Kompatibilizatorji so se izkazali za učinkovite pri izboljšanju ključnih lastnosti, kot je ravnovesje udarec/togost mešanic PCR in PIR poliolefinov in drugih plastičnih mas.#trajnostni razvoj
Vzorec recikliranega HDPE/PP brez združljivosti Dow Engage (zgoraj) in vzorec recikliranega HDPE/PP z združljivostjo Engage POE.Združljivost je potrojila raztezek pri pretrganju s 130 % na 450 %.(Foto: Dow Chemical)
Ker recikliranje plastike postaja rastoči trg po vsem svetu, se združljive smole in dodatki vse pogosteje uporabljajo za reševanje težav s hibridnimi smolami na področjih, kot so embalaža in potrošniški izdelki, gradbeništvo, kmetijstvo in avtomobilizem.Izboljšanje učinkovitosti materiala, izboljšanje predelave ter zmanjšanje stroškov in vpliva na okolje so med ključnimi izzivi, pri čemer prednjači običajna potrošniška plastika, kot sta poliolefin in PET.
Velika ovira pri uporabi recikliranih materialov je drago in dolgotrajno ločevanje nezdružljive plastike.S tem ko omogočajo mešanje nezdružljive plastike v taljenju, kompatibilizatorji pomagajo zmanjšati potrebo po ločevanju in proizvajalcem materialov omogočajo proizvodnjo izdelkov višje kakovosti, hkrati pa povečujejo vsebnost recikliranih materialov in dostopajo do novih nizkokakovostnih in poceni virov za nižje stroške.
Ti kompatibilizatorji, ki jih je mogoče reciklirati, vključujejo posebne poliolefinske elastomere, stirenske blok kopolimere, kemično modificirane poliolefine in dodatke na osnovi kemije titana in aluminija.Pojavile so se tudi druge novosti.Vsi naj bi zavzeli osrednje mesto na prihajajočih sejmih.
Glede na Dow sta Engage POE in Infuse OBC najbolj primerna za HDPE, LDPE in LLDPE združljivost s polipropilenom zaradi PE hrbtenice in alfa olefinov kot komonomerov.(Foto: Dow Chemical)
Posebni poliolefinski elastomeri (POE) in poliolefinski plastomeri (POP), prvotno uvedeni za izboljšanje lastnosti poliolefinov, kot sta udarna in natezna trdnost, so se razvili kot sredstva za združljivost recikliranega PE in PP, ki se včasih uporabljajo tudi z drugimi materiali, kot sta PET ali PET.najlon.
Ti izdelki vključujejo Dow's Engage POE, naključni kopolimer etilen-alfa-olefinskega komonomera z OBC, kopolimer olefinov z izmeničnim trdim in mehkim blokom ter Exxon Mobil Vistamaxx Propylene-Ethylene in Exact Ethylene-Octene POP.
Ti izdelki se prodajajo predelovalcem/izdelovalcem spojin plastike in drugim recikliranjem, je dejal Jesús Cortes, razvijalec trga pri ExxonMobil Product Solutions, pri čemer je opozoril, da je združljivost lahko orodje, ki recikliranjem pomaga pri izkoriščanju navzkrižne kontaminacije in potencialno poceni ključnih sredstev za tokove poliolefinov.Han Zhang, direktor globalne trajnosti za embalažo in posebno plastiko pri The Dow Chemical Company, je dejal: »Naše stranke imajo koristi od ustvarjanja končnega izdelka višje kakovosti z dostopom do širšega toka recikliranja.Služimo predelovalcem, ki uporabljajo kompatibilizatorje za povečanje reciklirane vsebnosti, hkrati pa ohranjajo sposobnost izdelave.«
"Naše stranke imajo koristi od ustvarjanja končnega izdelka višje kakovosti, medtem ko imajo dostop do širšega toka recikliranja."
