תואמים מקלים על עיבוד ועיבוד של שרפים מעורבים |טכנולוגיה פלסטית

תואמים הוכחו כיעילים בשיפור תכונות מפתח כגון איזון ההשפעה/נוקשות של תערובות PCR ו-PIR של פוליאולפינים ופלסטיקים אחרים.#פיתוח בר קיימא
דגימת HDPE/PP ממוחזרת ללא תאימות Dow Engage (למעלה) ודגימת HDPE/PP ממוחזרת עם תאימות POE של Engage.התאימות שילשה את ההתארכות בהפסקה מ-130% ל-450%.(צילום: דאו כימיקל)
ככל שמחזור פלסטיק הופך לשוק הולך וגדל ברחבי העולם, שרפים ותוספים תואמים משמשים יותר ויותר לפתרון בעיות שרף היברידי בתחומים כמו אריזות ומוצרי צריכה, בנייה, חקלאות ומכוניות.שיפור ביצועי החומר, שיפור העיבוד והפחתת העלויות וההשפעה הסביבתית הם בין האתגרים המרכזיים, כאשר פלסטיק צרכני מיינסטרים כגון פוליאולפינים ו-PET מובילים.
מחסום גדול לשימוש בחומרים ממוחזרים הוא ההפרדה היקרה והגוזלת זמן של פלסטיק שאינו תואם.על ידי מתן אפשרות לתערובת פלסטיק לא תואם להתמוסס, תואמים עוזרים להפחית את הצורך בהפרדה ומאפשרים ליצרני חומרים לייצר מוצרים באיכות גבוהה יותר, ובו בזמן להגדיל את התוכן הממוחזר ולגשת למקורות חדשים באיכות נמוכה ובעלות נמוכה כדי להוזיל עלויות.
חומרי ההתאמה הניתנים למחזור אלה כוללים אלסטומרים מיוחדים של פוליאולפינים, קופולימרים בלוק סטירן, פוליאולפינים שעברו שינוי כימי ותוספים המבוססים על כימיה של אלומיניום טיטניום.הופיעו גם חידושים נוספים.כולם צפויים לתפוס את מרכז הבמה בתערוכות הקרובות.
לפי Dow, Engage POE ו-Infuse OBC מתאימות ביותר לתאימות HDPE, LDPE ו-LLDPE עם פוליפרופילן בשל עמוד השדרה PE ואלפא אולפינים כקומונומרים.(צילום: דאו כימיקל)
אלסטומרים פוליאולפינים מיוחדים (POE) ופוליאולפינים פלסטומרים (POP), שהוצגו במקור כדי לשפר את המאפיינים של פוליאולפינים כגון חוזק פגיעה וחוזק מתיחה, התפתחו כחומרי תאימות ל-PE ו-PP ממוחזרים, ולעיתים משמשים גם עם חומרים אחרים כגון PET או PET.ניילון.
מוצרים אלה כוללים את Dow's Engage POE, קו-פולימר אקראי עם אתילן-אלפא-אולפין חדורי אתילן-אלפא-אולפין, קופולימר אולפינים מתחלף בלוק קשה-רך, ו-Exxon Mobil Vistamaxx Propylene-Ethylene ו-Exact Ethylene-Octene POP.
מוצרים אלו נמכרים לממחזרי פלסטיק/מחזרים וממחזרים אחרים, אמר Jesús Cortes, מפתח שוק ב-ExxonMobil Product Solutions, וציין כי תאימות יכולה להיות כלי המסייע לממחזרים לנצל זיהום צולב וסוכני מפתח שעלולים להיות בעלות נמוכה עבור זרמי פוליאולפינים.האן ג'אנג, מנהל הקיימות העולמית לאריזות ופלסטיקה מיוחדת בחברת Dow Chemical Company, אמר: "הלקוחות שלנו נהנים מיצירת מוצר סופי באיכות גבוהה יותר עם גישה לזרם מיחזור רחב יותר.אנו משרתים מעבדים שמשתמשים בתאימות כדי להגדיל את התוכן הממוחזר תוך שמירה על יכולת הייצור".
"הלקוחות שלנו נהנים מיצירת מוצר סופי איכותי יותר תוך גישה לזרם מיחזור רחב יותר."
