【廢舊亞克力板材加工利用技術(shù)探究11000字（論文）】

廢舊亞克力板材加工利用技術(shù)研究摘要本文研究方向是廢舊亞克力與聚碳酸酯在特定的注塑條件下的進(jìn)行復(fù)合材料的制備及性能分析。實(shí)驗(yàn)原材料為廢舊亞克力與無色透明的聚碳酸酯，實(shí)驗(yàn)設(shè)備為微型注塑機(jī)。目前，世界上的科研機(jī)構(gòu)大多都在研究廢舊亞克力的裂解回收，對(duì)廢舊亞克力與聚碳酸酯的復(fù)合材料的研究卻是鮮有報(bào)道。因此，本文研究廢舊亞克力的回收應(yīng)用具備重要的意義。亞克力是一種一種無色透明的晶體，具有各種優(yōu)秀的性能，素有玻璃皇后的美譽(yù)，且造價(jià)低廉，目前已是取代一般玻璃的不二抉擇，所以在各行業(yè)中有著非常廣泛的應(yīng)用，在當(dāng)今社會(huì)有著重要的地位。亞克力在各種手術(shù)醫(yī)療器具、工藝品、化妝品。建筑采光、門窗、火車、汽車、航空航天、儀器表面板及護(hù)蓋等生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用前景十分良好。目前，由于世界的經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，因此，關(guān)于亞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過程中難以避免不產(chǎn)生大批量的邊角料和廢料，以及在使用后產(chǎn)生的廢棄的亞克力約占世界亞克力產(chǎn)量的40%。因此，將產(chǎn)生的廢舊的亞克力有效的回收再應(yīng)用，不但可以增加經(jīng)濟(jì)效益，而且也對(duì)環(huán)境有著一定的保護(hù)作用，并且將廢舊亞克力與PC熔融復(fù)合制成新的產(chǎn)品也符合當(dāng)前國(guó)家資源再生、循環(huán)利用的理念。本文研究得出隨著亞克力的增加，亞克力/PC復(fù)合材料的性能就會(huì)隨之下降，不足之處就是加入聚碳酸酯的量仍然大，并且亞克力與PC熔融復(fù)合的不太好。因此，在以后研究的方向?yàn)榈途厶妓狨サ募尤肓恳约皬U舊亞克力的注塑條件方面進(jìn)行研究。關(guān)鍵詞：廢舊亞克力；聚碳酸酯；復(fù)合材料；回收利用目錄第一章緒論 [9]，把物料混合均勻后加入注射機(jī)，在適當(dāng)溫度下物料呈熔融流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，那么料筒內(nèi)的柱塞或螺桿在馬達(dá)外力的作用下會(huì)將熔融塑料壓縮并向前移動(dòng)，在這過程中塑料會(huì)逐漸塑化，熔融和均化，并通過螺桿旋轉(zhuǎn)的作用下，把已熔融的物料推到螺桿頭部，進(jìn)而在氣泵的作用下以高速、高壓的形式將熔融物料通過噴嘴注射到溫度較低的閉合模具中，在一段時(shí)間冷卻定型后將模具開啟并頂出產(chǎn)品。2.2、試驗(yàn)試劑與儀器2.2.1實(shí)驗(yàn)試劑表1實(shí)驗(yàn)試劑原料純度生產(chǎn)廠家廢舊亞克力有色板不詳衢州瑞寶亞克力有限公司廢舊亞克力透明板不詳衢州瑞寶亞克力有限公司PCAR東莞市勝浩塑膠原料有限公司2.2.2實(shí)驗(yàn)儀器表2試驗(yàn)儀器原料型號(hào)/規(guī)格生產(chǎn)廠家高速粉碎機(jī)FD-15-D-100A型上海市閔行區(qū)艦艇工貿(mào)有限公司微型注塑機(jī)TY-700江蘇天源實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)E43.104美特斯工業(yè)系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司透光率/霧度測(cè)定儀SGW-810上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司數(shù)顯洛氏硬度計(jì)HRS-150萊州萊華試驗(yàn)儀器廠差熱分析儀DSC-800北京北廣精儀儀器設(shè)備有限公司不銹鋼網(wǎng)篩50目臺(tái)州岳陽貿(mào)易有限公司2.3、實(shí)驗(yàn)步驟2.3.1、原料的配置首先將廢舊亞克力通過高速粉碎機(jī)粉碎至粉末狀，再通過電子分析天平分別稱取5g、10g的廢舊亞克力有色板和透明板各一組，以及聚碳酸酯95g、90g各一組，并將它們混合均勻，制成亞克力占比分別為5%、10%的實(shí)驗(yàn)原料各一組，再經(jīng)過烘箱干燥，等待復(fù)合材料的制備。然后用50目的篩子過濾一下打磨好的亞克力透明板粉末，再通過分析天平分別稱取過濾過的亞克力粉末1g、3g各一組，然后再分別稱取PC99g、97g各一組，再分別將它們混合均勻，制成亞克力占比分別為1%、3%的實(shí)驗(yàn)原料各一組，再經(jīng)過烘箱干燥，等待制備透光板。