ExxonMobil' Cortés je potrdil, da se lahko isti razredi Vistamaxx in Exact, primerni za modifikacijo čistih smol, uporabijo tudi za zagotovitev združljivosti z reciklirano plastiko.Opozoril je, da so zaradi polimerov Vistamaxx HDPE, LDPE in LLDPE združljivi s polipropilenom, in dodal, da je zaradi polarnosti polimerov, kot sta PET ali najlon, potrebno cepljenje razreda Vistamaxx, da postanejo poliolefini združljivi s takimi polimeri."Delali smo na primer z več proizvajalci spojin, da bi cepili Vistamaxx, da bi poliolefini postali združljivi z najlonom, hkrati pa smo želeli ohraniti izboljšave učinkovitosti, ki jih lahko polimeri Vistamaxx prinesejo formulacijam spojin."
riž.1 MFR grafikon prikazuje mešane barve recikliranega HDPE in polipropilena z dodatkom Vistamaxx in brez njega.(Vir: ExxonMobil)
Združljivost je mogoče potrditi z izboljšanimi mehanskimi lastnostmi, kot je zelo zaželena odpornost na udarce, pravi Cortez.Povečanje pretočnosti je pomembno tudi pri ponovni uporabi materialov.Primer je razvoj formulacij za brizganje tokov plastenk HDPE.Ugotavlja, da imajo vsi posebni elastomeri, ki so danes na voljo, svojo uporabo."Namen razprave ni primerjati njihovo celotno uspešnost, ampak izbrati najboljše orodje za določen projekt."
Rekel je na primer: »Če je PE združljiv s PP, verjamemo, da Vistamaxx daje najboljše rezultate.Toda trg potrebuje tudi izboljšano odpornost na udarce in etilen-oktenski plastomeri so lahko primerni, ko iščemo nizkotemperaturno žilavost.«
Cortez je dodal: "Etilen-oktenski plastomeri, kot so naši razredi Exact ali Dow's Engage in Vistamaxx, imajo zelo podobne stopnje obremenitve."
Zhang iz družbe Dow je pojasnil, da medtem ko prisotnost polipropilena v HDPE na splošno poveča togost, merjeno z upogibnim modulom, poslabša lastnosti, merjene z žilavostjo in nateznim raztezkom, zaradi nezdružljivosti obeh komponent.Uporaba kompatibilizatorjev v teh mešanicah HDPE/PP izboljša ravnotežje med togostjo in viskoznostjo z zmanjšanjem ločevanja faz in izboljšanjem oprijema na površini.
riž.2. Graf udarne trdnosti, ki prikazuje različne barvne mešanice recikliranega HDPE in polipropilena, z in brez dodatka Vistamaxx.(Vir: ExxonMobil)
Po Zhangovih besedah sta Engage POE in Infuse OBC najbolj primerna za izdelavo HDPE, LDPE in LLDPE združljivih s polipropilenom zaradi PE hrbtenice in alfa-olefinskega komonomera.Kot dodatki za mešanice PE/PP se običajno uporabljajo v količinah od 2 % do 5 % teže.Zhang je opozoril, da lahko z izboljšanjem ravnovesja trdote in žilavosti kompatibilizatorji Engage POE, kot je razred 8100, zagotovijo večjo vrednost za mehansko reciklirane mešanice PE/PP, vključno s tokovi odpadkov z visoko vsebnostjo PE in PP.Aplikacije vključujejo brizgane avtomobilske dele, pločevinke za barve, smetnjake, embalažne škatle, palete in zunanje pohištvo.
Trg potrebuje izboljšano udarno zmogljivost in etilen oktenski plastomeri lahko igrajo vlogo, ko je potrebna udarna žilavost pri nizkih temperaturah.
Dodal je: »Dodatek samo 3 mas.% Engage 8100 je potrojil udarno trdnost in natezni raztezek nekompatibilne mešanice HDPE/PP 70/30, medtem ko je ohranil višji modul, ki ga daje komponenta PP,« je dodal, za zahteve glede nizkotemperaturne plastičnosti Engage POE zagotavlja udarno trdnost pri sobni temperaturi. zaradi izjemno nizke temperature posteklenitve.
