CN112175212A - 一种提高废旧pp塑料再生料弯曲强度的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，涉及废旧PP塑料再加工技术领域，具体工艺如下：1）制备乳状液备用；2）制得中空微球；3）碳纤维进行预处理；4）碳纤维进行改性处理；5）将回收的废旧PP塑料洗净烘干后破碎成片料，然后与助剂以及改性碳纤维加入到高速混合机中，混匀后加入到挤出机中，加热至熔融状态塑化，挤出造粒，即可得到所需的再生料。本发明中，通过将规则的圆球形结构的中空微球负载于碳纤维上，得到改性碳纤维，将其引入到塑料基体中，圆球形结构的中空微球可以均匀分散应力，碳纤维可以增加塑料体系的连续性，使应力易分散，从而可以使塑料基体的弯曲强度得到提升，从而可以有效的提高再生料的档次。

Description

一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺
技术领域
本发明属于废旧PP塑料再加工技术领域，具体涉及一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺。
背景技术
聚丙烯以丙烯为单体，通过多种工艺方法生产的一类通用型树脂。根据分子链中甲基基团在分子链中的排列情况，通常PP分为等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯。PP分子链较为规整，使得PP能够具有一定的结晶度，并且呈现无毒、无味、化学稳定性好等特点。由于其具有较好的机械性能、加工性能以及密度小等特性，可以采用挤出、注塑和吹塑等方式进行成型加工，因此得到广泛的应用。
聚丙烯在使用过程中，受到外界环境中的光、热和氧之间的综合作用，必定要经历老化降解的过程。聚丙烯老化降解实质上是大分子逐渐转变为小分子的过程，以及分子链中的一些基团发生氧化反应。宏观上表现为材料的发黄、变脆、发硬和发粘等现象，最为主要的是对聚丙烯材料的力学性能有致命的影响，使得废旧PP塑料自身的弯曲性能较差，从而导致废旧PP塑料回收后直接再利用，再生料制品的弯曲强度较低，只能得到低档次的产品。因此，废旧PP塑料回收需对其进行改性再利用，通过物理、化学或者两者结合的方法，针对废旧PP塑料存在的弯曲性能缺陷，使得废旧PP塑料的弯曲性能得到质的提升，以达到再利用的目的。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，具体工艺如下：
1）将适量的丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、偶氮二异丁腈和甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵依次溶于由无水乙醇和去离子水按质量比为7-8:2-3组成的乙醇/水混合溶液中，搅拌使其完全溶解，控制反应体系中，丙烯酰胺的质量分数为10-13%，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为7-9%、偶氮二异丁腈的质量分数为0.04-0.06%、甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵的质量分数为0.5-0.7%，然后将溶液在50-70r/min以及75-80℃条件下反应6-7h，待反应结束后，将生成的乳状液冷却至室温，备用；
2）将上述备用的乳状液分散于无水乙醇中，以300-400r/min快速搅拌1-2h，得到混合液，并且控制混合液中水的浓度为0.5-1mol/L，按照体积比为1:20-25，将四异丙氧基钛分散于无水乙醇中，得到分散液，并且将混合液中无水乙醇的用量与分散液中无水乙醇用量的体积比控制在6-6.5:1，然后在10-15min内将分散液缓慢加入到混合液中，以200-260r/min搅拌20-30min，再以60-80r/min缓慢搅拌5-6h，静置12-15h后，将得到的溶液滴在载玻片上，置于70-80℃烘箱中1-2h，然后置于煅烧炉中，在空气气氛下，以4-6℃/min的升温速率从室温加热至600-650℃，恒温下处理3-4h，然后以10-13℃/min的降温速率冷却至室温，得到中空微球；本发明中，以丙烯酰胺为单体、聚乙烯吡咯烷酮为分散剂、偶氮二异丁腈为引发剂、甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵为阳离子单体，在乙醇/水的混合介质中，通过分散聚合法制备了带正电荷的聚丙烯酰胺模板微球，然后在较慢的搅拌下加入了四异丙氧基钛,带正电荷的聚丙烯酰胺微球能够通过静电作用快速吸附带负电荷的二氧化钛溶胶，从而在聚丙烯酰胺微球的表面包覆一层二氧化钛，经过高温煅烧，将内核聚丙烯酰胺微球除去，从而可以获得二氧化钛中空微球，由于该中空微球是以聚丙烯酰胺微球作为模板，而聚丙烯酰胺微球具有良好的球形，从而使得制得的中空微球具有规则的圆球形结构；
