得到的复合板变得不透明，虽然两者相容性仍然不佳，但PC结晶在一定程度上抵消了因相容性不好造成的力学强度下降，综合结果拉伸强度略有提升。3.1.3、亚克力粉末对亚克力/PC复合材料的断裂伸长率的影响实验数据记录及分析如下表5实验数据记录表亚克力粉末含量断裂伸长率（%）027.6透明5%17.64透明10%9.2有色5%15.2有色10%17.04图2断裂伸长率统计折线图从上图可以看出随着亚克力的增多亚克力/PC复合材料的断裂伸长率就会相应的下降，而造成此种现象的原因是PC与亚克力相容性不好，随着亚克力含量的增加，断裂伸长率呈显著下降趋势。而含亚克力有色板10%的复合材料比5%的断裂伸长率高的原因则是前者的杂质比后者的多，并且亚克力有色板与PC复合后，有色板中杂质会诱导了部分PC的结晶，得到的复合板变得不透明，虽然两者相容性仍然不佳，但PC结晶在一定程度上抵消了因相容性不好造成的力学强度下降，所以造成了10%的复合材料比5%的断裂伸长率高。3.1.4、亚克力粉末对亚克力/PC复合材料的雾度的影响实验数据记录及分析如下表6实验数据记录表亚克力粉末含量雾度（%）013.97透明1%89.26透明3%90.18图4雾度统计折线图从上图可以看出，随着亚克力的含量增加，亚克力/PC复合材料的雾度会相应的上升。造成此现象的原因是因为亚克力是一种流动性差的材料这就导致它与PC不能完全均匀的熔融在一起使得制作出来的产品内部都有未熔融的亚克力粉末在板材内部，虽然粒径已经较小，但在可见光下回产生的明显的散射，从而使得板材的雾度随着亚克力的增加而增加。3.1.5、亚克力粉末对亚克力/PC复合材料的透光率的影响实验数据记录及分析如下表7实验数据记录表亚克力粉末含量透光率（%）087.43透明1%57.63透明3%40.57图5透光率统计折线图从上图可以看出，随着亚克力的含量增加，亚克力/PC复合材料的透光率会相应的减少。造成此现象的原因是因为亚克力是一种流动性差的材料这就导致它与PC不能完全均匀的熔融在一起使得制作出来的产品内部都有未熔融的亚克力粉末在板材内部，虽然粒径已经较小，但在可见光下回产生的明显的折光现象，所以，板材的透光率随着亚克力的增加而降低。3.1.6、亚克力粉末对亚克力/PC复合材料的热分解温度的影响实验数据记录及分析如下表8实验数据记录表亚克力粉末含量tg（℃）0347透明5%280.44透明10%254.23有色5%291.4有色10%232.48图6热分解温度统计折线图由上图可知，随着亚克力的含量增加，亚克力/PC复合材料的热分解温度就会相应的降低，究其原因是首先聚碳酸酯的热分解温度高于亚克力，所以复合材料的tg势必会降低，其次是因为亚克力粉末未与聚碳酸酯完全熔融在一起，所以，就导致了它的热分解温度的降低。3.2、结论从以上几组数据分析可以得出两个结论：其一是废旧亚克力与PC复合制造的板材的力学性能明显低于聚碳酸酯，并且它的性能随着亚克力加入的量而产生变化。如随着亚克力的含量增多，它的硬度就会下降，拉伸强度与断裂伸长率也会下降，热分解温度也会下降，而在这几组数据中亚克力有色板与亚克力透明板所呈现的趋势也不太相同究其原因则是亚克力有色板中的杂质比透明板多，杂质会诱导部分聚碳酸酯结晶，虽然然两者相容性仍然不佳，但PC结晶在一定程度上抵消了因相容性不好造成的力学强度下降，所以两者的下降趋势不同。其二则是废旧亚克力透明板与聚碳酸酯复合制造的光透散板会随着亚克力的增多而使它的透光率降低，但它的雾度会随着亚克力的增多而上升，究其原因亚克力是一种流动性差的材料这就导致它与PC不能完全均匀的熔融在一起使得制作出来的产品内部都有未熔融的亚克力粉末在板材内部，虽然粒径已经较小，但在可见光下回产生的明显的折光和散射现象。

第四章总结与展望随全球的亚克力需求量的不断增加，其生产过程中及使用过后所产生的废旧的亚克力的量也在不断的增加，如果任其不断地堆积，则会造成大量的经济损失以及环境的污染，因此，亚克力的回收利用则成为当前人们所关注的问题。因此，将产生的废旧的亚克力进行回收再利用，不但对环境有着一定的保护作用也，而且也可以增加经济效益。目前废旧亚克力回收主要通过高温裂解实现，能耗大、过程繁琐、裂解产物纯度低，弃物多，污染环境。而本课题提出的通过亚克力与聚碳酸酯复合材料的制备来回收废旧亚克力的方法能够更好的节能源、降损耗，操作过程简单、产生的废弃物少，不会污染环境，并且还安全。实现废物资源化利用，解决了固体废弃物的环保大难题、达到了可持续发展和循环经济的目的。但是这种回收方法与废旧亚克力高温裂解回收相比也有一些缺点，但人存在亚克力与聚碳酸酯复合材料直接通过注塑机制作出来的产品性能比裂解回收的产品差的问题。未来研究开发新型亚克力-塑料复合材料，兼具良好的相容性能和力学性能等功能材料，将是未来的一个重要的研究方向，该研究符合绿色环保、节能减排，走可持续发展循环经济的理念，也必将是未来废旧亚克力板回收利用的一个重要方法。

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