ExxonMobil' Cortés אישרה כי ניתן להשתמש באותם דרגות Vistamaxx ו-Exact המתאימות לשינוי שרף בתולה כדי להבטיח תאימות עם פלסטיק ממוחזר.הוא ציין כי פולימרים של Vistamaxx הופכים את HDPE, LDPE ו-LLDPE לתואמים לפוליפרופילן, והוסיף כי בשל הקוטביות של פולימרים כגון PET או ניילון, נדרשת השתלה בדרגת Vistamaxx כדי להפוך את הפוליאולפינים למתאימים לפולימרים כאלה."לדוגמה, עבדנו עם מספר תרכובים כדי להשתיל את Vistamaxx כדי להפוך פוליאולפינים תואמים לניילון תוך מטרה לשמור על שיפורי הביצועים שפולימרים של Vistamaxx יכולים להביא לניסוחים של תרכובות."
אורז.תרשים MFR 1 המציג צבעים מעורבים של HDPE ממוחזר ופוליפרופילן עם ובלי תוסף Vistamaxx.(מקור: ExxonMobil)
ניתן לאשר תאימות על ידי תכונות מכניות משופרות, כגון עמידות פגיעה רצויה ביותר, על פי קורטז.הגברת הנזילות חשובה גם בעת שימוש חוזר בחומרים.דוגמה לכך היא פיתוח תכשירי הזרקה עבור זרמי בקבוקי HDPE.הוא מציין שלכל האלסטומרים המיוחדים הזמינים כיום יש את השימושים שלהם."מטרת הדיון היא לא להשוות את הביצועים הכוללים שלהם, אלא לבחור את הכלי הטוב ביותר עבור פרויקט מסוים."
לדוגמה, הוא אמר, "כאשר PE תואם ל-PP, אנו מאמינים ש-Vistamaxx נותן את התוצאות הטובות ביותר.אבל השוק זקוק גם לשיפור עמידות בפני פגיעות, ופלסטומרים אתילן-אוקטן עשויים להתאים כאשר מחפשים קשיחות בטמפרטורה נמוכה."
קורטז הוסיף, "לפלסטומרים אתילן-אוקטן כמו ציוני ה-Exact או Dow's Engage ו-Vistamaxx יש רמות עומס דומות מאוד."
Zhang של דאו הסביר כי בעוד שהנוכחות של פוליפרופילן ב-HDPE מגבירה בדרך כלל את הקשיחות כפי שנמדדת על ידי מודול הכיפוף, היא פוגעת בתכונות כפי שנמדדות על ידי קשיחות והתארכות מתיחה עקב חוסר ההתאמה של שני הרכיבים.השימוש בחומרי תאימות בתערובות HDPE/PP אלה משפר את איזון הקשיחות/צמיגות על ידי הפחתת הפרדת הפאזות ושיפור הידבקות הממשק.
אורז.2. גרף חוזק ההשפעה המראה תערובות צבעים שונות של HDPE ממוחזר ופוליפרופילן, עם ובלי תוסף Vistamaxx.(מקור: ExxonMobil)
לדברי Zhang, Engage POE ו-Infuse OBC מתאימות ביותר להפוך את HDPE, LDPE ו-LLDPE לתואמים עם פוליפרופילן בשל עמוד השדרה PE וקומונומר אלפא-אולפין.כתוספים לתערובות PE/PP, הם משמשים בדרך כלל בכמויות של 2% עד 5% לפי משקל.Zhang ציין כי על ידי שיפור האיזון בין קשיות וקשיחות, תאימות POE של Engage כמו Grade 8100 יכולים לספק ערך רב יותר עבור תערובות PE/PP ממוחזרות מכנית, כולל זרמי פסולת עתירי PE ו-PP.היישומים כוללים חלקי רכב יצוקים בהזרקה, פחי צבע, פחי אשפה, קופסאות אריזה, משטחים ורהיטי חוץ.
השוק זקוק לשיפור ביצועי ההשפעה והפלסטומרים של אתילן אוקטן יכולים למלא תפקיד כאשר נדרשת קשיחות פגיעה בטמפרטורה נמוכה.
הוא הוסיף: "תוספת של 3 wt בלבד.% Engage 8100 שילש את חוזק הפגיעה והתארכות המתיחה של תערובת ה-HDPE/PP 70/30 הבלתי תואמת תוך שמירה על המודולוס הגבוה יותר שמקנה רכיב ה-PP", הוסיף, עבור דרישת הפלסטיות בטמפרטורה נמוכה, Engage POE מספק חוזק פגיעה בטמפרטורת הסביבה בשל טמפרטורת מעבר זכוכית נמוכה במיוחד.
