Компатібілізатори довели ефективність у покращенні ключових властивостей, таких як баланс удару/жорсткості PCR та PIR сумішей поліолефінів та інших пластиків.#сталий розвиток
Зразок переробленого HDPE/PP без сумісника Dow Engage (угорі) та зразок переробленого HDPE/PP із сумісником Engage POE.Сумісність потроїла відносне подовження при розриві зі 130% до 450%.(Фото: Dow Chemical)
Оскільки переробка пластику стає зростаючим ринком у всьому світі, сумісні смоли та добавки все частіше використовуються для вирішення проблем гібридних смол у таких сферах, як упаковка та споживчі товари, будівництво, сільське господарство та автомобілебудування.Поліпшення характеристик матеріалів, удосконалення обробки та зниження витрат і впливу на навколишнє середовище є одними з ключових завдань, серед яких основний споживчий пластик, такий як поліолефіни та ПЕТ, лідирує.
Великою перешкодою для використання перероблених матеріалів є дороге та трудомістке розділення несумісного пластику.Дозволяючи змішувати несумісні пластмаси в розплаві, засоби сумісності допомагають зменшити потребу в розділенні та дозволяють виробникам матеріалів виробляти продукцію вищої якості, водночас збільшуючи вміст вторинної переробки та доступ до нових низькоякісних і дешевих джерел для зниження витрат.
Ці придатні для вторинної переробки сумісності включають спеціальні поліолефінові еластомери, стирольні блок-сополімери, хімічно модифіковані поліолефіни та добавки на основі хімії титану і алюмінію.З'явилися й інші нововведення.Очікується, що всі вони займатимуть центральне місце на майбутніх виставках.
Відповідно до Dow, Engage POE та Infuse OBC найкраще підходять для сумісності з поліпропіленом HDPE, LDPE та LLDPE завдяки поліетиленовій основі та альфа-олефінам як сомономеру.(Фото: Dow Chemical)
Спеціальні поліолефінові еластомери (POE) і поліолефінові пластомери (POP), спочатку введені для покращення властивостей поліолефінів, таких як ударна міцність і міцність на розтяг, еволюціонували як засоби сумісності для переробленого PE та PP, іноді також використовуються з іншими матеріалами, такими як PET або PET.нейлон.
Ці продукти включають Dow's Engage POE, статистичний сополімер етилен-альфа-олефінового сомономеру з додаванням OBC, сополімер олефіну з чергуванням жорстких і м’яких блоків, а також Exxon Mobil Vistamaxx Propylene-Ethylene і Exact Ethylene-Octene POP.
Ці продукти продаються переробникам/переробникам пластмас та іншим переробникам, сказав Хесус Кортес, розробник ринку ExxonMobil Product Solutions, зазначивши, що сумісність може бути інструментом, який допоможе переробникам використовувати перехресне забруднення та потенційно недорогі ключові агенти для потоків поліолефінів.Хан Чжан, директор глобального сталого розвитку для упаковки та спеціальних пластмас компанії Dow Chemical Company, сказав: «Наші клієнти виграють від створення кінцевого продукту вищої якості з доступом до ширшого потоку переробки.Ми обслуговуємо процесори, які використовують засоби сумісності, щоб збільшити кількість переробленого вмісту, зберігаючи при цьому технологічність».
«Наші клієнти отримують вигоду від створення кінцевого продукту вищої якості, маючи доступ до ширшого потоку переробки».
ExxonMobil' Cortés підтвердила, що ті самі сорти Vistamaxx і Exact, придатні для модифікації первинної смоли, також можна використовувати для забезпечення сумісності з переробленим пластиком.Він зазначив, що полімери Vistamaxx роблять HDPE, LDPE і LLDPE сумісними з поліпропіленом, додавши, що через полярність полімерів, таких як PET або нейлон, для того, щоб зробити поліолефіни сумісними з такими полімерами, необхідне щеплення класу Vistamaxx.«Наприклад, ми працювали з декількома виробниками компаундів, щоб прищепити Vistamaxx, щоб зробити поліолефіни сумісними з нейлоном, одночасно прагнучи зберегти покращення продуктивності, які полімери Vistamaxx можуть привнести у склади компаундів».
Рис.1 Таблиця MFR, що показує змішані кольори переробленого HDPE та поліпропілену з добавкою Vistamaxx і без неї.(Джерело: ExxonMobil)
За словами Кортеса, сумісність можна підтвердити покращеними механічними властивостями, такими як дуже бажана стійкість до ударів.Збільшення текучості також важливо при повторному використанні матеріалів.Прикладом є розробка композицій для лиття під тиском для потоків ПНД пляшок.Він зазначає, що всі доступні сьогодні спеціальні еластомери мають своє застосування.«Мета обговорення полягає не в тому, щоб порівняти їх загальну продуктивність, а в тому, щоб вибрати найкращий інструмент для конкретного проекту».
