废旧交联聚乙烯的力化学再生及改性研究

废弃高分子材料的合理有效利用是建设资源节约性社会的重要部分，在解决人类所面临的能源、资源和环境等方面问题具有重要现实意义。废弃交联高分子材料由于其特殊的分子结构而难于有效利用，不仅形成资源浪费，而且污染环境，随着社会发展问题日益严重。针对交联聚乙烯在回收利用和加工过程中存在的关键问题，本课题提出通过固相力化学方法来实现其高效无污染的去交联可塑再加工和高性能化，应用高分子力化学原理，通过应力诱导力化学反应破坏交联聚乙烯的三维网络结构，降低其玻璃化转变温度，为实现交联聚乙烯的热塑性加工创造条件；利用常温固相力化学方法提供交联聚乙烯的无溶剂力化学接枝反应方法及其与通用高分子的无溶剂原位增容方法；本研究将为阐明固相应力作用对交联聚乙烯的交联结构破坏、凝胶含量降低与结晶结构和形态的变化提供理论和实验依据，为实现废弃交联聚乙烯的有效再生利用，获得低成本、高性能的复合材料提供新的技术路线。

本文针对交联聚乙烯在回收利用和加工过程中存在的关键问题，通过固相力化学方法来实现其高效无污染的去交联可塑再加工和高性能化，研究了常温固相力化学作用对交联聚乙烯的交联结构、凝胶含量与结晶结构和形态的影响，应用高分子力化学原理，通过应力诱导力化学反应破坏交联聚乙烯的三维网络结构，降低其玻璃化转变温度，实现了交联聚乙烯的热塑性加工。利用常温固相力化学方法提供交联聚乙烯的无溶剂力化学接枝反应方法，实现了交联聚乙烯与低密度聚乙烯、高密度聚乙烯及废旧轮胎胶粉的无溶剂原位增容。本项目为实现废弃交联聚乙烯的有效再生利用提供了理论依据，并为获得低成本、高性能的复合材料提供新的技术路线。本文所得的主要结论如下：.（1）固相力化学处理使XLPE发生解交联作用。随力化学作用时间增加，XLPE的凝胶含量显著降低，材料结晶度提高，分子链的活动性提高，有利于分子链重排结晶。随力化学处理的进行，XLPE的热稳定性略有增加，表明XLPE的交联网络结构发生破坏。溶胶组分的高温GPC结果表明固相力化学处理同时导致分子链主链的部分断裂。.（2）固相力化学处理后的XLPE可以进行热塑性加工。XLPE经5次力化学碾磨后力学性能显著增加；高压毛细管的流变测试结果表明，随碾磨次数增加，XLPE在宽的剪切速率范围内，表观粘度都显著下降，固相力化学处理能够显著提高XLPE的热塑性加工性能。.（3）和LDPE及HDPE共混后，可进一步改善力化学处理XLPE的表观性能和热塑加工性能。共混体系可进行注塑成型，,随碾磨次数的增加，XLPE/HDPE共混体系中XLPE和HDPE两相界面相容性增加，材料综合力学性能增加。.（4）固相力化学作用可同时实现废弃交联聚乙烯（XLPE）电缆料和废旧轮胎橡胶的解交联，采用力化学分散的XLPE/GTR复合粉体，应用动态硫化方法制备了便于再次回收利用且性能优良的热塑性弹性体（TPE），为这两种典型的难回收废弃交联高分子材料的高值化利用提供可行的技术路线。.（5）本项目研究成果：已发表期刊论文11篇，（SCI收录11篇，EI收录11篇），已接受发表论文2篇，发表会议论文2篇。本项目达到预期目标，完成了计划任务。