最后再將配置好的實(shí)驗(yàn)原料加入微型注塑機(jī)的料斗內(nèi)，等待樣條的制備。2.3.2、樣條的制備首先打開總電源，再打開注塑機(jī)的電源開關(guān)，設(shè)定本次實(shí)驗(yàn)所需的各筒區(qū)溫度、升溫速度，等溫度到達(dá)設(shè)定的溫度后，先選擇手動(dòng)操作，設(shè)定所需用料。開始加料，并裝入模具，合上安全門。在手動(dòng)模式下，先按鎖鍵，然后按前移鍵，等前移結(jié)束后再按前移鍵停止前移。按合模鍵開始合模，等結(jié)束后再按一下停止。按加料鍵開始加料，等加料結(jié)束后再按一下停止加料。按注射鍵，注射結(jié)束后再按注射鍵停止注射。按開模鍵開始開模，在結(jié)束后再按一下停止開模。按頂出鍵頂出模具，等模具頂出后再按一下結(jié)束頂出。然后開安全門，取出模具及產(chǎn)品。反復(fù)以上操作至產(chǎn)品正常后，可進(jìn)入自動(dòng)模式。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可加入純PP來清除機(jī)器內(nèi)的實(shí)驗(yàn)用料，待實(shí)驗(yàn)用料完全擠出后，就可以關(guān)閉機(jī)器電源，總電源。2.4、實(shí)驗(yàn)分析儀器的操作步驟2.4.1、數(shù)顯洛氏硬度計(jì)的使用步驟首先接通電源，校準(zhǔn)并選擇正確的載荷。開始測(cè)試，將試樣放在試樣臺(tái)上開始轉(zhuǎn)動(dòng)升降手輪，使得試樣慢慢地接進(jìn)壓頭，這時(shí)在兩者還未完全接觸相差一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)，觀察顯示窗口的硬度值是否為0，若顯示不為0則按歸零鍵清零。而后持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使硬度值顯示窗口顯示的數(shù)值由0逐步增加，當(dāng)數(shù)值稍微大于或等于580時(shí)中止轉(zhuǎn)動(dòng)，初試驗(yàn)力即施加完結(jié)，隨之硬度計(jì)會(huì)自己主動(dòng)實(shí)現(xiàn)一系列任務(wù)。在讀取硬度值后，就轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，降下試樣臺(tái)使主機(jī)顯示窗數(shù)值從新還原成0，至此一個(gè)硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)循環(huán)結(jié)束，重復(fù)3組，取平均值。2.4.2、微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)的使用步驟首先測(cè)量所測(cè)試樣的尺寸和其他數(shù)據(jù)，打開電腦上的TWE軟件，再打開試驗(yàn)機(jī)電源，將兩個(gè)力臂裝好，并通過手柄是試驗(yàn)機(jī)升降運(yùn)行一下，確定各系統(tǒng)運(yùn)行正常，然后將試樣裝好，再到電腦軟件上選擇相應(yīng)的模式，隨后通過操作手柄來使試樣拉直，鎖上手柄，到電腦上使位移、零通道清零。最后開始測(cè)試并輸入試樣的尺寸和其他數(shù)據(jù)，等到測(cè)試完成后，將數(shù)據(jù)導(dǎo)出并另存到相應(yīng)的文件中，至此一次實(shí)驗(yàn)結(jié)束。2.4.3、透光率/霧度測(cè)定儀的使用步驟首先打開測(cè)定儀的電源，并在儀器校準(zhǔn)后，裝上樣品，按測(cè)試按鈕，會(huì)有滴的一聲聲響來提示儀器開始工作，隨后就會(huì)在儀器顯示屏上顯示出透光率數(shù)值及霧度數(shù)值，記錄數(shù)據(jù)，隨后將試樣略微移動(dòng)再次按測(cè)試按鈕，待數(shù)據(jù)出來后記錄，這樣測(cè)試幾次后，再換下一個(gè)試樣按此操作測(cè)試。2.4.4、差熱分析儀的使用步驟首先打開儀器的電源開關(guān)以及冷凝水，再打開計(jì)算機(jī)使之通電預(yù)熱半小時(shí)，稱取樣品10-13mg放入坩堝中，再將它放入樣品池中相應(yīng)的位置，然后打開桌面上的測(cè)試軟件，點(diǎn)擊溫度程序并輸入初始溫度、終止溫度和升溫速率后點(diǎn)擊確定，隨后等待實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，待數(shù)據(jù)出來后將它導(dǎo)出并存到相應(yīng)的文件中。最后等溫度下降到40℃以下后關(guān)閉儀器的電源以及冷凝水。