Наприклад, він сказав: «Коли PE сумісний із PP, ми вважаємо, що Vistamaxx дає найкращі результати.Але ринок також потребує покращеної ударостійкості, і етилен-октенові пластомери можуть підійти, якщо шукати в’язкість при низьких температурах».
Кортез додав: «Етиленоктенові пластомери, такі як наші марки Exact або Dow's Engage і Vistamaxx, мають дуже схожі рівні навантаження».
Чжан з Dow пояснив, що хоча присутність поліпропілену в HDPE загалом підвищує жорсткість, виміряну за модулем пружності при вигині, вона погіршує властивості, виміряні за в’язкістю та подовженням при розтягуванні через несумісність двох компонентів.Використання доповнювачів сумісності в цих сумішах HDPE/PP покращує баланс жорсткості/в’язкості шляхом зменшення фазового поділу та покращення міжфазної адгезії.
Рис.2. Графік ударної міцності, що показує різні кольорові суміші переробленого HDPE та поліпропілену з добавкою Vistamaxx і без неї.(Джерело: ExxonMobil)
За словами Чжана, Engage POE та Infuse OBC найкраще підходять для того, щоб зробити HDPE, LDPE та LLDPE сумісними з поліпропіленом завдяки поліетиленовій основі та альфа-олефіновому сомономеру.Як добавки для сумішей ПЕ/ПП вони зазвичай використовуються в кількості від 2% до 5% за вагою.Чжан зазначив, що покращуючи баланс між твердістю та міцністю, сумісні добавки Engage POE, такі як Grade 8100, можуть забезпечити більшу цінність для механічно перероблених сумішей PE/PP, включаючи потоки відходів з високим вмістом PE та PP.Застосування включають литі автомобільні деталі, баки з фарбою, сміттєві баки, пакувальні коробки, піддони та вуличні меблі.
Ринок потребує покращених ударних властивостей, і етиленоктенові пластомери можуть відігравати важливу роль, коли потрібна ударна в’язкість при низьких температурах.
Він додав: «Додавання лише 3 мас.% Engage 8100 втричі збільшив ударну в’язкість і подовження при розтягуванні несумісної суміші HDPE/PP 70/30, зберігаючи вищий модуль пружності, наданий компонентом PP», – додав він, відповідно до вимог низькотемпературної пластичності Engage POE забезпечує ударну міцність за температури навколишнього середовища. завдяки надзвичайно низькій температурі склування.
Говорячи про вартість цих спеціальних еластомерів, Cortez з ExxonMobil сказав: «У висококонкурентному ланцюжку вартості переробки важливо збалансувати вартість і продуктивність.За допомогою полімерів Vistamaxx продуктивність перероблених смол може бути покращена, дозволяючи використовувати смоли там, де переробники можуть отримати вищу економічну цінність».водночас задовольняючи попит на високоефективні матеріали. У результаті переробники можуть мати більше можливостей продавати свою перероблену пластмасу, а не лише вартість як основний фактор, що дозволяє їм зосередитися на індивідуальних сумішах і продуктивності».
«На додаток до можливості переробляти змішані поліолефіни, ми також працюємо над сприянням переробці різних сумішей, таких як поліолефіни, з інженерними пластиками, такими як нейлон і поліестер.Ми надали низку функціональних полімерів, але нові рішення все ще знаходяться в розробці.активно розробляються для вирішення різноманітних сумішей пластику, які використовуються в упаковці, інфраструктурі, транспорті та споживачах».
Стирольні блок-сополімери та хімічно модифіковані поліолефіни є іншими типами матеріалів, які привернули увагу як засоби сумісності для зміцнення та покращення сумісності перероблених смол.
Kraton Polymers пропонує стирольну блок-сополімерну платформу CirKular+, що містить добавки для підвищення ефективності для переробки та переробки пластмас.Джулія Стрін, директор глобального стратегічного маркетингу Kraton Specialty Polymers, вказує на дві серії з п’яти класів: серію CirKular+ Compatibility Series (C1000, C1010, C1010) і CirKular+ Performance Enhancement Series (C2000 і C3000).Ці добавки являють собою низку блок-сополімерів на основі стиролу та етилену/бутилену (SEBS).Вони мають виняткові механічні властивості, включаючи високу ударну міцність при кімнатній або кріогенній температурі, гнучкість для адаптації жорсткості та ударних властивостей, підвищену стійкість до розтріскування під напругою та покращену технологічність.Продукти Circular+ також забезпечують сумісність із кількома смолами для первинного пластику, відходів PCR та PIR.Залежно від класу їх можна використовувати в PP, HDPE, LDPE, LLDPE, LDPE, PS і HIPS, а також у полярних смолах, таких як EVOH, PVA та EVA.
