2012-9-18 來源:中國聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞：回收 電子級(jí)玻纖 熱塑增強(qiáng)料 臺(tái)灣 遠(yuǎn)東科大
臺(tái)灣玻璃纖維年產(chǎn)能已超過30萬噸，以不良率6%計(jì)，其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物約達(dá)2萬噸/年。綜觀國內(nèi)外玻纖產(chǎn)業(yè)，對(duì)廢絲處理無不力謀解決之道，日本Nittobo公司將廢絲摻入新料中回爐熔融，因容易造成斷絲，不良率提升，故效果有限。美國SATNT—GOBAIN VETEKTEX公司利用梳綿（Cardrd）紗及電子級(jí)玻璃纖維PP入PA補(bǔ)強(qiáng)材，長(zhǎng)度約20-25mm，廢絲再制過程中擊斷、打散、蓬松，反而使加工過程下料不易。從市場(chǎng)面來看，若將廢絲回收再利用制成FRTP原料，不失為一個(gè)兼顧環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益的考量方向，目前常用的塑料基材包括： PA6及PA66、PBT、PP、ABC等，其經(jīng)由單螺桿或雙螺桿押出機(jī)等設(shè)備，予以混煉/捏合/分散后，再制成纖維強(qiáng)化塑料復(fù)合膠粒或板材，以供射出押出、沖壓成型等，應(yīng)用電子電機(jī)零件、家電電器、運(yùn)動(dòng)用品、汽機(jī)車與建材等。
針對(duì)上述議題，臺(tái)灣遠(yuǎn)東科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系陳嘉勛教授率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，成功研制出一套玻纖廢料的回收再利用方法，利用電子級(jí)廢絲再制FRT—PA復(fù)材原料。目前考慮將成果擴(kuò)大，以達(dá)商業(yè)化效益。該項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容及制造過程如下。1、廢玻纖前處理：采用臺(tái)玻公司廢棄電子級(jí)玻纖，電子級(jí)玻璃纖維生產(chǎn)過程中，因機(jī)頭紗制程不良或崩紗等因素而遭棄置。此種廢絲玻纖通常布滿灰塵且表面殘留浸潤(rùn)劑，因此要用清水反覆清洗去除。時(shí)約5min。2、回收玻纖表面處理：回收玻纖表面處理系采取濕式進(jìn)行，以水為溶劑并混合比例0.5%-1.5%之Dow公司硅烷偶合劑，此外，添加1%之PU膠進(jìn)行集束并加入醋酸調(diào)整其PH值于3-5，另經(jīng)含浸的回收玻璃纖維，其批處理量約200kg，含浸時(shí)間3min。3、回收玻纖切股：由于玻璃纖維具有玻璃的剛性及纖維的柔軟性，切股設(shè)備采用似紙類裁切的斜切方式設(shè)計(jì)制作，以減少回收玻纖握持時(shí)被夾碎的機(jī)率。4、混煉加工：將乾燥后的回收切股玻纖與尼龍基材進(jìn)行混煉加工制程，實(shí)驗(yàn)采用澤機(jī)式雙螺桿押出機(jī)（L/D=37.5、∮=32mm），加工溫度240-260度、螺桿轉(zhuǎn)速50r/min。另外，切股玻纖的添加量為30%。5、ASTM射出成型：所得之GF/PA復(fù)合膠粒以90度除濕干燥4小時(shí)以上，再利用全立發(fā)射出機(jī)（25HP、5KW、∮35螺桿）制造出ASTM標(biāo)準(zhǔn)試片，相關(guān)實(shí)驗(yàn)皆依照ASTM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行測(cè)試。
該研究再制之GF/PA復(fù)材各項(xiàng)性能測(cè)試結(jié)果如下：1、表面形態(tài)觀測(cè)：從再制的GF/PA復(fù)材的斷裂橫截面SEM分析，可看出其尼龍與回收玻纖之界面接著情形，回收玻纖經(jīng)硅烷偶合劑改質(zhì)后，可使其表面轉(zhuǎn)變疏水性，并改良其對(duì)尼龍基材的含浸性及接著性，使得部分尼龍可附著于回收玻纖上且未有回收玻纖由尼龍基材中被抽離，進(jìn)而有效益改善尼龍與回收玻纖間的界面問題。2、拉伸強(qiáng)度：其拉伸強(qiáng)度隨偶合劑添加量的增加而逐漸上升，未經(jīng)偶合劑改變的拉伸應(yīng)力為1112kgf/cm2,經(jīng)添加0.5%偶合劑可增至1265kgf/cm2，到添加劑1%，最大值為1502kgf/ cm2。偶合劑比例1.5%時(shí)，可能因偶合劑添加過量，導(dǎo)致偶合劑交聯(lián)，使改質(zhì)效果略低于最佳值。3、彎曲模數(shù)：其彎曲模數(shù)隨偶合劑添加量的增加而有明顯增加，至1%偶合劑添加量時(shí)，有最大值64338kgf/cm2，提升約20%。然而當(dāng)偶合劑添加量達(dá)飽和值后又略微降低。4、沖擊壓強(qiáng)度：沖壓強(qiáng)度隨偶合劑添加量達(dá)到至1%時(shí)，可增加約34%的沖壓強(qiáng)度。