כשדיברו על העלות של האלסטומרים המיוחדים הללו, אמר קורטז מ-ExxonMobil: "בשרשרת הערך התחרותית של המיחזור, חשוב לאזן בין עלות וביצועים.עם פולימרים של Vistamaxx, ניתן לשפר את הביצועים של שרפים ממוחזרים, מה שמאפשר להשתמש בשרף ביישומים שבהם ממחזרים יכולים להשיג ערך כלכלי גבוה יותר."תוך עמידה בדרישה לחומרים בעלי ביצועים גבוהים. כתוצאה מכך, לממחזרים יכולות להיות הזדמנויות גדולות יותר לשווק את הפלסטיק הממוחזר שלהם, במקום רק עלות כמניע העיקרי, מה שמאפשר להם להתמקד בתערובות מותאמות אישית ובתפוקה."
"בנוסף ליכולת למחזר פוליאולפינים מעורבים, אנו פועלים גם לקידום מיחזור של תערובות שונות כגון פוליאולפינים עם פלסטיק הנדסי כגון ניילון ופוליאסטר.סיפקנו מספר פולימרים פונקציונליים, אך פתרונות חדשים עדיין בפיתוח.מפותחים באופן פעיל כדי לטפל בתערובות פלסטיק שונות הנמצאות באריזות, בתשתיות, תחבורה ויישומי צרכנים".
קופולימרים בלוק סטירן ופוליאולפינים שעברו שינוי כימי הם סוגים אחרים של חומרים שזכו לתשומת לב כתואמים לחיזוק ושיפור התאימות של שרפים ממוחזרים.
Kraton Polymers מציעה את פלטפורמת הקופולימר בלוק סטירני CirKular+ המכילה תוספים משפרי ביצועים עבור מיחזור ומחזור פלסטיק.ג'וליה סטרין, מנהלת שיווק אסטרטגי גלובלי עבור פולימרים מיוחדים של Kraton, מצביעה על שתי סדרות של חמש דרגות: סדרת התאימות CirKular+ (C1000, C1010, C1010) וסדרת CirKular+ Performance Enhancement (C2000 ו-C3000).תוספים אלו הם מגוון של קופולימרים בלוק המבוססים על סטירן ואתילן/בוטילן (SEBS).יש להם תכונות מכניות יוצאות דופן, כולל חוזק פגיעה גבוה בטמפרטורת החדר או הטמפרטורה הקריוגנית, גמישות להתאמת קשיחות ותכונות ההשפעה, עמידות משופרת בפני פיצוח מתח ושיפור יכולת העיבוד.מוצרי Circular+ מספקים גם תאימות מרובה שרף לפסולת פלסטיק בתולי, PCR ו-PIR.בהתאם לדרגה, ניתן להשתמש בהם ב-PP, HDPE, LDPE, LLDPE, LDPE, PS ו-HIPS, כמו גם שרפים קוטביים כגון EVOH, PVA ו-EVA.
"הראינו שאפשר למחזר פסולת פלסטיק מעורבת פוליאולפין ולמחזר אותה למוצרים בעלי ערך רב יותר."
"התוספים הניתנים למחזור מלא של CirKular+ מאפשרים לעשות שימוש חוזר ב-PCR על ידי שיפור תכונות מכניות ותמיכה בעיצוב של מוצרים חד-חומריים מבוססי פוליאולפין, ובכך למקסם את תכולת ה-PCR ליותר מ-90 אחוז", אמר Stryn.שרף ללא שינוי.בדיקות הראו שניתן לטפל בחום של מוצרי CirKular+ עד חמש פעמים לשימוש תכוף יותר."
מגוון המרחיבים CirKular+ הם מרחיבי שרף מרובים לשדרוג זרמי שחזור מעורבים של PCR ו-PIR, בדרך כלל מתווספים ב-3% עד 5%.שתי דוגמאות למיחזור פסולת מעורבת כוללות מדגם מרוכב יצוק בהזרקה של 76%-PCR HDPE + 19%-PCR PET + 5% Kraton+ C1010 ומדגם של 72%-PCR PP + 18%-PCR PET + 10% Kraton+ C1000..בדוגמאות אלו, חוזק ההשפעה המחורץ של Izod גדל ב-70% ו-50%, בהתאמה, וחוזק התפוקה גדל ב-40% ו-30%, תוך שמירה על קשיחות ושיפור יכולת העיבוד.גם תערובות PCR LDPE-PET הראו ביצועים דומים.מוצרים אלו יעילים גם על ניילון ו-ABS.
סדרת CirKular+ Performance Enhancement נועדה לשדרג זרמי PCR ו-PIR מעורבים מחזוריים של פוליאולפינים ופוליסטירן ברמות תוספת טיפוסיות של 3% עד 10%.בדיקת הזרקה מוצלחת לאחרונה: 91%-PCR PP + 9% Kraton+ C2000.לפורמולה יש שיפור של 110% באיזון מודול ההשפעה לעומת מוצרים מתחרים."יישומי rPP מתקדמים ביישומי רכב ותעשייתיים דורשים שיפור מסוג זה.זה יכול להיות מיושם גם על אריזות, אבל עם דרישות פחות מחמירות, כמות C2000 תפחת", אמר סטרין.
