文/夏金林 王少軍 楊健宇（馬鞍山福亨汽車內(nèi)飾有限公司）

隨著越來(lái)越多的汽車進(jìn)入退役報(bào)廢階段，報(bào)廢汽車塑料處理問題日益引起重視。報(bào)廢汽車塑料如果得不到妥善處理，必將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響[1-3]。為了提高資源利用率，減少排放，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，國(guó)家發(fā)展改革委、科技部、環(huán)保總局于2006 年聯(lián)合頒布了《汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策》，明確指出自2017 年起，所有國(guó)產(chǎn)及進(jìn)口汽車的可回收利用率要達(dá)到95%左右[4]。

汽車儀表板是汽車內(nèi)飾的重要組成部分，是各種指示儀表和點(diǎn)火開關(guān)等的總成。汽車儀表板的支撐骨架（底層）主要采用PC/ABS 合金注塑成型，在儀表板的支撐骨架上噴涂粘合劑后吸附一層聚丙烯泡沫+聚氯乙烯皮革面層，其中聚丙烯泡沫中間層起緩沖減震、隔音絕熱的作用，聚氯乙烯皮革面層有美觀裝飾的作用。

為制備合格的汽車儀表板，吸附工藝過程不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些殘次品。由于聚丙烯泡沫層易碎，且在儀表板的制造過程中采用粘合劑與底層和面層粘合在一起，導(dǎo)致該部分汽車件在后期的回收過程中骨架材料與聚丙烯泡沫無(wú)法完全分離。對(duì)這部分殘次品的回收利用處理，是汽車制造廠家面臨的難題。為響應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展號(hào)召，達(dá)到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的目的，應(yīng)對(duì)汽車塑料的高附加值回收利用進(jìn)行深入研究，實(shí)現(xiàn)汽車塑料的同等性能再利用[5,6]。本文通過改性研究，探討了殘次品儀表板的同等性能再利用工藝方法。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1.原材料

汽車儀表板原料，PC/ABSVK125，合肥杰事杰新材料公司；汽車儀表板破碎料，馬鞍山福亨汽車內(nèi)飾公司；SOG-02、SAG-002 佳易容相容劑，佳易容相容劑江蘇有限公司；SEBS-g-MAH 抗氧劑1010、ABS-g-MAH，市售。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備

平行同向雙螺桿擠出機(jī)SHJ-20，南京杰恩特機(jī)電有限公司；立式注塑機(jī)TY200，東莞大禹機(jī)械有限公司；自動(dòng)缺口制樣機(jī)ZQK-20，承德世鵬檢測(cè)設(shè)備有限公司；沖擊試驗(yàn)機(jī)XJU-22 型，承德試驗(yàn)機(jī)有限責(zé)任公司；電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)GP-TS2000S，深圳高品檢測(cè)設(shè)備有限公司；電子比重計(jì)DH-300，深圳市達(dá)宏美拓密度測(cè)量?jī)x器有限公司；熱變形、維卡軟化點(diǎn)溫度測(cè)定儀XWY-300g，濟(jì)南天辰試驗(yàn)機(jī)制造有限公司。

3.樣品制備

將汽車儀表板殘次品的聚氯乙烯皮革層去除后，用破碎機(jī)將儀表板破碎，利用自制的鼓風(fēng)分選裝置將破碎料中的泡沫層剔除，將剩余料100℃烘干4h 得到儀表板破碎料。選取相同份數(shù)、不同種類的相容劑與破碎料在高速混合機(jī)混合，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。擠出機(jī)一區(qū)至五區(qū)溫度依次為230℃、235℃、240℃、250℃、240℃。將擠出顆粒120℃真空干燥4 h，用立式注射機(jī)注射成型，分別得到拉伸啞鈴形試樣、彎曲試樣。用自動(dòng)缺口制樣機(jī)對(duì)彎曲試樣按GB/T 1843-2008 銑缺口，得到?jīng)_擊試樣。取擠出造粒顆粒料測(cè)定密度，取彎曲試樣測(cè)定熱變形溫度。

4.性能測(cè)試

拉伸性能:按GB/T 1040—2006 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，拉伸速度50mm/min。

彎曲性能: 按GB/T 9341—2000 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，跨度64mm，彎曲速度2mm/min。

沖擊性能:按GB/T 1843—2008 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，缺口類型A 型。

密度測(cè)試：按GB/T 1033.1—2008 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。

維卡軟化點(diǎn)：按GB/T 1633—2000 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，B120法。