3）按照碳纤维与丙酮溶液的质量比为1:60-80，将称取的碳纤维置于容器中，用丙酮作为溶剂，在70-80℃恒温条件下回流处理10-13h，将处理后的碳纤维用高纯水洗净后烘干，取处理后的碳纤维与浓硝酸在92-95℃恒温条件下回流5-7h，控制碳纤维与浓硝酸的质量比为1:50-60，反应结束后，将碳纤维用甲醇和高纯水反复洗涤，经50-60℃真空干燥10-15h，得到预处理碳纤维；本发明中，将碳纤维用丙酮溶液回流脱浆处理后再用浓硝酸溶液进行回流处理，可以提高碳纤维表面的平整光滑性，使得纤维直径均匀，并且可以在碳纤维表面形成一道一道的浅痕，从而有利于后续中空微球在碳纤维表面的负载结合；
4）将适量的中空微球加入到高纯水中，经300-400W超声分散2-3h，得到浓度为0.5-0.7g/L的溶胶液，将预处理碳纤维浸入到溶胶液中，浸泡1-2h后取出，放置于60-65℃恒温鼓风干燥箱中，烘干5-8h后再放入到原来的溶胶液中，继续浸泡1-2h后取出烘干，重复浸泡5-6次，最后将烘干后的碳纤维用高纯水反复冲洗后放入50-55℃真空干燥箱中干燥10-13h，得到改性碳纤维；本发明中，通过将中空微球负载在预处理碳纤维表面，从而在碳纤维表面形成均匀分散的圆球形结构的中空微球，将制得的改性碳纤维引入到塑料基体中，圆球形结构的中空微球可以均匀分散应力，碳纤维可以增加塑料体系的连续性，使应力易分散，从而可以使塑料基体的弯曲强度得到提升，并且通过将圆球形中空微球负载在纤维上，可以避免中空微球发生团聚形成不规则球形聚集体，不利于应力分散，从而可以避免塑料基体弯曲强度提升不明显的现象出现；
5）将回收的废旧PP塑料洗净烘干后破碎成长度为0.1-0.4cm的片料，然后与填料、增韧剂、相容剂、抗氧剂、偶联剂以及改性碳纤维加入到高速混合机中，混匀后加入到挤出机中，挤出机的螺杆转速为100-150r/min，共混挤出温度：一区180-190℃，二区195-205℃，三区210-215℃，四区215-220℃，五区215-225℃，机头215-220℃，加热至熔融状态塑化，挤出造粒，即可得到所需的再生料。
进一步，所述各物质按以下重量份数配比组成：废旧PP塑料片料80-100份，填料5-8份，增韧剂4-6份、相容剂1-2份、抗氧剂0.5-1.0份、偶联剂1-1.5份，改性碳纤维3-5份。
进一步，所述填料选自纳米碳酸钙、云母粉中至少一种；所述增韧剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中至少一种；所述相容剂选自聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐中至少一种；抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂1010中至少一种；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
本发明相比现有技术具有以下优点：
针对废旧PP塑料弯曲性能降低，导致再生料档次较低的技术缺陷，本发明中，通过将规则的圆球形结构的中空微球负载于碳纤维上，得到改性碳纤维，将其引入到塑料基体中，圆球形结构的中空微球可以均匀分散应力，碳纤维可以增加塑料体系的连续性，使应力易分散，从而可以使塑料基体的弯曲强度得到提升，从而可以有效的提高再生料的档次，并且通过将圆球形中空微球负载在纤维上，可以避免中空微球发生团聚形成不规则球形聚集体，不利于应力分散，从而可以避免塑料基体弯曲强度提升不明显的现象出现。
具体实施方式
下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，具体工艺如下：
1）将适量的丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、偶氮二异丁腈和甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵依次溶于由无水乙醇和去离子水按质量比为7:3组成的乙醇/水混合溶液中，搅拌使其完全溶解，控制反应体系中，丙烯酰胺的质量分数为10%，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为7%、偶氮二异丁腈的质量分数为0.04%、甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵的质量分数为0.5%，然后将溶液在50r/min以及75℃条件下反应6h，待反应结束后，将生成的乳状液冷却至室温，备用；
