Добавките за съвместимост са доказали ефективността си в подобряването на ключови свойства като баланса удар/твърдост на PCR и PIR смеси от полиолефини и други пластмаси.#устойчиво развитие
Проба от рециклиран HDPE/PP без съвместимост Dow Engage (отгоре) и проба от рециклиран HDPE/PP с съвместимост Engage POE.Съвместимостта утрои удължението при скъсване от 130% на 450%.(Снимка: Dow Chemical)
Тъй като рециклирането на пластмаси се превръща в разрастващ се пазар в световен мащаб, съвместимите смоли и добавки все повече се използват за решаване на проблеми с хибридни смоли в области като опаковки и потребителски продукти, строителство, селско стопанство и автомобилостроене.Подобряването на производителността на материалите, подобряването на обработката и намаляването на разходите и въздействието върху околната среда са сред ключовите предизвикателства, като основните потребителски пластмаси като полиолефини и PET са водещи.
Голяма пречка пред използването на рециклирани материали е скъпото и отнемащо време отделяне на несъвместимите пластмаси.Като позволяват смесване на несъвместими пластмаси чрез стопяване, средствата за съвместимост помагат за намаляване на необходимостта от разделяне и позволяват на производителите на материали да произвеждат продукти с по-високо качество, като в същото време увеличават рециклираното съдържание и имат достъп до нови източници с ниско качество и ниска цена за по-ниски разходи.
Тези рециклируеми съвместими средства включват специални полиолефинови еластомери, стиренови блок кополимери, химически модифицирани полиолефини и добавки на базата на титан-алуминиева химия.Появиха се и други иновации.Всички се очаква да заемат централно място на предстоящите търговски изложения.
Според Dow, Engage POE и Infuse OBC са най-подходящи за HDPE, LDPE и LLDPE съвместимост с полипропилен поради PE гръбнака и алфа олефините като съмономери.(Снимка: Dow Chemical)
Специалните полиолефинови еластомери (POE) и полиолефиновите пластомери (POP), въведени първоначално за подобряване на свойствата на полиолефините като якост на удар и опън, са се развили като съвместими средства за рециклиран PE и PP, понякога използвани и с други материали като PET или PET.найлон.
Тези продукти включват Dow's Engage POE, OBC-инфузиран етилен-алфа-олефинов комономерен произволен съполимер, твърд-мек блок алтернативен олефинов съполимер и Exxon Mobil Vistamaxx Propylene-Ethylene и Exact Ethylene-Octene POP.
Тези продукти се продават на рециклиращи/компондиращи пластмаси и други рециклиращи предприятия, каза Хесус Кортес, разработчик на пазара в ExxonMobil Product Solutions, отбелязвайки, че съвместимостта може да бъде инструмент, който да помогне на рециклиращите да използват кръстосано замърсяване и потенциално евтини ключови агенти за полиолефинови потоци.Хан Джан, директор на глобалната устойчивост за опаковки и специални пластмаси в The Dow Chemical Company, каза: „Нашите клиенти се възползват от създаването на краен продукт с по-високо качество с достъп до по-широк поток от рециклиране.Ние обслужваме процесори, които използват средства за съвместимост, за да увеличат рециклираното съдържание, като същевременно поддържат производителността.“
„Нашите клиенти печелят от създаването на краен продукт с по-високо качество, като същевременно имат достъп до по-широк поток от рециклиране.“
ExxonMobil' Cortés потвърди, че същите класове Vistamaxx и Exact, подходящи за модифициране на чиста смола, могат да се използват и за осигуряване на съвместимост с рециклирани пластмаси.Той отбеляза, че полимерите Vistamaxx правят HDPE, LDPE и LLDPE съвместими с полипропилен, добавяйки, че поради полярността на полимери като PET или найлон, присаждането на клас Vistamaxx е необходимо, за да направят полиолефините съвместими с такива полимери.„Например, работихме с няколко производители на смеси, за да присадим Vistamaxx, за да направим полиолефините съвместими с найлон, като същевременно се стремим да запазим подобренията в производителността, които полимерите Vistamaxx могат да донесат във формулите на съединенията.“
Ориз.1 MFR диаграма, показваща смесени цветове от рециклиран HDPE и полипропилен със и без добавка Vistamaxx.(Източник: ExxonMobil)
Съвместимостта може да бъде потвърдена чрез подобрени механични свойства, като силно желана устойчивост на удар, според Cortez.Повишаването на течливостта също е важно при повторно използване на материали.Пример е разработването на състави за леене под налягане за потоци от бутилки от HDPE.Той отбелязва, че всички специални еластомери, налични днес, имат своето приложение.„Целта на дискусията не е да се сравнява цялостното им представяне, а да се избере най-добрият инструмент за конкретен проект.“
Например, той каза: „Когато PE е съвместим с PP, ние вярваме, че Vistamaxx дава най-добри резултати.Но пазарът също се нуждае от подобрена устойчивост на удар и етилен-октеновите пластомери могат да бъдат подходящи, когато се търси издръжливост при ниски температури.“
Кортез добави: „Етилен-октеновите пластомери като нашите класове Exact или Dow's Engage и Vistamaxx имат много сходни нива на натоварване.“
Zhang от Dow обясни, че докато наличието на полипропилен в HDPE обикновено увеличава твърдостта, измерена чрез модула на огъване, то влошава свойствата, измерени чрез якост и удължение при опън, поради несъвместимостта на двата компонента.Използването на средства за съвместимост в тези HDPE/PP смеси подобрява баланса твърдост/вискозитет чрез намаляване на разделянето на фазите и подобряване на адхезията на повърхността.
