廢棄玻璃鋼破碎-分級(jí)資源化利用研究.pdf

1、玻璃鋼復(fù)合材料（Glass Fiber Reinforced Plastics，GFRP）被廣泛應(yīng)用于建筑、化學(xué)化工、交通運(yùn)輸及通訊工程等行業(yè)，同時(shí)也造成廢棄物量增加。作為一種危害與價(jià)值并存的物質(zhì)，玻璃鋼廢棄物（Waste GFRP，WGFRP）具有重要的回收利用價(jià)值。基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)和資源再利用的背景，本研究嘗試采用破碎-分級(jí)利用加填的方式利用 WGFRP材料，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）對(duì)WGFRP進(jìn)行破碎-分級(jí)處

2、理，并研究其形態(tài)、粒徑等特性。通過粉碎和篩分處理，得到三組不同形態(tài)的WGFRP顆粒，按照粒級(jí)大小分別記為WGFRP-C、WGFRP-M、WGFRP-F。分析了形態(tài)、粒徑及其分布等性能。采用煅燒法測(cè)定WGFRP中各個(gè)組分含量，結(jié)果表明WGFRP主要由有機(jī)樹脂和玻璃纖維組成，其中玻璃纖維占比重50-60％。實(shí)驗(yàn)測(cè)得 WGFRP粉末與水的接觸角為157.9°，顯示出疏水性。采用紅外分析WGFRP中有機(jī)物成分官能團(tuán)為選擇基體材料提供依據(jù)。

3、>　?。?）將玻璃鋼顆粒作為填料，以聚丙烯（PP）作為基體樹脂，通過熔融共混-模壓法制備PP基復(fù)合材料（WGFRP/PP）。探究了WGFRP在未經(jīng)處理的前提下，不同形態(tài)和添加量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能、斷面形貌、熱穩(wěn)定性和結(jié)晶性能的影響。WGFRP/PP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度隨WGFRP填充量的增加而減小，彈性模量、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量變化趨勢(shì)與之相反。當(dāng)WGFRP-C添加量為20%時(shí)，材料的彈性模量、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量增長(zhǎng)率

4、分別為189%、38%、60%。WGFRP有利于提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和相對(duì)結(jié)晶度，材料熔融峰溫度略有降低，結(jié)晶時(shí)間相比 PP提前，結(jié)晶溫度有所提升。
　　（3）采用相容劑和增韌劑改善WGFRP/PP復(fù)合材料力學(xué)性能。經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑（KH550）與馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯（MAPP）協(xié)同改性后，復(fù)合材料拉伸和彎曲強(qiáng)度分別為25.95MPa和36.4MPa，增幅為20.03%和27.94%。熔融溫度和熔融焓均有所增加。改性后，材料沖擊斷裂面

5、顯得粗糙并具有一定的屈服現(xiàn)象，填料與基體粘結(jié)緊密，材料斷面結(jié)構(gòu)密實(shí)。增韌劑聚烯烴彈性體（POE）的加入顯著增加了材料的斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度。當(dāng) POE含量為10%時(shí)，材料的斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度從133%和5.61kJ/m2分別提高到498%和12.1kJ/m2，增幅分別為274%和116%。經(jīng)過系列優(yōu)化工藝，復(fù)合材料性能提高，在資源化利用的基礎(chǔ)上也具有了較好的應(yīng)用前景。
　?。?）為了拓寬WGFRP的再利用范圍，嘗試用WGFRP粉

6、末代替?zhèn)鹘y(tǒng)填料，通過內(nèi)部加填的方法與纖維進(jìn)行混合，制備紙張。研究發(fā)現(xiàn)，由于WGFRP的表面疏水性和剛性阻礙了纖維間氫鍵的形成，在紙張中添加WGFRP會(huì)降低紙張的緊度和強(qiáng)度性能，當(dāng)添加量小于10%，紙張的抗張指數(shù)下降緩慢，繼續(xù)增加添加量，紙頁(yè)強(qiáng)度降低幅度變大。在相同添加量下，小粒徑玻璃鋼對(duì)紙張強(qiáng)度造成的影響較小。相比于植物纖維紙，雖然添加玻璃鋼也使得PET漿粕紙強(qiáng)度下降，但是玻璃鋼中的玻璃纖維對(duì)PET紙?jiān)谝欢ǔ潭壬弦财鸬皆鰪?qiáng)作用。玻璃鋼粒