2）将上述备用的乳状液分散于无水乙醇中，以300r/min快速搅拌1h，得到混合液，并且控制混合液中水的浓度为0.5mol/L，按照体积比为1:20，将四异丙氧基钛分散于无水乙醇中，得到分散液，并且将混合液中无水乙醇的用量与分散液中无水乙醇用量的体积比控制在6:1，然后在10min内将分散液缓慢加入到混合液中，以200r/min搅拌20min，再以60r/min缓慢搅拌5h，静置12h后，将得到的溶液滴在载玻片上，置于70℃烘箱中1h，然后置于煅烧炉中，在空气气氛下，以4℃/min的升温速率从室温加热至600℃，恒温下处理3h，然后以10℃/min的降温速率冷却至室温，得到中空微球；
3）按照碳纤维与丙酮溶液的质量比为1:60，将称取的碳纤维置于容器中，用丙酮作为溶剂，在70℃恒温条件下回流处理10h，将处理后的碳纤维用高纯水洗净后烘干，取处理后的碳纤维与浓度为8mol/L的浓硝酸在92℃恒温条件下回流5h，控制碳纤维与浓硝酸的质量比为1:50，反应结束后，将碳纤维用甲醇和高纯水反复洗涤，经50℃真空干燥10h，得到预处理碳纤维；
4）将适量的中空微球加入到高纯水中，经300W超声分散2h，得到浓度为0.5g/L的溶胶液，将预处理碳纤维浸入到溶胶液中，浸泡1h后取出，放置于60℃恒温鼓风干燥箱中，烘干5h后再放入到原来的溶胶液中，继续浸泡1h后取出烘干，重复浸泡5次，最后将烘干后的碳纤维用高纯水反复冲洗后放入50-℃真空干燥箱中干燥10h，得到改性碳纤维；
5）将回收的废旧PP塑料洗净烘干后破碎成长度为0.1cm的片料，然后与填料、增韧剂、相容剂、抗氧剂、偶联剂以及改性碳纤维加入到高速混合机中，混匀后加入到挤出机中，挤出机的螺杆转速为100r/min，共混挤出温度：一区180℃，二区195℃，三区210℃，四区215℃，五区215℃，机头215℃，加热至熔融状态塑化，挤出造粒，即可得到所需的再生料。
进一步，所述各物质按以下重量份数配比组成：废旧PP塑料片料80份，填料5份，增韧剂4份、相容剂1份、抗氧剂0.5份、偶联剂1份，改性碳纤维3份。
进一步，所述填料选自纳米碳酸钙；所述增韧剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述相容剂选自聚乙烯接枝马来酸酐；抗氧剂选自抗氧剂168；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
实施例2
一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，具体工艺如下：
1）将适量的丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、偶氮二异丁腈和甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵依次溶于由无水乙醇和去离子水按质量比为7.5:2.5组成的乙醇/水混合溶液中，搅拌使其完全溶解，控制反应体系中，丙烯酰胺的质量分数为12%，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为7-9%、偶氮二异丁腈的质量分数为0.05%、甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵的质量分数为0.6%，然后将溶液在60r/min以及78℃条件下反应6.5h，待反应结束后，将生成的乳状液冷却至室温，备用；
2）将上述备用的乳状液分散于无水乙醇中，以350r/min快速搅拌1.5h，得到混合液，并且控制混合液中水的浓度为0.8mol/L，按照体积比为1:23，将四异丙氧基钛分散于无水乙醇中，得到分散液，并且将混合液中无水乙醇的用量与分散液中无水乙醇用量的体积比控制在6.3:1，然后在12min内将分散液缓慢加入到混合液中，以240r/min搅拌25min，再以70r/min缓慢搅拌5.5h，静置13h后，将得到的溶液滴在载玻片上，置于75℃烘箱中1.5h，然后置于煅烧炉中，在空气气氛下，以5℃/min的升温速率从室温加热至630℃，恒温下处理3.5h，然后以12℃/min的降温速率冷却至室温，得到中空微球；
3）按照碳纤维与丙酮溶液的质量比为1:70，将称取的碳纤维置于容器中，用丙酮作为溶剂，在75℃恒温条件下回流处理12h，将处理后的碳纤维用高纯水洗净后烘干，取处理后的碳纤维与浓度为9mol/L的浓硝酸在94℃恒温条件下回流6h，控制碳纤维与浓硝酸的质量比为1:55，反应结束后，将碳纤维用甲醇和高纯水反复洗涤，经55℃真空干燥12h，得到预处理碳纤维；
4）将适量的中空微球加入到高纯水中，经350W超声分散2.5h，得到浓度为0.6g/L的溶胶液，将预处理碳纤维浸入到溶胶液中，浸泡1.5h后取出，放置于63℃恒温鼓风干燥箱中，烘干6h后再放入到原来的溶胶液中，继续浸泡1.5h后取出烘干，重复浸泡5次，最后将烘干后的碳纤维用高纯水反复冲洗后放入53℃真空干燥箱中干燥12h，得到改性碳纤维；