Ko je govoril o stroških teh posebnih elastomerov, je Cortez iz ExxonMobila dejal: »V zelo konkurenčni vrednostni verigi recikliranja je pomembno uravnotežiti stroške in zmogljivost.S polimeri Vistamaxx je mogoče izboljšati učinkovitost recikliranih smol, kar omogoča uporabo smol v aplikacijah, kjer lahko recikliralci pridobijo višjo ekonomsko vrednost.«hkrati pa izpolnjujejo povpraševanje po visoko zmogljivih materialih. Posledično imajo lahko predelovalci večje možnosti za trženje svoje reciklirane plastike, namesto da bi bili glavni dejavnik stroški, kar jim omogoča, da se osredotočijo na mešanice in pretočnost po meri.«
»Poleg tega, da lahko recikliramo mešane poliolefine, si prizadevamo tudi za spodbujanje recikliranja različnih mešanic, kot so poliolefini, z inženirsko plastiko, kot sta najlon in poliester.Zagotovili smo številne funkcionalne polimere, nove rešitve pa so še v razvoju.se aktivno razvijajo za obravnavo različnih plastičnih mešanic, ki jih najdemo v embalaži, infrastrukturi, transportu in potrošniških aplikacijah.«
Blok kopolimeri stirena in kemično modificirani poliolefini so druge vrste materialov, ki so bili deležni pozornosti kot kompatibilizatorji za ojačitev in izboljšanje združljivosti recikliranih smol.
Kraton Polymers ponuja platformo stirenskega blok kopolimera CirKular+, ki vsebuje dodatke za izboljšanje učinkovitosti za recikliranje in recikliranje plastike.Julia Strin, direktorica globalnega strateškega trženja za Kraton Specialty Polymers, opozarja na dve seriji s petimi razredi: CirKular+ Compatibility Series (C1000, C1010, C1010) in CirKular+ Performance Enhancement Series (C2000 in C3000).Ti dodatki so vrsta blok kopolimerov na osnovi stirena in etilena/butilena (SEBS).Imajo izjemne mehanske lastnosti, vključno z visoko udarno trdnostjo pri sobni ali kriogeni temperaturi, prilagodljivostjo za prilagajanje togosti in udarnimi lastnostmi, izboljšano odpornostjo na napetostne razpoke in izboljšano obdelavo.Izdelki Circular+ zagotavljajo tudi združljivost z več smolami za neobdelano plastiko, PCR in PIR odpadke.Odvisno od razreda se lahko uporabljajo v PP, HDPE, LDPE, LLDPE, LDPE, PS in HIPS ter polarnih smolah, kot so EVOH, PVA in EVA.
"Pokazali smo, da je možno reciklirati poliolefinske mešane plastične odpadke in jih reciklirati v bolj dragocene izdelke."
»Aditivi CirKular+, ki jih je mogoče v celoti reciklirati, omogočajo ponovno uporabo PCR z izboljšanjem mehanskih lastnosti in podporo zasnovi monomaterialnih izdelkov na osnovi poliolefinov, s čimer se poveča vsebnost PCR na več kot 90 odstotkov,« je dejal Stryn.nemodificirana smola.Testiranje je pokazalo, da je izdelke CirKular+ mogoče toplotno obdelati do petkrat za pogostejšo uporabo.”
Razpon razširiteljev CirKular+ so ekspanderji z več smolami za nadgradnjo mešanih rekuperacijskih tokov PCR in PIR, običajno dodanih od 3 % do 5 %.Dva primera recikliranja mešanih odpadkov vključujeta brizgani kompozitni vzorec 76 %-PCR HDPE + 19 %-PCR PET + 5 % Kraton+ C1010 in vzorec 72 %-PCR PP + 18 %-PCR PET + 10 % Kraton+ C1000..V teh primerih je bila udarna trdnost z zarezo Izod povečana za 70 % oziroma 50 %, meja tečenja pa se je povečala za 40 % oziroma 30 %, medtem ko se je ohranila togost in izboljšala predelovalnost.Tudi mešanice PCR LDPE-PET so pokazale podobno učinkovitost.Ti izdelki so učinkoviti tudi na najlonu in ABS.
Serija CirKular+ Performance Enhancement Series je zasnovana za nadgradnjo cikličnih mešanih tokov PCR in PIR poliolefinov in polistirena pri tipičnih stopnjah dodajanja od 3 % do 10 %.Nedavni uspešen test brizganja: 91 %-PCR PP + 9 % Kraton+ C2000.Formulacija ima 110-odstotno izboljšavo ravnotežja modula udarca v primerjavi s konkurenčnimi izdelki.»Aplikacije rPP višjega razreda v avtomobilskih in industrijskih aplikacijah zahtevajo tovrstne izboljšave.To bi lahko veljalo tudi za embalažo, vendar se bo z manj strogimi zahtevami količina C2000 zmanjšala,« je dejal Streen.
