基于机械物理法的热固性塑料再生机理及应用基础研究

热固性塑料由于其优异的性能，广泛应用于汽车、电子电气等产品中，但固化后热固性塑料不能再次熔融成型，难以经济、高效地回收再利用，不仅限制了热固性塑料的使用范围，也对环境造成了巨大的压力。因此，经济、高效的热固性塑料再生方法的研究显得十分迫切与必要。本项目主要研究基于机械物理法的热固性塑料再生机理及其再生工艺方法，包括分析热固性塑料破碎及再生过程中拉伸、剪切、挤压、摩擦等机械力对降低热固性塑料交联密度的作用规律，研究热固性塑料再生机理；研究影响热固性塑料再生的工艺参数及其与再生效果的关系；建立热固性塑料再生的过程模型，并通过理论分析与试验相结合确定常见热固性塑料的最优再生工艺；最终形成热固性塑料再生的理论与方法体系，为热固性塑料的有效回收奠定理论与方法基础，从而解决热固性塑料机械性能优越与难以回收之间的矛盾。

热固性塑料固化成型后形成网状交联分子结构，既不能再加热熔融，也不能在溶剂中溶解，因此回收利用面临严峻挑战，造成严重资源浪费和环境污染。本项目讨论了废旧热固性塑料的机械物理法粉碎、再生、混合和成形的回收全过程，研究了在机械力和热的综合作用下的再生机理及机械力化学效应，从能量转换和机械力活化角度，建立了机械物理法再生过程的理论模型。通过理论分析与试验相结合，提出了优化的再生方法和再资源化工艺流程，讨论了再资源化试验系统的组成及功能要求，设计制造专用的再生试验设备，通过对机械结构的计算机数值模拟与分析，优化了粉碎及再生效果。本项目以热固性酚醛塑料为研究对象，开展机械物理法再生及再资源化的试验研究，制备了可塑性再生料，分析了再生料的分子结构、化学性质和表面形貌特征。利用酚醛再生料作为主要原料，成功制备再生复合塑料。力学性能测试表明试样达到热塑性塑料（如聚丙烯PP）的机械强度要求，提高了回收利用率。建立了再生效果及力学性能的评价模型，对试验数据进行二次多元回归拟合，方差分析和显著性检验，确定工艺参数与再生效果的相互关系、影响规律及显著度顺序。此外对热固性聚氨酯进行了机械物理法再资源化试验研究，取得较好的再生效果。