5）将回收的废旧PP塑料洗净烘干后破碎成长度为0.3cm的片料，然后与填料、增韧剂、相容剂、抗氧剂、偶联剂以及改性碳纤维加入到高速混合机中，混匀后加入到挤出机中，挤出机的螺杆转速为130r/min，共混挤出温度：一区185℃，二区200℃，三区213℃，四区216℃，五区220℃，机头218℃，加热至熔融状态塑化，挤出造粒，即可得到所需的再生料。
进一步，所述各物质按以下重量份数配比组成：废旧PP塑料片料90份，填料6份，增韧剂5份、相容剂1.5份、抗氧剂0.7份、偶联剂1.3份，改性碳纤维4份。
进一步，所述填料选自云母粉；所述增韧剂选自苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述相容剂选自聚丙烯接枝马来酸酐；抗氧剂选自抗氧剂1010；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
实施例3
一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，具体工艺如下：
1）将适量的丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、偶氮二异丁腈和甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵依次溶于由无水乙醇和去离子水按质量比为8:2组成的乙醇/水混合溶液中，搅拌使其完全溶解，控制反应体系中，丙烯酰胺的质量分数为13%，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为9%、偶氮二异丁腈的质量分数为0.06%、甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵的质量分数为0.7%，然后将溶液在70r/min以及80℃条件下反应7h，待反应结束后，将生成的乳状液冷却至室温，备用；
2）将上述备用的乳状液分散于无水乙醇中，以400r/min快速搅拌2h，得到混合液，并且控制混合液中水的浓度为1mol/L，按照体积比为1:25，将四异丙氧基钛分散于无水乙醇中，得到分散液，并且将混合液中无水乙醇的用量与分散液中无水乙醇用量的体积比控制在6.5:1，然后在15min内将分散液缓慢加入到混合液中，以260r/min搅拌30min，再以80r/min缓慢搅拌6h，静置15h后，将得到的溶液滴在载玻片上，置于80℃烘箱中2h，然后置于煅烧炉中，在空气气氛下，以6℃/min的升温速率从室温加热至650℃，恒温下处理4h，然后以13℃/min的降温速率冷却至室温，得到中空微球；
3）按照碳纤维与丙酮溶液的质量比为1:80，将称取的碳纤维置于容器中，用丙酮作为溶剂，在80℃恒温条件下回流处理13h，将处理后的碳纤维用高纯水洗净后烘干，取处理后的碳纤维与浓度为10mol/L的浓硝酸在92-95℃恒温条件下回流7h，控制碳纤维与浓硝酸的质量比为1:60，反应结束后，将碳纤维用甲醇和高纯水反复洗涤，经60℃真空干燥15h，得到预处理碳纤维；
4）将适量的中空微球加入到高纯水中，经400W超声分散3h，得到浓度为0.7g/L的溶胶液，将预处理碳纤维浸入到溶胶液中，浸泡2h后取出，放置于65℃恒温鼓风干燥箱中，烘干8h后再放入到原来的溶胶液中，继续浸泡2h后取出烘干，重复浸泡6次，最后将烘干后的碳纤维用高纯水反复冲洗后放入55℃真空干燥箱中干燥13h，得到改性碳纤维；
5）将回收的废旧PP塑料洗净烘干后破碎成长度为0.4cm的片料，然后与填料、增韧剂、相容剂、抗氧剂、偶联剂以及改性碳纤维加入到高速混合机中，混匀后加入到挤出机中，挤出机的螺杆转速为150r/min，共混挤出温度：一区190℃，二区205℃，三区215℃，四区220℃，五区225℃，机头220℃，加热至熔融状态塑化，挤出造粒，即可得到所需的再生料。
进一步，所述各物质按以下重量份数配比组成：废旧PP塑料片料100份，填料8份，增韧剂6份、相容剂2份、抗氧剂1.0份、偶联剂1.5份，改性碳纤维5份。
进一步，所述填料选自纳米碳酸钙；所述增韧剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述相容剂选自聚乙烯接枝马来酸酐；抗氧剂选自抗氧剂168；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
对比例1
一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，具体工艺如下：