第三章結(jié)果與討論3.1、數(shù)據(jù)分析3.1.1、亞克力粉末對(duì)亞克力/PC復(fù)合材料的硬度的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析如下表3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表亞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圖1硬度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)折線圖如上圖可知，隨著亞克力粉末含量變的越多，亞克力/PC復(fù)合材料的硬度就變得越低,造成這種現(xiàn)象的原因是聚碳酸酯的硬度比亞克力的硬度大，隨著亞克力粉末加入的越多勢(shì)必就會(huì)使得復(fù)合材料的硬度變小，同時(shí)亞克力與PC相容性不夠優(yōu)異。而加入有色亞克力粉末的硬度下降趨勢(shì)比透明亞克力的趨勢(shì)小，究其原因是有色板中含有色素等雜志，純度較透明板低，存在雜質(zhì)誘導(dǎo)部分PC結(jié)晶，這樣注塑出來的板材的硬度比相同含量的透明亞克力的硬度高。3..1.2、亞克力粉末對(duì)亞克力/PC復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析如下表4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表亞克力粉末含量拉伸強(qiáng)度（MPa）068.48透明5%70.17透明10%41.05有色5%68.77有色10%73.68圖2拉伸強(qiáng)度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)折線圖從上圖透明折線的趨勢(shì)可知，隨著亞克力粉末含量變的越多，亞克力/PC復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度就變得越低，造成這種現(xiàn)象的原因是PC與亞克力相容性不好，隨著亞克力含量的增加，拉伸強(qiáng)度呈顯著下降趨勢(shì)。而亞克力有色板與PC復(fù)合后，有色板中雜質(zhì)誘導(dǎo)了部分PC的結(jié)晶，得到的復(fù)合板變得不透明，雖然兩者相容性仍然不佳，但PC結(jié)晶在一定程度上抵消了因相容性不好造成的力學(xué)強(qiáng)度下降，綜合結(jié)果拉伸強(qiáng)度略有提升。3.1.3、亞克力粉末對(duì)亞克力/PC復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析如下表5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表亞克力粉末含量斷裂伸長(zhǎng)率（%）027.6透明5%17.64透明10%9.2有色5%15.2有色10%17.04圖2斷裂伸長(zhǎng)率統(tǒng)計(jì)折線圖從上圖可以看出隨著亞克力的增多亞克力/PC復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率就會(huì)相應(yīng)的下降，而造成此種現(xiàn)象的原因是PC與亞克力相容性不好，隨著亞克力含量的增加，斷裂伸長(zhǎng)率呈顯著下降趨勢(shì)。而含亞克力有色板10%的復(fù)合材料比5%的斷裂伸長(zhǎng)率高的原因則是前者的雜質(zhì)比后者的多，并且亞克力有色板與PC復(fù)合后，有色板中雜質(zhì)會(huì)誘導(dǎo)了部分PC的結(jié)晶，得到的復(fù)合板變得不透明，雖然兩者相容性仍然不佳，但PC結(jié)晶在一定程度上抵消了因相容性不好造成的力學(xué)強(qiáng)度下降，所以造成了10%的復(fù)合材料比5%的斷裂伸長(zhǎng)率高。3.1.4、亞克力粉末對(duì)亞克力/PC復(fù)合材料的霧度的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析如下表6實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表亞克力粉末含量霧度（%）013.97透明1%89.26透明3%90.18圖4霧度統(tǒng)計(jì)折線圖從上圖可以看出，隨著亞克力的含量增加，亞克力/PC復(fù)合材料的霧度會(huì)相應(yīng)的上升。造成此現(xiàn)象的原因是因?yàn)閬喛肆κ且环N流動(dòng)性差的材料這就導(dǎo)致它與PC不能完全均勻的熔融在一起使得制作出來的產(chǎn)品內(nèi)部都有未熔融的亞克力粉末在板材內(nèi)部，雖然粒徑已經(jīng)較小，但在可見光下回產(chǎn)生的明顯的散射，從而使得板材的霧度隨著亞克力的增加而增加。