熱變形溫度：按GB/T 1634.1—2004 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。

二、性能分析

1.相容劑種類對(duì)破碎料性能的影響

汽車儀表板破碎料的主要成分是PC/ABS 合金和少量聚丙烯等多種熱塑性塑料。聚丙烯是非極性樹脂，溶解度參數(shù)約為16.3～17.3（J/cm3）0.5，而合金中占主體的聚碳酸酯樹脂是極性樹脂，溶解度參數(shù)約為19.4（J/cm3）0.5。加入相容劑旨在提高PC/ABS 合金與聚丙烯的相互作用力，從而改善其力學(xué)性能，所以相容劑的分子結(jié)構(gòu)應(yīng)同時(shí)含有極性基團(tuán)與非極性基團(tuán)。極性基團(tuán)能與PC/ABS 合金產(chǎn)生相互作用，提高二者的相互作用力，非極性基團(tuán)與PP 產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用力，這樣相容劑就成為將極性相差較大的兩種物質(zhì)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)的橋梁。不同相容劑對(duì)儀表板破碎料性能的影響如表1 所示。

表1 不同相容劑對(duì)破碎料性能影響

幾種相容劑中，SEBS-g-MAH 屬于馬來(lái)酸酐接枝SEBS。SEBS 是以聚丁二烯加氫得到的乙烯- 丁烯共聚物為中間彈性嵌段，以聚苯乙烯為末端段的線性三嵌共聚物。由于分子鏈中間含有不飽和雙鍵，所以該類相容劑改性后的物料拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量不僅都有所下降，而且是幾種相容劑中降幅最大的，而缺口沖擊強(qiáng)度卻是除SAG002 之外幾種相容劑中增幅最大的。SAG-002 相容劑是一款環(huán)氧型相容劑，SAG-002 可通過環(huán)氧基團(tuán)對(duì)聚酯起到封端、擴(kuò)鏈等作用，提高儀表板回收料PC/ABS 合金的熱穩(wěn)定性，通過反應(yīng)性增容改善合金相態(tài)，提升機(jī)械性能。

綜合考慮儀表板原料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度等各項(xiàng)性能指標(biāo)，儀表板破碎料的相容劑應(yīng)選擇SAG-002 類相容劑。

2.相容劑用量對(duì)破碎料性能的影響

圖1、圖2 考察了相容劑SAG-002 用量對(duì)儀表板破碎料力學(xué)性能的影響。

圖1 相容劑SAG-002 用量對(duì)破碎料拉伸、沖擊性能的影響

圖2 相容劑SAG-002 用量對(duì)破碎料彎曲性能的影響

從圖1、圖2 可看出，隨著相容劑SAG-002 用量的增加，破碎料改性后的力學(xué)性能呈逐漸增加趨勢(shì)。當(dāng)相容劑SAG-002 在10 份左右時(shí)，拉伸強(qiáng)度增加趨勢(shì)變得平緩了；在相容劑SAG-002 的質(zhì)量份數(shù)達(dá)到10 份前，彎曲模量和彎曲強(qiáng)度都有顯著的提高；而當(dāng)SAG-002 質(zhì)量份數(shù)超過10 份后，彎曲模量和彎曲強(qiáng)度增加趨勢(shì)都變得平緩了。這是因?yàn)椋S著相容劑用量的增加，破碎料中各組分相容性更好。故相容劑用量選取10 份為宜。

3.改性料用量對(duì)原料性能的影響

表2 中為將不同份數(shù)的改性料與儀表板原料共混，通過注射機(jī)制樣后測(cè)得的各項(xiàng)性能。

由表2 可以看出，隨著破碎料改性料用量的增加，所制得儀表板材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)均出現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)。其中，當(dāng)破碎料改性料用量達(dá)到17 份時(shí)，所制得儀表板材料的彎曲模量降到2384MPa，低于材料的物性要求2400MPa；此時(shí)的沖擊強(qiáng)度也最低，降到58.86 kJ/m2。此后，隨著破碎料改性料用量的增加，雖然彎曲模量、沖擊強(qiáng)度都比17 份時(shí)的性能好，但維卡軟化點(diǎn)降低到了物料性能要求值以下。綜合各方面的性能考慮，選取13 份儀表板破碎料改性料與儀表板原料共混，可以得到滿足儀表板原料性能要求的物料。

三、結(jié)論

（1）相容劑SAG-002 的添加，能有效改善儀表板破碎料的力學(xué)性能。

表2 破碎料改性料份數(shù)對(duì)儀表板材料性能的影響

（2）相容劑SAG-002 用量增加，儀表板破碎料的綜合力學(xué)性能提高，但添加量應(yīng)選10 份為宜。

（3）儀表板破碎料經(jīng)相容劑改性后，添加13 份到儀表板原料中，可以得到同等性能要求的儀表板物料。