1）将适量的丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、偶氮二异丁腈和甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵依次溶于由无水乙醇和去离子水按质量比为7:3组成的乙醇/水混合溶液中，搅拌使其完全溶解，控制反应体系中，丙烯酰胺的质量分数为10%，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为7%、偶氮二异丁腈的质量分数为0.04%、甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵的质量分数为0.5%，然后将溶液在50r/min以及75℃条件下反应6h，待反应结束后，将生成的乳状液冷却至室温，备用；
2）将上述备用的乳状液分散于无水乙醇中，以300r/min快速搅拌1h，得到混合液，并且控制混合液中水的浓度为0.5mol/L，按照体积比为1:20，将四异丙氧基钛分散于无水乙醇中，得到分散液，并且将混合液中无水乙醇的用量与分散液中无水乙醇用量的体积比控制在6:1，然后在10min内将分散液缓慢加入到混合液中，以200r/min搅拌20min，再以60r/min缓慢搅拌5h，静置12h后，将得到的溶液滴在载玻片上，置于70℃烘箱中1h，然后置于煅烧炉中，在空气气氛下，以4℃/min的升温速率从室温加热至600℃，恒温下处理3h，然后以10℃/min的降温速率冷却至室温，得到中空微球；
3）将适量的中空微球加入到高纯水中，经300W超声分散2h，得到浓度为0.5g/L的溶胶液，将预处理碳纤维浸入到溶胶液中，浸泡1h后取出，放置于60℃恒温鼓风干燥箱中，烘干5h后再放入到原来的溶胶液中，继续浸泡1h后取出烘干，重复浸泡5次，最后将烘干后的碳纤维用高纯水反复冲洗后放入50-℃真空干燥箱中干燥10h，得到改性碳纤维；
4）将回收的废旧PP塑料洗净烘干后破碎成长度为0.1cm的片料，然后与填料、增韧剂、相容剂、抗氧剂、偶联剂以及改性碳纤维加入到高速混合机中，混匀后加入到挤出机中，挤出机的螺杆转速为100r/min，共混挤出温度：一区180℃，二区195℃，三区210℃，四区215℃，五区215℃，机头215℃，加热至熔融状态塑化，挤出造粒，即可得到所需的再生料。
进一步，所述各物质按以下重量份数配比组成：废旧PP塑料片料80份，填料5份，增韧剂4份、相容剂1份、抗氧剂0.5份、偶联剂1份，改性碳纤维3份。
进一步，所述填料选自纳米碳酸钙；所述增韧剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述相容剂选自聚乙烯接枝马来酸酐；抗氧剂选自抗氧剂168；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
对比例2
一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，具体工艺如下：
1）将适量的丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、偶氮二异丁腈和甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵依次溶于由无水乙醇和去离子水按质量比为7:3组成的乙醇/水混合溶液中，搅拌使其完全溶解，控制反应体系中，丙烯酰胺的质量分数为10%，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为7%、偶氮二异丁腈的质量分数为0.04%、甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵的质量分数为0.5%，然后将溶液在50r/min以及75℃条件下反应6h，待反应结束后，将生成的乳状液冷却至室温，备用；
2）将上述备用的乳状液分散于无水乙醇中，以300r/min快速搅拌1h，得到混合液，并且控制混合液中水的浓度为0.5mol/L，按照体积比为1:20，将四异丙氧基钛分散于无水乙醇中，得到分散液，并且将混合液中无水乙醇的用量与分散液中无水乙醇用量的体积比控制在6:1，然后在10min内将分散液缓慢加入到混合液中，以200r/min搅拌20min，再以60r/min缓慢搅拌5h，静置12h后，将得到的溶液滴在载玻片上，置于70℃烘箱中1h，然后置于煅烧炉中，在空气气氛下，以4℃/min的升温速率从室温加热至600℃，恒温下处理3h，然后以10℃/min的降温速率冷却至室温，得到中空微球；
3）将回收的废旧PP塑料洗净烘干后破碎成长度为0.1cm的片料，然后与填料、增韧剂、相容剂、抗氧剂、偶联剂以及中空微球加入到高速混合机中，混匀后加入到挤出机中，挤出机的螺杆转速为100r/min，共混挤出温度：一区180℃，二区195℃，三区210℃，四区215℃，五区215℃，机头215℃，加热至熔融状态塑化，挤出造粒，即可得到所需的再生料。
进一步，所述各物质按以下重量份数配比组成：废旧PP塑料片料80份，填料5份，增韧剂4份、相容剂1份、抗氧剂0.5份、偶联剂1份，中空微球3份。
