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聚丙烯（PP）是一种质优价廉、用途广泛的通用树脂，具有绝缘性好、耐热性好、密度小等优点，而且以其优良的机械性能、加工性能等在电子、机械、日用品等行业中被广泛使用[1]。
随着聚丙烯产量和消耗量的不断增加，每年产生的废旧聚丙烯也越来越多，如何回收利用这些废旧聚丙烯就成为日益严峻的环境和社会问题[2]。
聚丙烯（PP）和高密度聚乙烯（HDPE）具有较好的综合力学性能，而且加工方便，因而各自在塑料制品中占有相当大的市场份额[3]。但PP和PE又有各自的优点和缺点，如PP刚性好，但在低温环境下脆性大，容易开裂；而PE正好相反，它耐低温性好，但刚性较差。如果将两者混合加工使用，则可互补其不足之处[4]。
现有废弃塑料果品周转箱所用的原材料主要是废旧PP，经测试其拉伸强度为8.5MPa，冲击强度为9.5kJ/m2，不能满足塑料果品周转箱的实际使用要求（拉伸强度＞15MPa，冲击强度＞20kJ/m2），需要进行改性提高。
本文是以废弃塑料果品周转箱为基础，将它的原材料（主要是废旧PP）作为基体树脂，以PP为增强剂、PE为增韧剂，对其进行增强和增韧改性，寻找三者之间的最佳比例，使其满足塑料果品周转箱的使用要求，并获得良好的综合力学性能。
1实验部分
1.1主要原料
废弃PP打包带（来自于废品回收站）；PP（牌号4540，北京燕山石化生产）；HDPE（牌号YGHO41T，上海石化生产）。
1.2主要设备
塑料注射成型机：HTF380W1型，宁波海天塑机集团有限公司。
双螺杆挤出机：TSB-18型，南京创博机械设备有限公司。
液晶电子拉力试验机：深圳市新三思计量技术有限公司。
简支梁冲击试验机：XJJ-50型，宁夏机械研究所。
扫描电子显微镜：JSM-6700F型，日本电子株式会社（JEOL）。
1.3试样制备
首先将PP、HDPE和废弃PP按配方称量（废弃PP均为100份），将称量好的材料放入烘箱内，在60℃下加热干燥2h，烘干水分；再将材料混合后加入双螺杆挤出机进行混炼塑化造粒；最后将粒料加入到注射成型机，注射到模具内，制成试样[5]。
工艺条件：挤出温度220℃，螺杆转速180r/min，螺杆温度210℃，注射温度240℃，模具温度60℃，注射压力120MPa，注射速率70mm/s。
1.4性能测试
将从模具中取出的试样经过24h环境处理后，按照GB/T1040-92塑料拉伸性能试验方法测试拉伸强度，按照GB/T1043-93塑料简支梁冲击试验方法测试冲击强度，每组测5个试样并取其平均值作为测试结果。
2结果与讨论
2.1PP加入量对复合材料性能的影响
2.1.1对拉伸强度的影响
图1为PP加入量对复合材料拉伸强度的影响。从图中可以看出，共混体系的拉伸强度随PP的不断增加而呈现出逐渐上升的趋势。当加入量为20份时，达到一个小高峰，由原来的8.5MPa增大到16.8MPa，这是因为新PP的拉伸性能比废弃PP要好得多，加入量越大性能越好。
2.1.2对冲击强度的影响
图2为PP加入量对复合材料冲击强度的影响从图中可以看出，共混体系的冲击强度随PP的不断增加而呈现出直线上升的趋势，接近线性增长当加入量为20份时，由原来的9.2kJ/m2增大到18.4kJ/m2，这是因为新料的冲击强度比旧料好，加得越多性能越好。
2.2PE加入量对复合材料性能的影响
2.2.1对拉伸强度的影响
图3为PE加入量对复合材料拉伸强度的影响。从图中可以看出，共混体系的拉伸强度随PE的不断增加而呈现出逐渐上升的趋势。当加入量为30份时，拉伸强度由原来的8.5MPa增大到14.2MPa，这是因为共混物中加入HDPE后会使部分PP的球型结晶破坏，形成碎片状，细化了球晶尺寸，增加了两相界面之间的相互作用力，从而起到提高拉伸强度并增加韧性的作用，改善了共混物的力学性能[6]。但是随着PE的不断增加，就可能造成两种聚合物之间的不相容以至出现相分离状态，拉伸强度开始趋于平稳并有可能出现下降的情况，因此PE加入量以10份左右较为适宜。
2.2.2对冲击强度的影响
