Ecosolution: composites based on recycled polypropylene modified by thermoplastic elastomers and dispersed fillers
Authors: Мясоедова В. В. , Лушкова А. В. 
Published: August 2024

Решение проблем устойчивого развития, химической безопасности и циклической экономики основано, в значительной мере, на актуальной в научно-практическом плане переработке сортированных вторичных полимеров. Представлены результаты впервые проведенных исследований полимерных смесей на основе материалов отечественного производства, а именно вторичного полипропилена (ВтПП) из сортированных промышленных твердых отходов с термоэластопластами (ТЭП) двух видов: полиолефинового и стирольного типа (5-10% от массы ВтПП), а также композиций на основе этих смесей и высокодисперсных наполнителей в виде активного дисперсно-девулканизированного порошка резины изношенных шин и резиновой крошки противогазов (2% от массы ВтПП). Образцы смесей были получены методом экструзии и термопрессования. Обнаружена хорошая совместимость ВтПП и ТЭП в изученной области составов при переработке смесей полимеров в условиях сдвиговой деформации методом экструзии. Свойства полученных смесей изучены совокупностью физико-химических методов (Фурье-ИК-спектроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии и термогравиметрического анализа), определены зависимости напряжения от относительного удлинения при разрыве. Проявлений химического взаимодействия между компонентами в изученных полимерных смесях не выявлено. Показано, что предложенные для модификации ВтПП сополимеры этилен-октена и стирол-этилен-бутилен-стирола обусловили пластификацию ВтПП вследствие уменьшения степени кристалличности, а также выполнили функцию компатибилизаторов при получении композитов путем введения в смеси высокодисперсных наполнителей типа порошков резины противогазов и девулканизированной резины шин.

A comprehensive solution to the problems of sustainable development, chemical safety and circular economy can be found, to a large extent, in the processing of sorted recycled polymers which is relevant in scientific and practical terms. The article presents the results of the first study of polymer mixtures based on domestically produced materials, namely, recycled polypropylene (recPP) obtained from sorted industrial solid waste, with thermoplastic elastomers (TPE) of two types: polyolefin and styrene based copolymers (5-10% wt of recPP) as well as compositions prepared from these mixtures and highly dispersed filler in the form of an active dispersed-devulcanized rubber powder of worn-out tires and rubber crumb of gas masks (2% wt of recPP). The studied samples of mixtures have been obtained by extrusion and heat pressing. Good compatibility of recPP and TPE is observed in the studied range of compositions during processing of polymer mixtures under shear deformation by extrusion. The properties of the resulting mixtures have been studied using a combination of physicochemical analysis methods (Fourier-IR spectroscopy, differential scanning calorimetry, and thermogravimetric analysis), and the stress-elongation dependences have been determined. No evidence of chemical interaction between the components of the studied polymer mixtures is revealed. It has been shown that the copolymers of ethylene-octene and styrene-ethylene-butylene-styrene proposed for modification of recPP caused the plasticization of the recPP due to a decrease in the degree of crystallinity, while TEPs perform the function of compatibilizers in the preparation of composites after introducing into the mixture a highly dispersed filler such as rubber powder derived from used gas masks and devulcanized tire rubber.