机械回收与添加原生聚丁二烯橡胶对电子废弃物中回收ABS性能的影响：多技术表征研究

为解决电子废弃物(WEEE)中丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)回收过程中因污染和降解导致的性能下降问题，研究人员通过机械回收（破碎与挤出）及添加10%原生聚丁二烯橡胶(vPBR)，结合FT-IR、TEM、ICP-OES等多技术手段，发现挤出工艺可提升材料均质性并去除Ba、Cl等污染物，使热稳定性提高30°C，vPBR的加入则形成纤维状形态增强内聚性，为工业级回收ABS的性能优化提供了方法论支持。

　　

随着电子产品更新换代加速，全球电子废弃物(WEEE)年产量已突破5000万吨，其中塑料占比达20%。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)作为电子外壳的主要材料，其回收面临三大难题：污染物残留、热降解导致的性能劣化，以及橡胶相(PBR)老化引发的韧性下降。传统机械回收虽能实现物理再生，但工艺参数对材料微观结构的影响机制尚不明确，特别是挤出过程中添加原生橡胶的增效作用缺乏系统研究。

法国蔚蓝海岸大学Nathanael Guigo团队在《Waste Management Bulletin》发表的研究，通过工业级ABS回收样本（来自Galloo Plastics公司），创新性地将破碎、挤出工艺与vPBR添加效应进行关联分析。研究采用多尺度表征技术：FT-IR解析化学结构保留度，TEM/SEM观察PBR分散形态，EDX/ICP-OES追踪元素污染变化，TGA/TMDSC评估热稳定性演变。

结果部分

General comparison of samples

尺寸分析显示挤出工艺使样品均匀性显著提升：破碎样品(1)尺寸离散度达17.98mm，而挤出样品(2A/2B)波动范围缩至0.6mm以内，质量标准差降低80%。

Fourier transform infrared spectroscopy

FT-IR证实所有样品保留ABS特征峰（2237 cm^-1处C≡N键），但挤出样品在900-970 cm^-1区间的PBR特征峰强度增加30%，暗示挤出过程促进了橡胶相迁移。

Thermoanalysis

TGA显示挤出使10%热失重温度(T_10%)从353°C升至387°C。TMDSC检测到vPBR添加样品(2B)在105°C出现新峰，表明新生橡胶相改变了分子运动模式。

Transmission electron microscopy

TEM揭示关键形态差异：破碎样品(1)中PBR颗粒呈328×201nm的孤立囊泡，挤出样品(2A)形成包埋小颗粒的团聚体，而vPBR改性样品(2B)呈现独特的纤维状连续相。

SEM and energy dispersive X-ray analysis

EDX证实挤出工艺去除90%的Cl元素，但TiO₂填料仍残留。ICP-OES进一步显示挤出使Ba含量降低51%，而添加vPBR后Al浓度意外增加8倍，可能与工艺润滑剂有关。

结论与意义

该研究首次建立WEEE-ABS回收工艺-性能的定量关联模型：挤出工艺通过剪切力场重组PBR分布，消除低沸点污染物；而vPBR的加入通过"纤维增韧"机制补偿了老化橡胶的性能损失。工业实践中，该方法可使回收ABS的热稳定性达到原生材料90%水平，为开发汽车配件等高价值应用提供可能。

研究还提出"过程指纹"概念：通过元素谱图(Ba/Ti比值)可追溯回收工艺历史，这对建立塑料追溯系统具有启示意义。未来研究可探索vPBR添加量与冲击强度的非线性关系，以及多次循环回收的临界失效点。