«Ми показали, що можна переробити поліолефінові змішані пластикові відходи та переробити їх у більш цінні продукти».
«Добавки CirKular+, які повністю переробляються, дозволяють повторно використовувати ПЛР, покращуючи механічні властивості та підтримуючи дизайн продуктів на основі мономатеріалів на основі поліолефіну, таким чином максимізуючи вміст ПЛР до понад 90 відсотків», — сказав Стрін.немодифікована смола.Тестування показало, що продукти CirKular+ можна термічно обробити до п’яти разів для більш частого використання».
Лінійка розширювачів CirKular+ — це розширювачі з декількома смолами для покращення змішаних потоків відновлення PCR та PIR, які зазвичай додають від 3% до 5%.Два приклади переробки змішаних відходів включають формований під тиском композитний зразок 76%-PCR HDPE + 19%-PCR PET + 5% Kraton+ C1010 і зразок 72%-PCR PP + 18%-PCR PET + 10% Kraton+ C1000..У цих прикладах ударна міцність по Ізоду з надрізами була збільшена на 70% і 50% відповідно, а межа текучості зросла на 40% і 30%, зберігаючи при цьому жорсткість і покращуючи технологічність.ПЛР-суміші LDPE-PET також продемонстрували схожу ефективність.Ці продукти також ефективні для нейлону та ABS.
Серія CirKular+ Performance Enhancement розроблена для модернізації циклічних змішаних потоків PCR і PIR поліолефінів і полістиролу при типових рівнях додавання від 3% до 10%.Недавній успішний тест лиття під тиском: 91%-PCR PP + 9% Kraton+ C2000.Формула має 110% покращення балансу модуля удару порівняно з продуктами-конкурентами.«Додатки RPP високого класу в автомобільній та промисловій промисловості вимагають такого вдосконалення.Це також може бути застосовано до упаковки, але з менш жорсткими вимогами кількість C2000 буде зменшено», – сказав Стрін.
Кратон+ можна попередньо або сухо змішати з переробленим пластиком перед формуванням, екструзією або як частину процесу переробки, каже Стрін.З моменту запуску CirKular+ кілька років тому компанія досягла раннього впровадження в таких сферах, як промислові піддони, упаковка для харчових продуктів і напоїв, автомобільні компоненти та дитячі автокрісла.CirKular+ також можна використовувати в різноманітних процесах, включаючи лиття під тиском або пресування, екструзію, ротаційне формування та компаундування.
Polybond 3150/3002 є частиною широкого асортименту SI Group хімічно модифікованих поліолефінів Polybond і може використовуватися як сполучна речовина та добавка для сумісності.Це поліпропілен із щепленим малеїновим ангідридом, який робить перероблений поліпропілен сумісним з усіма типами нейлону.За словами Джона Юна, технічного менеджера та служби технічної підтримки, при типовому рівні використання 5% він демонструє більш ніж потрійну ударну міцність за Ізодом і зворотну ударну міцність за Ізодом.Ірфаан Фостер, директор з розвитку ринку, зазначає, що початкове застосування – це шумоізоляція автомобіля.Зовсім недавно він використовувався у сумішах переробленого поліпропілену та нейлону для панелей підлоги, компонентів під капотом і за панелями приладів.
Інший сорт — це Polybond 3029, поліетилен високої щільності з щепленим малеїновим ангідридом, представлений два роки тому як добавка для покращення сумісності деревно-пластикових композитів.За словами Юна, схоже, що компанія на шляху до досягнення сумісності із сумішшю 50/50 ПЛР/чистого ПЕВП.
Інший клас сумішоутворювачів базується на хімії титану та алюмінію, як-от титанат (Ti) і цирконат (Zr) каталізатори, які пропонує компанія Kenrich Petrochemicals і продає компаундувальникам і формувачам.Продукція компанії включає новий каталізатор у формі маткової суміші або порошку, який діє як добавка для сумісності з різними полімерами, включаючи поліолефіни, біопластики, такі як PET, PVC і PLA.За словами президента та співвласника Kenrich Сала Монте, його використання в сумішах ПЛР, таких як PP/PET/PE, набирає обертів.Повідомляється, що це підвищує продуктивність екструзії та скорочує час циклу лиття під тиском.
Повідомляється, що кульки Ken-React CAPS KPR 12/LV і порошок Ken-React KPR 12/HV відновлюють ПЛР до початкового стану.Монте сказав, що продукт є результатом поєднання нового каталізатора компанії LICA 12 алкоксититанату зі змішаним металевим каталізатором, який є «рентабельнішим».«Ми пропонуємо гранули CAPS KPR 12/LV у кількості від 1,5% до 1,75% від загальної ваги всіх перероблених матеріалів, доданих у бункер, як і маткову суміш, і знижуємо температуру процесу на 10-20%, щоб підтримувати зсув. реакційної суміші.Вони працюють на нанометровому рівні, тому потрібен реактивний зсув композиту, а розплав вимагає високого крутного моменту».