Kraton+ ניתן לערבב מראש או יבש עם פלסטיק ממוחזר לפני יציקה, שחול או כחלק מתהליך המיחזור, אומר סטרין.מאז השקת CirKular+ לפני מספר שנים, החברה השיגה אימוץ מוקדם בתחומים כמו משטחים תעשייתיים, אריזות מזון ומשקאות, רכיבי רכב ומושבי בטיחות לילדים.ניתן להשתמש ב- CirKular+ גם במגוון יישומי תהליכים, לרבות הזרקה או דחיסה, אקסטרוזיה, יציקה סיבובית והרכבה.
Polybond 3150/3002 הוא חלק מהמגוון הנרחב של קבוצת SI של פולי-אולפינים שעברו שינוי כימי, והוא יכול לשמש כחומר מקשר ותוסף תאימות.זהו פוליפרופילן מושתל מאלין אנהידריד שהופך את הפוליפרופילן הממוחזר לתואם לכל סוגי הניילון.לדברי ג'ון יון, מנהל טכני ותמיכה טכנית, ברמת שימוש טיפוסית של 5%, הוא מציג יותר מ-Izod משולש חוזק אימפקט מחורץ וחוזק השפעה הפוך של Izod.אירפאן פוסטר, מנהל פיתוח שוק, מציין שהיישום הראשוני הוא בידוד אקוסטי לרכב.לאחרונה, הוא שימש בתערובות פוליפרופילן וניילון ממוחזרים עבור לוחות תת רצפתיים, רכיבי מכסה מנוע ומאחורי לוחות מחוונים.
כיתה נוספת היא Polybond 3029, פוליאתילן מושתל בצפיפות גבוהה מאלאית שהוצג לפני שנתיים כתוסף לשיפור התאימות של חומרים מרוכבים מעץ-פלסטיק.לפי Yun, נראה שהחברה בדרך להיות תואמת לתערובת 50/50 PCR/HDPE טהורה.
סוג אחר של חומרי תאימות מבוסס על כימיה של טיטניום-אלומיניום, כגון זרזי טיטנאט (Ti) ו-Zirconate (Zr) המוצעים על ידי קנריך פטרוכימיקלים ונמכרים למרכיבים ולמעצבים.מוצרי החברה כוללים זרז חדש בצורת אבקה או אבקה הפועל כתוסף תאימות למגוון פולימרים, לרבות פוליאולפינים, ביו-פלסטיקים כגון PET, PVC ו-PLA.השימוש בו בתערובות PCR כגון PP/PET/PE צובר תאוצה, לדברי נשיא קנריך והבעלים המשותף, Sal Monte.זה מדווח כמגביר את פרודוקטיביות האקסטרוזיה ומפחית את זמני מחזור ההזרקה.
מדווחים כי חרוזי Ken-React CAPS KPR 12/LV ואבקת Ken-React KPR 12/HV משחזרים את ה-PCR למצבו המקורי.מונטה אמר כי המוצר הוא תוצאה של שילוב הזרז LICA 12 alkoxy titanate החדש של החברה עם זרז מתכת מעורב שהוא "חסכוני יותר"."אנו מציעים גרגירי CAPS KPR 12/LV בכמויות הנעות בין 1.5% ל-1.75% מהמשקל הכולל של כל החומרים הממוחזרים שנוספו לפח, בדיוק כמו מאסטרבאץ', ומפחיתים את טמפרטורת התהליך ב-10-20%, כדי לשמור על הגזירה. של תערובת התגובה.הם פועלים ברמת ננומטר, ולכן נדרשת גזירה תגובתית של המרוכב, וההתכה דורשת מומנט גבוה".
מונטה אומר שהתוספים הללו הם תוספים יעילים לפולימרים תוספים כגון LLDPE ו-PP ופוליקונדנסטים כגון PET, חומרי מילוי אורגניים ואי-אורגניים, וביו-פלסטיק כגון PLA.תוצאות אופייניות כוללות הפחתה של 9% בטמפרטורות שחול, הזרקה ויציקת מכה ועלייה של 20% במהירות העיבוד עבור רוב התרמופלסטיים הלא מלאים.תוצאות דומות התקבלו עם תערובת ממוחזרת של 80/20% LDPE/PP.במקרה אחד, נעשה שימוש ב-1.5% CAPS KPR 12/LV כדי להבטיח את התאימות של שלושה שרפי PIR: LLDPE סרטים מתמזגים מדורגים, מכסי פוליפרופילן פוליפרופילן מעורב בהזרקה יצוקה 20-35, ואריזות מתקפלות למזון PET בתבנית תרמופורם.טוחנים את תערובת PP/PET/PE לגודל 1/4 אינץ'.עד ½ אינץ'.פתיתים ונמסים מעורבבים לתוך כדורי הזרקה.