3.1.5、亞克力粉末對(duì)亞克力/PC復(fù)合材料的透光率的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析如下表7實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表亞克力粉末含量透光率（%）087.43透明1%57.63透明3%40.57圖5透光率統(tǒng)計(jì)折線圖從上圖可以看出，隨著亞克力的含量增加，亞克力/PC復(fù)合材料的透光率會(huì)相應(yīng)的減少。造成此現(xiàn)象的原因是因?yàn)閬喛肆κ且环N流動(dòng)性差的材料這就導(dǎo)致它與PC不能完全均勻的熔融在一起使得制作出來的產(chǎn)品內(nèi)部都有未熔融的亞克力粉末在板材內(nèi)部，雖然粒徑已經(jīng)較小，但在可見光下回產(chǎn)生的明顯的折光現(xiàn)象，所以，板材的透光率隨著亞克力的增加而降低。3.1.6、亞克力粉末對(duì)亞克力/PC復(fù)合材料的熱分解溫度的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析如下表8實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表亞克力粉末含量tg（℃）0347透明5%280.44透明10%254.23有色5%291.4有色10%232.48圖6熱分解溫度統(tǒng)計(jì)折線圖由上圖可知，隨著亞克力的含量增加，亞克力/PC復(fù)合材料的熱分解溫度就會(huì)相應(yīng)的降低，究其原因是首先聚碳酸酯的熱分解溫度高于亞克力，所以復(fù)合材料的tg勢(shì)必會(huì)降低，其次是因?yàn)閬喛肆Ψ勰┪磁c聚碳酸酯完全熔融在一起，所以，就導(dǎo)致了它的熱分解溫度的降低。3.2、結(jié)論從以上幾組數(shù)據(jù)分析可以得出兩個(gè)結(jié)論：其一是廢舊亞克力與PC復(fù)合制造的板材的力學(xué)性能明顯低于聚碳酸酯，并且它的性能隨著亞克力加入的量而產(chǎn)生變化。如隨著亞克力的含量增多，它的硬度就會(huì)下降，拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率也會(huì)下降，熱分解溫度也會(huì)下降，而在這幾組數(shù)據(jù)中亞克力有色板與亞克力透明板所呈現(xiàn)的趨勢(shì)也不太相同究其原因則是亞克力有色板中的雜質(zhì)比透明板多，雜質(zhì)會(huì)誘導(dǎo)部分聚碳酸酯結(jié)晶，雖然然兩者相容性仍然不佳，但PC結(jié)晶在一定程度上抵消了因相容性不好造成的力學(xué)強(qiáng)度下降，所以兩者的下降趨勢(shì)不同。其二則是廢舊亞克力透明板與聚碳酸酯復(fù)合制造的光透散板會(huì)隨著亞克力的增多而使它的透光率降低，但它的霧度會(huì)隨著亞克力的增多而上升，究其原因亞克力是一種流動(dòng)性差的材料這就導(dǎo)致它與PC不能完全均勻的熔融在一起使得制作出來的產(chǎn)品內(nèi)部都有未熔融的亞克力粉末在板材內(nèi)部，雖然粒徑已經(jīng)較小，但在可見光下回產(chǎn)生的明顯的折光和散射現(xiàn)象。

第四章總結(jié)與展望隨全球的亞克力需求量的不斷增加，其生產(chǎn)過程中及使用過后所產(chǎn)生的廢舊的亞克力的量也在不斷的增加，如果任其不斷地堆積，則會(huì)造成大量的經(jīng)濟(jì)損失以及環(huán)境的污染，因此，亞克力的回收利用則成為當(dāng)前人們所關(guān)注的問題。因此，將產(chǎn)生的廢舊的亞克力進(jìn)行回收再利用，不但對(duì)環(huán)境有著一定的保護(hù)作用也，而且也可以增加經(jīng)濟(jì)效益。目前廢舊亞克力回收主要通過高溫裂解實(shí)現(xiàn)，能耗大、過程繁瑣、裂解產(chǎn)物純度低，棄物多，污染環(huán)境。而本課題提出的通過亞克力與聚碳酸酯復(fù)合材料的制備來回收廢舊亞克力的方法能夠更好的節(jié)能源、降損耗，操作過程簡(jiǎn)單、產(chǎn)生的廢棄物少，不會(huì)污染環(huán)境，并且還安全。實(shí)現(xiàn)廢物資源化利用，解決了固體廢棄物的環(huán)保大難題、達(dá)到了可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。但是這種回收方法與廢舊亞克力高溫裂解回收相比也有一些缺點(diǎn)，但人存在亞克力與聚碳酸酯復(fù)合材料直接通過注塑機(jī)制作出來的產(chǎn)品性能比裂解回收的產(chǎn)品差的問題。未來研究開發(fā)新型亞克力-塑料復(fù)合材料，兼具良好的相容性能和力學(xué)性能等功能材料，將是未來的一個(gè)重要的研究方向，該研究符合綠色環(huán)保、節(jié)能減排，走可持續(xù)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，也必將是未來廢舊亞克力板回收利用的一個(gè)重要方法。