Монте каже, що ці добавки є ефективними засобами сумісності для додаткових полімерів, таких як LLDPE і PP, і поліконденсатів, таких як PET, органічних і неорганічних наповнювачів і біопластиків, таких як PLA.Типові результати включають зниження температури екструзії, лиття під тиском і видування на 9%, а також підвищення швидкості обробки на 20% для більшості термопластів без наповнювача.Подібні результати були отримані з переробленої суміші 80/20% LDPE/PP.В одному випадку 1,5% CAPS KPR 12/LV було використано для забезпечення сумісності трьох PIR-смол: градуйована плавлена плівка LLDPE, 20-35 MFI кришки змішаного литого поліпропіленового сополімеру та термоформована харчова упаковка PET.Подрібніть суміш PP/PET/PE до розміру 1/4″.до ½ дюйма.Пластівці та розплави змішуються в гранули для лиття під тиском.
Як повідомляється, запатентована технологія двоблокових добавок Interface Polymers долає притаманну поліолефінам несумісність на молекулярному рівні, дозволяючи їх переробляти.(Фото: міжфазні полімери)
Дистриб’юторський бізнес SACO AEI Polymers є ексклюзивним дистриб’ютором Fine-Blend у Китаї, який виробляє широкий спектр сумісних засобів для поліпропілену, нейлону, ПЕТ, інженерних термопластів і біополімерів, таких як PLA і PBAT, включаючи перероблені суміші, добавки та подовжувачі ланцюга.сказав керівник бізнес-підрозділу Майк Маккормач.До допоміжних речовин належать нереакційноздатні компатибілізатори, переважно блок- та графт-сополімери або рандом-сополімери, які не беруть участі в хімічній реакції при змішуванні полімерів.BP-1310 є прикладом, коли рівні додавання від 3% до 5% покращують сумісність перероблених сумішей поліпропілену та полістиролу.Розробляється добавка для покращення сумісності перероблених сумішей PE/PS.
Реактивні сумісники Fine-Blend покращують сумісність шляхом хімічної реакції з первинним полімером під час змішування, включаючи ECO-112O для переробленого ПЕТ, полікарбонату та нейлону;HPC-2 для АБС та переробленого ПЕТ-компабілізатора;і СПГ-02 для виробництва поліпропілену та вторинного поліпропілену.Сумісний з ПЕТ.Вони містять епоксидні групи, які можуть реагувати з гідроксильними групами переробленого поліефіру, покращуючи міцність і сумісність, сказав Маккормах.Існує також CMG9801, поліпропілен з щепленим малеїновим ангідридом, який може реагувати з аміногрупами нейлону.
З 2016 року британська компанія Interface Polymers Ltd. розробила свою власну технологію диблок-сополімеру Polarfin, яка, як повідомляється, долає властиву поліолефінам молекулярну несумісність, дозволяючи їх переробляти.Ці диблокові добавки підходять для первинних і перероблених поліетиленових і поліпропіленових сумішей, листів і плівок.
Великий виробник плівок працює над проектом обробки багатошарових плівок без істотної втрати продуктивності.Директор з розвитку бізнесу Саймон Уоддінгтон сказав, що навіть при низьких рівнях навантаження Polarfin усуває гелеутворення, поширену проблему, яка перешкоджає переробці поліолефінових плівок із використанням перероблених змішаних пластмас.«Ми успішно продемонстрували, що поліолефінові змішані пластикові відходи можуть бути перероблені та перероблені у більш цінні продукти за допомогою нашої технології добавок Polarfin».
За словами Кортеса з ExxonMobil, сумісність (наприклад, Vistamaxx із переробленим ПЕ/ПП) можна продемонструвати покращеними механічними властивостями, такими як стійкість до ударів.(Фото: ExxonMobil)
У двошнековому компаундуванні більшість інженерів визнають перевагу можливості конфігурувати гвинтові елементи.Ось що вам потрібно знати про сортування секцій ковша.
Шукайте просторові та/або часові шаблони, щоб надати підказки під час дослідження дефектів якості зв’язку або визначення першопричини проблем обробки.Стратегія виявлення та лікування визначеної причини полягає в тому, щоб спочатку визначити, чи є проблема хронічною чи тимчасовою.
Insight Polymers & Complexers використовує свій досвід у хімії полімерів для розробки матеріалів наступного покоління.
Час публікації: 28 липня 2023 р