铸造用EPS粘结剂合成工艺的研究.pdf

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Mar.2008
变
造
Vol. 57 No.3
FOUNDRY
铸造用EPS粘结剂合成工艺的研究
李英民,刘云峰,任玉艳
(沈阳工业大学,辽宁沈阳110023)
摘要:论述了妒何利用废聚本乙燔泡沫通过改性、塑合成铸造的粘结的工艺过程、并通过试验证了混合溶剂
的配比,改性剂、增望剂的用量等对粘结剂溎结性能的影,确宗出了最住纳试配此及合威工艺
关键词:聚苯乙烯;政性剂;增塑剂
中图分类号:TG221文献标识码;A文章编号:1001-4977(2008)03-0243-03
Synthesis Technology of EPS Binder for Casting
LI Ying-min, Llu Yun-feng, REN Yu-yan
Shenyang University of Technology, Shenyang 110023, Liaoning, China
Abstract: The process that how to make use of polystyrene foam makes the binder for casting
through modifying and plasticizing was discussed. Then the effect of such factors as proportion of
mixed solvent, addition amount of modifier and plasticizer on adhesive properties of the binder was
validated by test, lastly the optimal ratio of reagents and synthesis technology were determined
Key words: polystyrene; modifier; plasticizers
发泡聚苯乙烯有质轻、吸震、易成型、成本低等
由化学知识知道,渀解强弱可以根据两种物质溶
优点,是当今世界上应用最广泛的塑料之一1我国于解参数差来确定,即一般溶解度参数相近原则。表1列
20世纪80年代开始使用这种材料,这些年发展很快,举了一些物质的溶解度参数
已成为全世界十大処料制品牛产国之一。EPS大都是
表1塑料溶剂的溶解度参数表
次性使用,所以废塑料的污染问题也越来越严重。 Table 1 Solubility parameters of plastic solvent
世界上很多国家都研究如何回收废FPS。因此,探讨
名称
溶解度参数6
涉点;"℃C
相对挥发速率
废聚苯乙烯泡沫塑料的处理方法是科研工作者的热门
變苯乙烯
课题。目前回收研究的重点主要在热降解回收苯乙烯
氧衍
单体,制取涂料、防水材料、胶粘剂等?,而在铸造
中苯
上的应用?前仅是在用作煤粉的代用物。本文介绍
l17,10
种用废聚苤乙烯泡沫塑料制铸造粘结剂的方法,并研
4.80
究成分配比、改性剂、增塑剂等对粘接剂的影响。
甲本
8.8
138,5
0.8
1EPS乳液粘结剂的合成
溶剂溶解能力的强弱取决于溶剂分子和高分子聚
1.1试验仪器及试验药品
合物间的亲合力,亲合力決定了溶剂向高分子聚合物
试验合成仪器:J50型电动搅拌器、型砂强度测试分子间隙中散的难易。通常当溶解度参数δ值的差值
仪、锤击式制样机等。试验所需约品:二甲苯、丙、即,8:-821<13时,两种物质就能够溶解。因此,选用
乙酸乙啪、OP-10、磺酸钠、E剂、B剂、松节油
了.に苯、乙酸乙幣、丙酮做为制取胶粘剂的混合溶
1.2混合溶翔的确定
剂,并确定一者的比例为3:3:4。
利用废弁聚翠乙烯研制铸造用粘接剂,混合溶剂1.3溶质量的确定
的逃用决定了粘接剂的成木,及毒性的高低和性能的
每种溶剂溶解物质的能力是一定的。超过或达不
好坏。想的溶剂应員有:⑩强的溶解力;②易与
到渀解的极限,都会影响粘结剂的性能。因此,在合
他溶剂混合且混砂时有好的分散性;③最小的毒性、成的过程中,合适的加入量不但充分利用溶剂的性能
减少对人体的伤害;④价廉、挥发速度适中等
还可以达到一个理想的效。溶质的量对试样初始强度
收稿日期:2007-08-28收到初槁、2007~10-18收到修稿。
作者简介:令民(1960-),男、辽行椭芦岛人、教授,博⊥生导师,从事村料加」.:E及新材料的研究」.作。E-mail:lyf10296190l63.comn
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的影响如图1所示。由图可知,随着溶质量的增加,砂是无规则、无定性的,使主链变便,造成软化点较高,
样初始度先增加后下降。取溶质(g)/溶剂(mL)=0.42常温下聚苯乙烯较脆。因此除了对聚苯乙烯进行政性
时效果较佳,因为在这个加入量下溶剂的溶解能力基外,还要加入一定的物质优化粘结剂的性能,即在乳
本达到了最大,且合成粘结剂中有毒物质的挥发较低,液中加入増塑剂。増大了链同距离、减少范德华力作
减少对人体的伤害。
用,使链段活动能力增大,降低软化温度,以制得韧
0.
性好的粘结剂叫。因此选择了B剂作为粘结剂的增塑
06
剂。增塑剂对砂样初始强度的影响见表2。
表2增塑剂加入量对初始强度的影响
Table 2 The impact of pl
itial strength
of Dind
增塑剂蜃
2830323436384042446
砂样初始强度/MPa0.360.41
600.54
溶质址g
图1溶质量对初始强度的影响
由表2知道,B剂用量占EPS用量的10%左右时,粘
Fig. I The effect of solute amount on the initial strength of binder
特性能是最好的,所以我们选择的B剂用量是占EPS用
1.4改性判对粘结判的影响
量的8%~10%。
合威铸造用的EPS粘接剂,改性剂的选择至关重1.7稳定剂
要。因为聚苯乙烯是非极性物质,分子中因含有苯环
粘结剂在混砂试验中挥发速度过快,为了改变这
而提高了刚性,降低了链节的柔韧性,性腌而易断。种情况,减绶溶剂挥发速度,延长型砂使用时间,我
用它作粘接剂就必须对其政性,在分子链上引人极性们在粘结剂中加入稳定剂。选择稳定剂的条件是:沸
基团,増加粘接剂的附着力。综合考查各种常用的点比较高,常温下挥发速度适中。经考察了几种稳定
EPS改性剂,选择E剂作为试验的改性剂。E剂是一种剂后,逃择了松节油剂作为稳定剂,并通过试验确定
强极性的物质,极少的用量就能得到很好的改性效果。松节油剂的加入量为20mL
改性剂加入量对初始强度的影响如图2所示。
1.8合成温度对粘结剂的影响
粘结剂合成过程中,需要对废聚苯乙烯进行改性
0.54
和增塑,所以反应温度对粘结剂性能也是一个重要的
0,0
因素。俑定一个合适的反应温度对得到高性