Kraton+ je mogoče predhodno ali suho zmešati z reciklirano plastiko pred oblikovanjem, ekstrudiranjem ali kot del postopka recikliranja, pravi Stryn.Od uvedbe CirKular+ pred nekaj leti je podjetje doseglo zgodnjo uporabo na področjih, kot so industrijske palete, embalaža za hrano in pijačo, avtomobilske komponente in otroški avtomobilski sedeži.CirKular+ se lahko uporablja tudi v različnih procesnih aplikacijah, vključno z brizganjem ali stiskanjem, ekstrudiranjem, rotacijskim oblikovanjem in mešanjem.
Polybond 3150/3002 je del obsežne ponudbe kemično modificiranih poliolefinov Polybond skupine SI Group in se lahko uporablja kot vezivo in dodatek za kompatibilnost.Gre za polipropilen s cepljenim anhidridom maleinske kisline, zaradi katerega je recikliran polipropilen združljiv z vsemi vrstami najlona.Po besedah Johna Yuna, tehničnega vodje in tehnične podpore, pri tipični stopnji uporabe 5 % izkazuje več kot trojno udarno trdnost z zarezo Izod in udarno trdnost povratnega Izoda.Irfaan Foster, direktor tržnega razvoja, ugotavlja, da je prva uporaba zvočna izolacija avtomobilov.V zadnjem času so ga uporabljali v mešanicah recikliranega polipropilena in najlona za talne plošče, komponente pod pokrovom motorja in za armaturno ploščo.
Druga vrsta je Polybond 3029, polietilen visoke gostote, cepljen z anhidridom maleinske kisline, uveden pred dvema letoma kot dodatek za izboljšanje združljivosti lesno-plastičnih kompozitov.Po besedah Yuna je videti, da je podjetje na dobri poti, da bo združljivo z mešanico 50/50 PCR/čisti HDPE.
Drugi razred kompatibilizatorjev temelji na kemiji titan-aluminij, kot sta titanat (Ti) in cirkonat (Zr) katalizator, ki ju ponuja Kenrich Petrochemicals in prodaja proizvajalcem mešanic in kalupov.Izdelki podjetja vključujejo nov katalizator v obliki masterbatch ali praška, ki deluje kot združljivostni dodatek za različne polimere, vključno s poliolefini, bioplastiko, kot so PET, PVC in PLA.Njegova uporaba v mešanicah PCR, kot je PP/PET/PE, po besedah predsednika in solastnika Kenricha Sal Monteja pridobiva zagon.To naj bi povečalo produktivnost ekstrudiranja in skrajšalo čas cikla brizganja.
Kroglice Ken-React CAPS KPR 12/LV in prašek Ken-React KPR 12/HV naj bi obnovili PCR v prvotno stanje.Monte je dejal, da je izdelek rezultat kombinacije novega LICA 12 alkoksi titanatnega katalizatorja podjetja z mešanim kovinskim katalizatorjem, ki je "stroškovno učinkovitejši."»Nudimo zrnca CAPS KPR 12/LV v količinah od 1,5 % do 1,75 % skupne teže vseh recikliranih materialov, dodanih v zabojnik, tako kot masterbatch, in znižamo temperaturo postopka za 10–20 %, da ohranimo strižne lastnosti. reakcijske zmesi.Delujejo na nanometrski ravni, zato je potreben reaktivni strig kompozita, talina pa zahteva visok navor.«
Monte pravi, da so ti dodatki učinkoviti kompatibilizatorji za dodatne polimere, kot sta LLDPE in PP, in polikondenzate, kot je PET, organska in anorganska polnila ter bioplastiko, kot je PLA.Tipični rezultati vključujejo 9-odstotno znižanje temperatur ekstrudiranja, brizganja in pihanja ter 20-odstotno povečanje hitrosti obdelave za večino termoplastov brez polnila.Podobni rezultati so bili pridobljeni z reciklirano mešanico 80/20 % LDPE/PP.V enem primeru je bil uporabljen 1,5 % CAPS KPR 12/LV za zagotovitev združljivosti treh PIR smol: graduiranega staljenega filma LLDPE, 20-35 MFI mešanih brizganih polipropilenskih kopolimernih pokrovov in termoformirane PET zložljive embalaže za živila.Mešanico PP/PET/PE zmeljemo na velikost 1/4″.do ½ palca.Kosmiči in taline se zmešajo v pelete za brizganje.