进一步，所述填料选自纳米碳酸钙；所述增韧剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述相容剂选自聚乙烯接枝马来酸酐；抗氧剂选自抗氧剂168；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
对比例3
一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，具体工艺如下：
1）按照碳纤维与丙酮溶液的质量比为1:60，将称取的碳纤维置于容器中，用丙酮作为溶剂，在70℃恒温条件下回流处理10h，将处理后的碳纤维用高纯水洗净后烘干，取处理后的碳纤维与浓度为8mol/L的浓硝酸在92℃恒温条件下回流5h，控制碳纤维与浓硝酸的质量比为1:50，反应结束后，将碳纤维用甲醇和高纯水反复洗涤，经50℃真空干燥10h，得到预处理碳纤维；
2）将回收的废旧PP塑料洗净烘干后破碎成长度为0.1cm的片料，然后与填料、增韧剂、相容剂、抗氧剂、偶联剂以及预处理碳纤维加入到高速混合机中，混匀后加入到挤出机中，挤出机的螺杆转速为100r/min，共混挤出温度：一区180℃，二区195℃，三区210℃，四区215℃，五区215℃，机头215℃，加热至熔融状态塑化，挤出造粒，即可得到所需的再生料。
进一步，所述各物质按以下重量份数配比组成：废旧PP塑料片料80份，填料5份，增韧剂4份、相容剂1份、抗氧剂0.5份、偶联剂1份，预处理碳纤维3份。
进一步，所述填料选自纳米碳酸钙；所述增韧剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述相容剂选自聚乙烯接枝马来酸酐；抗氧剂选自抗氧剂168；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
对照组
将回收的废旧PP塑料洗净烘干后破碎成长度为0.1cm的片料，然后与填料、增韧剂、相容剂、抗氧剂、偶联剂加入到高速混合机中，混匀后加入到挤出机中，挤出机的螺杆转速为100r/min，共混挤出温度：一区180℃，二区195℃，三区210℃，四区215℃，五区215℃，机头215℃，加热至熔融状态塑化，挤出造粒，即可得到所需的再生料。
进一步，所述各物质按以下重量份数配比组成：废旧PP塑料片料80份，填料5份，增韧剂4份、相容剂1份、抗氧剂0.5份、偶联剂1份。
进一步，所述填料选自纳米碳酸钙；所述增韧剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；所述相容剂选自聚乙烯接枝马来酸酐；抗氧剂选自抗氧剂168；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
测试实验
参照GB/T9341-2000《塑料弯曲性能试验方法》的测定方法，采用实施例1-3以及对比例1-3和对照组提供的工艺方法以及原料加工制得再生料，经再加工制得塑料制件，然后对其进行弯曲性能测试，以对照组中塑料制件的弯曲强度作为对照值，与实施例1-3以及对比例1-3中塑料制件的弯曲强度做比较，结果如下：实施例1中的塑料制件，弯曲强度相比较对照组中塑料制件提升了42.5%；实施例2中的塑料制件，弯曲强度相比较对照组中塑料制件提升了43.7%%；实施例3中的塑料制件，弯曲强度相比较对照组中塑料制件提升了42.8%；对比例1中的塑料制件，弯曲强度相比较对照组中塑料制件提升了38.2%；对比例2中的塑料制件，弯曲强度相比较对照组中塑料制件提升了18.3%；对比例3中的塑料制件，弯曲强度相比较对照组中塑料制件提升了21.5%。
通过上述试验结果可知，本发明提供的处理方法可以有效的提高塑料基体的弯曲强度，并且根据实施例1以及对比例2和对比例3的结果可知，通过将圆球形中空微球负载在纤维上，可以避免中空微球发生团聚形成不规则球形聚集体，相比较将二者直接加入到塑料基体中，塑料基体的弯曲强度提升的更加显著。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，其特征在于，具体工艺如下：
1）将适量的丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、偶氮二异丁腈和甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵依次溶于乙醇/水混合溶液中，搅拌使其完全溶解，然后将溶液在50-70r/min以及75-80℃条件下反应6-7h，待反应结束后，将生成的乳状液冷却至室温，备用；
