(二)超高分子量聚乙烯复合材料废料制备纤维增强聚氨酯泡沫材料

随着国内近二十年的超高分子量聚乙烯纤维材料的发展,超高分子量聚乙烯复合材料得到广泛应用,在生产过程中产生了大量超高分子量聚乙烯边角料。这些边角料的回收成为一大难题。纤维增强聚氨酯复合材料是一个很热门的研究方向,但是大多集中在玻璃纤维增强聚氨酯泡沫方面。比如,江苏某复合材料公司研制的玻璃纤维增强聚氨酯复合门窗已经面市,该门窗材料结合了塑料门窗的优越保温性能和金属门窗的高强度,在绿色建筑的应用上能够降低建筑物在使用过程中以及整个生命周期的能源消耗。目前,关于超高分子量聚乙烯纤维增强聚氨酯泡沫的研究还很少。某军工研究所对于超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)增强聚氨酯泡沫的防爆炸性能进行了研究,结果表明,UHMWPE的加入能显著提高聚氨酯泡沫的抗爆性能。本例将回收的超高分子量聚乙烯纤维复合材料粉碎后分离出超高分子量聚乙烯纤维,再将回收纤维作为填料添加到聚氨酯泡沫原料中,制作纤维增强聚氨酯泡沫塑料。由于使用超高分子量聚乙烯纤维制作防护类制品时,产生的边角料纤维中含有聚氨酯树脂,而聚氨酯树脂去除困难,给回收超高分子量聚乙烯纤维带来一定困难。本方法可在不完全去除聚氨酯的情况下直接将回收纤维加以利用,由于纤维表面含有聚氨酯树脂,这有利于纤维与聚氨酯泡沫的界面结合,使纤维起到增强增韧的作用。制品可用作防冲击、防爆炸等领域。

1.配方
2.加工工艺

将含有聚氨酯树脂的复合材料边角料粉碎,去除部分聚氨酯树脂,分离出超高分子量聚乙烯纤维。将分离得到的超高分子量聚乙烯纤维放入聚氨酯发泡原料的白料中,用玻璃棒搅拌使其混合均匀。超高分子量聚乙烯纤维质量分数为6%(占黑白料总质量的6%)。将脱模剂涂在模具表面,并升高模具温度至40℃±5℃。将聚氨酯发泡原料中的黑料注入含有超高分子量聚乙烯纤维的白料中进行混合,黑白料的配比为1∶1。黑料可以稍微过量,快速搅拌,待混合液发白后迅速倒入模具中,依次盖上PET薄膜纸、铁板、重物,等待发泡完成。待发泡完成后,升高模具温度至60℃±5℃,进行熟化,熟化时间为6min。待熟化完成、模具冷却后脱模取出制品。

3.参考性能

采用本方法制作的纤维增强聚氨酯泡沫材料较普通聚氨酯泡沫材料具有更好的韧性及抗冲击性能。但是,由于发泡装置过于简单,其制成品的外观及力学性能很难与通过反应注射成型装置制作的聚氨酯泡沫材料相比较。