Patentirana tehnologija diblock dodatkov Interface Polymers naj bi premagala inherentno nezdružljivost poliolefinov na molekularni ravni, kar omogoča njihovo predelavo.(Foto: medfazni polimeri)
Distribucijsko podjetje SACO AEI Polymers je ekskluzivni distributer Fine-Blend na Kitajskem, ki proizvaja široko paleto kompatibilizatorjev za polipropilen, najlon, PET, inženirske termoplaste in biopolimere, kot sta PLA in PBAT, vključno z recikliranimi mešanicami, dodatki in podaljševalci verige.je dejal vodja poslovne enote Mike McCormach.Pomožne snovi vključujejo nereaktivne kompatibilizatorje, predvsem blok in cepljene kopolimere ali naključne kopolimere, ki pri mešanju polimerov ne sodelujejo v kemijski reakciji.BP-1310 je primer, kjer dodane stopnje od 3 % do 5 % izboljšajo združljivost recikliranih mešanic polipropilena in polistirena.V razvoju je dodatek za izboljšanje združljivosti recikliranih mešanic PE/PS.
Fine-Blend reaktivni kompatibilizatorji izboljšajo kompatibilnost s kemično reakcijo s čistim polimerom med mešanjem, vključno z ECO-112O za recikliran PET, polikarbonat in najlon;HPC-2 za kompatibilizator ABS in recikliranega PET;in SPG-02 za proizvodnjo polipropilena in recikliranega polipropilena.Združljiv s PET.Vsebujejo epoksi skupine, ki lahko reagirajo s hidroksilnimi skupinami recikliranega poliestra, da izboljšajo žilavost in združljivost, je dejal McCormach.Obstaja tudi CMG9801, polipropilen s cepljenim anhidridom maleinske kisline, ki lahko reagira z amino skupinami najlona.
Od leta 2016 je britansko podjetje Interface Polymers Ltd. razvilo svojo lastniško tehnologijo diblock kopolimernih aditivov Polarfin, ki naj bi premagala inherentno molekularno nezdružljivost poliolefinov in omogočila njihovo recikliranje.Ti diblock dodatki so primerni za čiste in reciklirane polietilenske in polipropilenske spojine, plošče in filme.
Velik proizvajalec filmov dela na projektu obdelave večplastnih filmov brez večje izgube produktivnosti.Direktor poslovnega razvoja Simon Waddington je povedal, da je Polarfin tudi pri nizkih stopnjah obremenitve odpravil želiranje, kar je pogost problem, ki ovira recikliranje poliolefinskih filmov z uporabo reciklirane mešane plastike."Uspešno smo dokazali, da je mogoče poliolefinske mešane plastične odpadke reciklirati in reciklirati v bolj dragocene izdelke z uporabo naše tehnologije dodatkov Polarfin."
Po besedah Cortesa iz ExxonMobila je združljivost (npr. Vistamaxx z recikliranim PE/PP) mogoče dokazati z izboljšanimi mehanskimi lastnostmi, kot je odpornost na udarce.(Foto: ExxonMobil)
Pri mešanju z dvojnim vijačenjem večina inženirjev priznava prednost možnosti konfiguriranja vijačnih elementov.Tukaj je tisto, kar morate vedeti o razvrščanju odsekov vedra.
Poiščite prostorske in/ali časovne vzorce, da zagotovite namige, ko preiskujete napake v kakovosti povezave ali ugotavljate glavni vzrok težav pri obdelavi.Strategija za prepoznavanje in zdravljenje prepoznavnega vzroka je najprej ugotoviti, ali je težava kronična ali začasna.
Insight Polymers & Complexers uporablja svoje strokovno znanje in izkušnje na področju kemije polimerov za razvoj materialov naslednje generacije.
Čas objave: 28. julij 2023