參考文獻(xiàn)夏褚芮.PMMA流態(tài)化熱裂解的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].華北電力大學(xué),2016.王莉洪,王丹丹,孟曉佳.國(guó)內(nèi)外PMMA生產(chǎn)和技術(shù)現(xiàn)狀[J].彈性體,2015,25(03):85-90.周春艷,姜月偉,徐兵.國(guó)內(nèi)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的生產(chǎn)及市場(chǎng)[J].塑料工業(yè),2011,39(09):5-8+15.于福才.國(guó)內(nèi)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的生產(chǎn)及市場(chǎng)[J].內(nèi)蒙古石油化工,2015,41(Z1):63-65.化信.光學(xué)級(jí)PMMA市場(chǎng)現(xiàn)狀[J].工程塑料應(yīng)用,2002,11:46-46.趙永泉.2015年中國(guó)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)市場(chǎng)分析及前景展望[J].中國(guó)石油和化工經(jīng)濟(jì)分析,2016(09):64-66.王鈺瑋.聚碳酸酯生產(chǎn)技術(shù)與國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求問題研究[J].化工設(shè)計(jì)通訊,2019,45(09):141-142.余勝秋,黃楠楠.一種PMMA-PC復(fù)合材料的應(yīng)用:,CN111534074A[P].2020.[2]袁新韋安邦.有機(jī)玻璃(PMMA)注塑成形[J].模具技術(shù),1995,000(002):64-66.陳盧松.利用同軸射流技術(shù)制備PMMA/PC透光復(fù)合材料[J].塑料,2018,47(04):43-46.孫琦偉,陳宇宏,顏悅,郎建林,王韜,葛勇.二次注射成型工藝參數(shù)對(duì)PMMA-PC復(fù)合平板翹曲的影響[J].材料工程,2018,46(04):134-139.ZhouYuqing,GaoYue,WangHuiliang,XiaMinggui,YueQinyan,XueZhiyong,ZhuJunjiang,YuJunxia,YinWeiyan.Versatile3Dreducedgrapheneoxide/poly(amino-phosphonicacid)aerogelderivedfromwasteacrylicfibersasanefficientadsorbentforwaterpurification[J].ScienceoftheTotalEnvironment,2021,776.Engineering-ChemicalEngineering;RecentResearchfromShenzhenUniversityHighlightFindingsinChemicalEngineering(HierarchicallyPorousCarbonDerivedFromWasteAcrylicFibersforSuper-highCapacityLithiumIonBatteryAnodes)[J].JournalofTechnology&Science,2019.Huichaoliu,LudiShi,PeiHan,ShahidUllah,JialiYu,BoYang,CuihuaLi,CaizhenZhu,JianXu.Hierarchicallyporouscarbonderivedfromwasteacrylicfibersforsuper-highcapacitylithiumionbatteryanodes[J].ChemicalEngineeringJournal,2018,346劉圣新,吳相廉,唐國(guó)慶.亞克力回收料的裂解裝置:.宋國(guó)明.一種利用亞克力廢料生產(chǎn)亞克力板的方法:,CN109021480A[P].2018.王讓洲.一種亞克力板廢料的回收熔融裝置:,CN208197277U[P].2018.傅振瑞.PMMA/woodplasticcompositerostonematerialandthepreparingmethodthereo