图4为PE加入量对复合材料冲击强度的影响。由图4可见，当体系中PE加入量小于10份时，材料的冲击强度随着PE加入量的增加而呈现出直线上升的趋势，这是因为PE对PP球晶有插入分割和细化的作用，使PP球晶变得不完整，被分割成晶片，增加了两相界面之间的相互作用力；但当PE加入量大于10份时，材料的冲击强度随着PE加入量的增加而缓慢上升并逐渐趋于稳定，说明体系的相容性逐渐下降。
2.3PP/PE不同加入量对复合材料性能的影响
2.3.1对拉伸强度的影响
由前面实验可知，当PP加入量为20份时，材料拉伸强度为16.8MPa，冲击强度为18.4kJ/m2，此时已经满足果品周转箱拉伸强度的使用要求（拉伸强度＞15MPa），但是冲击强度还不能满足要求（冲击强度＞20kJ/m2），因此先固定PP为20份，再加入不同量的PE进行实验研究，以提高冲击性能，获得最佳配比图5是在固定PP加入量为20份的基础上，研究PE加入量对拉伸强度的影响。
从图5可以看出，共混体系的拉伸强度随PE的不断增加而呈现出逐渐上升的趋势当加入量为10份时，拉伸强度由原来的16.8MPa增大到18MPa，这是因为PE的加入使PP的大球晶碎化，增加了界面之间的相互作用力，进而提高了体系的强度之后随着PE的进一步增加，体系拉伸强度增大的趋势又趋于平缓，可能是因为PE与PP的相容性逐渐下降。
2.3.2对冲击强度的影响
图6是在固定PP加入量为20份的基础上，研究PE加入量对冲击强度的影响从图中可以看出，共混体系的冲击强度随PE的不断增加而呈现出逐渐上升的趋势当加入量为20份时，冲击强度由原来的18.4kJ/m2增大到28.1kJ/m2，这是因为PE的加入使PP的大球晶碎化，不仅破坏了PP球晶的完美性，而且也相应地影响了其结晶度，增加了大分子链的柔顺性，当材料受外力作用时能吸收更多的冲击能量，韧性得到提高。
2.4复合材料的扫描电镜分析
图7为废PP冲击断裂后的扫描电镜照片。从图中可以看出，断裂面明显有多而大的孔洞，许多颗粒裸露在外，并且分布不均匀，有团聚现象出现，说明废PP树脂的粘结性不好，颗粒相容性较差，在外力作用下，两相界面处发生破裂，没有发生塑性变形，显然属于脆性断裂。
图8图9和图10分别为在废PP中加入不同含量的PP和PE后，复合材料断面结构的电镜照片从图中可以看出，随着PE含量的增加，两相界面逐渐趋于模糊，断面趋于纤维化，出现网丝和微孔结构，说明试样断裂时存在剪切和屈服现象，为韧性断裂的特征[7]，最后断面上基本看不到有颗粒的团聚现象出现，表明复合材料已达到较好的相容效果，且断面层逐渐趋于比较细小均匀的纤维状，基体在冲击方向存在明显的层状滑移，这说明PE的加入容易诱导基体发生屈服形变，增加了耗散冲击能，使体系呈现韧性断裂。
3结论
由于PP和PE均为结晶型聚合物，两者共混得到具有一定程度相容但又并不完全相容的共混物多相体系在共混物中，聚合物会因各自不同的加入量而形成各自不同的结晶构造，因而PP/PE共混体系的性能与各组份的加入量有很大的关系。
1）PP对废旧塑料有增强作用，可以在一定程度上提高它的力学性能，加入量越大，性能越好。
2）PE对废旧塑料有增韧作用，可以大幅度提高材料的冲击强度，但用量过大时会导致材料的相容性下降，冲击性能反而有所降低。
3）综合以上各种因素，当废PP/新PP/PE的比例为100/20/10时，共混物的拉伸强度为18MPa，冲击强度为24kJ/m2，已经满足塑料果品周转箱的实际使用要求，此时复合材料具有较好的综合力学性能，尤其冲击强度的改善扩展了废PP的应用领域，具有良好的应用前景。
参考文献：
[1]陈占勋.废旧高分子材料资源及综合利用[M].北京：化学工业出版社，1997：83-85，91-92.
[2]颜小莉，周红艺.废旧塑料的再生利用技术与展望[J].环境污染治理技术与设备，2003，4（11）：26-28.
[3]吴自强，唐四丁，胡海.废旧聚丙烯回收利用技术的现状及发展趋势[J].再生资源研究，2002，1（5）：25-28.
[4]曹民干，乔雷.聚丙烯/聚乙烯共混合金中聚乙烯的含量对性能的影响[J].绝缘材料，2003，6（2）：25-27.
[5]周殿民，张丽珍.聚丙烯成型技术问答[M].北京：化学工业出版社，2007：2-3，285-291.
[6]王国全.聚合物共混改性原理与应用[M].北京：中国轻工业出版社，2006：36-45.
[7]付一政，李炳海.聚乙烯/聚丙烯共混体系力学性能的研究[J].现代塑料加工应用，2005，17（4）：12-15.