2）将上述备用的乳状液分散于无水乙醇中，以300-400r/min快速搅拌1-2h，得到混合液，并且控制混合液中水的浓度为0.5-1mol/L，将适量的四异丙氧基钛分散于无水乙醇中，得到分散液，然后在10-15min内将分散液缓慢加入到混合液中，以200-260r/min搅拌20-30min，再以60-80r/min缓慢搅拌5-6h，静置12-15h后，将得到的溶液滴在载玻片上，置于烘箱中1-2h，然后置于煅烧炉中，在空气气氛下煅烧3-4h，冷却至室温，得到中空微球；
3）称取适量的碳纤维置于容器中，用丙酮作为溶剂，在70-80℃恒温条件下回流处理10-13h，将处理后的碳纤维用高纯水洗净后烘干，取处理后的碳纤维与浓硝酸在92-95℃恒温条件下回流5-7h，反应结束后，将碳纤维用甲醇和高纯水反复洗涤，经50-60℃真空干燥10-15h，得到预处理碳纤维；
4）将适量的中空微球加入到高纯水中，经2-3h超声分散，得到溶胶液，将预处理碳纤维浸入到溶胶液中，浸泡1-2h后取出，放置于60-65℃恒温鼓风干燥箱中，烘干后再放入到原来的溶胶液中，继续浸泡1-2h后取出烘干，重复浸泡5-6次，最后将烘干后的碳纤维用高纯水反复冲洗后放入50-55℃真空干燥箱中干燥10-13h，得到改性碳纤维；
5）将回收的废旧PP塑料洗净烘干后破碎成片料，然后与填料、增韧剂、相容剂、抗氧剂、偶联剂以及改性碳纤维加入到高速混合机中，混匀后加入到挤出机中，加热至熔融状态塑化，挤出造粒，即可得到所需的再生料。
2.如权利要求1所述的一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，其特征在于，工艺步骤1）中，所述反应体系中，丙烯酰胺的质量分数为10-13%，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为7-9%、偶氮二异丁腈的质量分数为0.04-0.06%、甲基丙烯酰氯乙基三甲基氯化铵的质量分数为0.5-0.7%；所述乙醇/水混合溶液中，无水乙醇和去离子水的质量比为7-8:2-3。
3.如权利要求1所述的一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，其特征在于，工艺步骤2）中，所述四异丙氧基钛与无水乙醇的体积比为1:20-25；所述混合液中无水乙醇的用量与分散液中无水乙醇用量的体积比为6-6.5:1。
4.如权利要求1所述的一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，其特征在于，工艺步骤2）中，所述烘箱温度为70-80℃；所述煅烧温度为600-650℃，升温速率为4-6℃/min，降温速率为10-13℃/min。
5.如权利要求1所述的一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，其特征在于，工艺步骤3）中，所述碳纤维与丙酮溶液的质量比为1:60-80；所述碳纤维与浓硝酸的质量比为1:50-60。
6.如权利要求1所述的一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，其特征在于，工艺步骤4）中，所述溶胶液的浓度为0.5-0.7g/L；所述超声分散的功率为300-400W；所述烘干时间为5-8h。
7.如权利要求1所述的一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，其特征在于，工艺步骤4）中，所述挤出机的螺杆转速为100-150r/min，共混挤出温度：一区180-190℃，二区195-205℃，三区210-215℃，四区215-220℃，五区215-225℃，机头215-220℃。
8.如权利要求1所述的一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，其特征在于，工艺步骤4）中，所述片料长度为0.1-0.4cm；所述各物质按以下重量份数配比组成：废旧PP塑料片料80-100份，填料5-8份，增韧剂4-6份、相容剂1-2份、抗氧剂0.5-1.0份、偶联剂1-1.5份，改性碳纤维3-5份。
9.如权利要求8所述的一种提高废旧PP塑料再生料弯曲强度的加工工艺，其特征在于，所述填料选自纳米碳酸钙、云母粉中至少一种；所述增韧剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中至少一种；所述相容剂选自聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐中至少一种；抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂1010中至少一种；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
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