Stimuler l'ABS recyclé et les hanches avec des modificateurs d'impact composites

Application des modificateurs d'impact composites pour renforcer l'ABS et le HIPS recyclés

Ces dernières années, la capacité de recyclage et de remanufacturation des déchets plastiques en Chine s'est régulièrement développée. L'ABS (copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène) et le HIPS (polystyrène à haut impact) sont deux plastiques techniques avec de grands volumes de recyclage dans les industries des appareils électroménagers, de l'électronique et de l'automobile.

Cependant, lors des utilisations répétées, de la fusion à haute température et du remanufacturage mécanique, les chaînes polymères des plastiques usagés se dégradent et se cassent, entraînant des pores microscopiques et des défauts structurels dans le matériau, ainsi que des impuretés en traces. La conséquence la plus directe de ces changements est une diminution significative de l'allongement à la rupture et une résistance aux chocs insuffisante des matériaux recyclés, rendant les produits sujets à la fragilité ou à une défaillance prématurée lors de leur utilisation.

En raison de ces lacunes dans les propriétés mécaniques, l'ABS et le HIPS recyclés ordinaires sont difficiles à appliquer à des usages haut de gamme tels que le moulage par injection de précision et les composants structurels porteurs, qui nécessitent une grande ténacité des matériaux. La plupart sont relégués à des utilisations dégradées, ce qui réduit non seulement la valeur d'utilisation des matériaux recyclés, mais limite également l'extension de la chaîne de recyclage.

Limites des solutions de renforcement existantes

Pour améliorer la ténacité des plastiques recyclés, l'industrie utilise couramment des élastomères tels que le MBS (copolymère méthacrylate de méthyle-butadiène-styrène) et le caoutchouc nitrile pour le renforcement. Ces matériaux peuvent former des points de dispersion des contraintes dans la matrice, absorbant une partie de l'énergie d'impact.

Cependant, dans les applications pratiques, le renforcement avec un seul élastomère entraîne souvent une diminution de la rigidité, une température de déformation thermique plus basse et de moins bonnes propriétés d'écoulement à la fusion. Surtout lorsqu'il s'agit d'ABS et de HIPS recyclés avec de grandes fluctuations de composition et une mauvaise cohérence des lots, les solutions de renforcement traditionnelles ont souvent du mal à équilibrer ténacité et rigidité, entraînant des effets de modification instables.

Concept de conception des modificateurs d'impact composites

Une classe d'additifs qui a récemment attiré une attention considérable dans le domaine de la modification des plastiques recyclés est un modificateur d'impact élastomère thermoplastique composite, formulé à partir de plusieurs élastomères et composants de modification compatibles. Ce modificateur utilise une conception de structure cœur-coquille, avec une couche interne de phase flexible possédant une réponse élastique élevée et une couche externe de revêtement rigide avec une bonne compatibilité interfaciale avec les résines matricielles ABS et HIPS.

Lors du traitement par fusion des matériaux recyclés, ce modificateur peut être uniformément dispersé dans la matrice. La présence de composants compatibles lui permet de former une liaison interfaciale stable avec les résines ABS et HIPS. Les particules d'élastomère peuvent combler les vides microscopiques créés par la dégradation, réparant dans une certaine mesure la structure du réseau polymère endommagé.

Lorsque le matériau est soumis à un impact externe, les particules d'élastomère uniformément dispersées agissent comme des points de concentration des contraintes, provoquant la formation de nombreuses craquelures et déformations de cisaillement dans la matrice. Grâce à la déformation plastique, l'énergie d'impact est absorbée et dissipée, retardant ou inhibant ainsi l'initiation et la propagation des microfissures, ce qui améliore la résistance aux chocs.

Lors de la déformation en traction, la liaison interfaciale et l'enchevêtrement moléculaire formés entre les chaînes moléculaires flexibles du modificateur et les chaînes moléculaires des plastiques recyclés lui permettent de se déformer en tandem avec la matrice, améliorant la faible ductilité et la fragilité des matériaux recyclés, ce qui conduit finalement à une augmentation significative de l'allongement à la rupture. Simultanément, la conception de la structure cœur-coquille garantit que le modificateur, tout en exerçant son effet de renforcement, a un impact relativement faible sur la rigidité de la matrice et la fluidité à la fusion.

Traitement et performances réels

Du point de vue des technologies courantes de traitement des plastiques telles que le moulage par injection et l'extrusion, ce modificateur d'impact composite ne nécessite pas d'ajustements significatifs des équipements de production existants et des paramètres de processus principaux, et peut être directement introduit dans la ligne de production de recyclage.

Dans la plage de ratio d'ajout recommandée, en plus de l'amélioration de la résistance aux chocs et de l'allongement à la rupture, les pratiques de traitement de certaines particules recyclées ont également montré des améliorations de la stabilité du moulage des produits, de la douceur de la surface et de la résistance à la fatigue, ce qui aide à réduire le taux de défauts des produits moulés par injection et extrudés.

En ce qui concerne la question de l'équilibre global des matériaux qui préoccupe les entreprises, ce modificateur améliore la ténacité tout en maintenant autant que possible la résistance à la traction, le module de flexion et la stabilité dimensionnelle des matériaux recyclés, et ne provoque pas de changements drastiques de l'indice de fluidité à la fusion, équilibrant ainsi les exigences de processabilité et de contrôle des coûts.

Actuellement, l'industrie nationale du recyclage des plastiques se transforme progressivement de la granulation bas de gamme vers des processus raffinés et à forte valeur ajoutée. La marge bénéficiaire des matériaux recyclés homogènes bas de gamme se rétrécit, et la demande du marché pour des plastiques recyclés avec des propriétés mécaniques proches des matériaux vierges continue de croître.

Appliquer des modificateurs d'impact composites à l'ABS et au HIPS recyclés permet une utilisation stable des matériaux modifiés dans des applications telles que les boîtiers d'appareils électroménagers, les composants structurels électroniques et électriques, les pièces intérieures automobiles, les produits plastiques du quotidien et les composants industriels généraux, élargissant ainsi les limites d'application des matériaux recyclés.

Pour les fabricants de produits en aval, l'utilisation de tels matériaux recyclés modifiés peut réduire dans une certaine mesure les coûts d'approvisionnement en matières premières, tout en améliorant la cohérence de la qualité des produits et la compétitivité sur le marché. Du point de vue du recyclage des ressources, cette technologie aide à augmenter la proportion de plastiques usagés recyclés au même niveau, réduisant l'utilisation dégradée, ce qui est conforme aux exigences globales d'une économie circulaire des plastiques pour un développement efficace et à faible émission de carbone.

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