על פי הדיווחים, טכנולוגיית תוסף הדי-בלוק המוגנת בפטנט של Interface Polymers מתגברת על חוסר ההתאמה המובנה של פוליאולפינים ברמה המולקולרית, ומאפשרת לעבד אותם.(צילום: פולימרים משטחים)
עסקי ההפצה SACO AEI Polymers היא המפיצה הבלעדית של Fine-Blend בסין, המייצרת מגוון רחב של תואמים לפוליפרופילן, ניילון, PET, תרמופלסטיים הנדסיים וביופולימרים כגון PLA ו-PBAT, כולל תערובות ממוחזרים, תוספים ומאריכי שרשרת.אמר מנהל היחידה העסקית מייק מקורך.חומרי עזר כוללים חומרי התאמה שאינם מגיבים, בעיקר קופולימרים בלוק ושתל או קופולימרים אקראיים שאינם משתתפים בתגובה כימית בעת ערבוב פולימרים.BP-1310 הוא דוגמה שבה רמות תוספת של 3% עד 5% משפרות את התאימות של תערובות ממוחזרות של פוליפרופילן ופוליסטירן.תוסף לשיפור התאימות של תערובות PE/PS ממוחזרות נמצא בפיתוח.
תאימות תגובתיות של Fine-Blend משפרים את התאימות על ידי תגובה כימית עם פולימר בתולי במהלך מיזוג, כולל ECO-112O עבור PET ממוחזר, פוליקרבונט וניילון;HPC-2 עבור ABS ותאימות PET ממוחזר;ו-SPG-02 לייצור פוליפרופילן ופוליפרופילן ממוחזר.תואם PET.הם מכילים קבוצות אפוקסי שיכולות להגיב עם קבוצות הידרוקסיל של פוליאסטר ממוחזר כדי לשפר את הקשיחות והתאימות, אמר McCormach.יש גם CMG9801, פוליפרופילן מושתל מאלאיי אנהידריד שיכול להגיב עם קבוצות האמינו של ניילון.
מאז 2016, החברה הבריטית Interface Polymers Ltd פיתחה את הטכנולוגיה הקניינית של תוסף קופולימר Polarfin diblock, אשר לפי הדיווחים מתגברת על חוסר ההתאמה המולקולרית המובנית של פוליאולפינים, ומאפשרת למחזר אותם.תוספים דיבלוק אלה מתאימים לתרכובות, יריעות וסרטים של פוליאתילן ופוליפרופילן בתוליים וממוחזרים.
יצרנית סרטים גדולה עובדת על פרויקט לעיבוד סרטים רב-שכבתיים ללא אובדן משמעותי של פרודוקטיביות.מנהל הפיתוח העסקי, סיימון וואדינגטון, אמר כי אפילו ברמות טעינה נמוכות, פולארפין ביטלה ג'לינג, בעיה נפוצה הפוגעת במחזור של סרטי פוליאולפינים באמצעות פלסטיק מעורבב ממוחזר."הוכחנו בהצלחה שניתן למחזר ולמחזר פסולת פלסטיק מעורבת של פוליאולפין למוצרים בעלי ערך רב יותר באמצעות טכנולוגיית תוסף Polarfin שלנו."
על פי Cortes של ExxonMobil, ניתן להדגים תאימות (למשל Vistamaxx עם PE/PP ממוחזר) על ידי תכונות מכניות משופרות כגון עמידות בפני פגיעה.(צילום: ExxonMobil)
בהרכבת בורג תאומים, רוב המהנדסים מזהים את היתרון של היכולת להגדיר אלמנטים של בורג.הנה מה שאתה צריך לדעת על מיון קטעי דלי.
חפש דפוסים מרחביים ו/או זמניים כדי לספק רמזים בעת חקירת פגמים באיכות הקישור או קביעת סיבת השורש לבעיות עיבוד.האסטרטגיה לזיהוי וטיפול בגורם שניתן לזהות היא תחילה לקבוע אם הבעיה היא כרונית או זמנית.
Insight Polymers & Complexers משתמשת במומחיותה בכימיה של פולימרים כדי לפתח חומרים מהדור הבא.