Ориз.2. Графика на якост на удар, показваща различни цветови смеси от рециклиран HDPE и полипропилен, със и без добавка Vistamaxx.(Източник: ExxonMobil)
Според Zhang, Engage POE и Infuse OBC са най-подходящи, за да направят HDPE, LDPE и LLDPE съвместими с полипропилен поради PE гръбнака и алфа-олефиновия комономер.Като добавки за PE/PP смеси, те обикновено се използват в количества от 2% до 5% от теглото.Джан отбеляза, че чрез подобряване на баланса на твърдост и издръжливост, съвместимите средства на Engage POE, като Grade 8100, могат да осигурят повече стойност за механично рециклирани PE/PP смеси, включително отпадъчни потоци с високо съдържание на PE и PP.Приложенията включват шприцовани автомобилни части, кутии за боядисване, кошчета за боклук, опаковъчни кутии, палети и външни мебели.
Пазарът се нуждае от подобрена производителност при удар и етиленоктеновите пластомери могат да играят роля, когато се изисква устойчивост на удар при ниска температура.
Той добави: „Добавянето само на 3 тегл.% Engage 8100 утрои якостта на удар и удължението на опън на несъвместимата смес HDPE/PP 70/30, като същевременно запази по-високия модул, придаден от PP компонента,” добави той, за изискването за пластичност при ниска температура, Engage POE осигурява якост на удар при температура на околната среда поради изключително ниската температура на встъкляване.
Говорейки за цената на тези специални еластомери, Cortez от ExxonMobil каза: „В силно конкурентната верига на стойността на рециклирането е важно да се балансират разходите и производителността.С полимерите Vistamaxx производителността на рециклираните смоли може да бъде подобрена, което позволява смолите да се използват в приложения, където рециклиращите могат да получат по-висока икономическа стойност.като същевременно отговаря на търсенето на материали с висока производителност. В резултат на това рециклиращите могат да имат по-големи възможности да пуснат на пазара своите рециклирани пластмаси, вместо само разходите като основен двигател, което им позволява да се съсредоточат върху персонализирани смеси и производителност.“
„В допълнение към възможността да рециклираме смесени полиолефини, ние също работим за насърчаване на рециклирането на различни смеси като полиолефини с инженерни пластмаси като найлон и полиестер.Предоставихме редица функционални полимери, но все още се разработват нови решения.се разработват активно, за да се справят с различни пластмасови смеси, намиращи се в опаковки, инфраструктура, транспорт и потребителски приложения.
Стиреновите блок съполимери и химически модифицираните полиолефини са други видове материали, които са получили внимание като съвместими средства за подсилване и подобряване на съвместимостта на рециклирани смоли.
Kraton Polymers предлага платформата CirKular+ стиренов блок съполимер, съдържащ подобряващи производителността добавки за рециклиране и рециклиране на пластмаси.Джулия Стрин, директор на глобалния стратегически маркетинг за Kraton Specialty Polymers, посочва две серии от пет степени: CirKular+ Compatibility Series (C1000, C1010, C1010) и CirKular+ Performance Enhancement Series (C2000 и C3000).Тези добавки са набор от блок кополимери на базата на стирен и етилен/бутилен (SEBS).Те имат изключителни механични свойства, включително висока якост на удар при стайна или криогенна температура, гъвкавост за адаптиране на твърдостта и свойствата на удар, подобрена устойчивост на напукване под напрежение и подобрена обработваемост.Продуктите Circular+ също осигуряват съвместимост с множество смоли за чиста пластмаса, PCR и PIR отпадъци.В зависимост от класа, те могат да се използват в PP, HDPE, LDPE, LLDPE, LDPE, PS и HIPS, както и в полярни смоли като EVOH, PVA и EVA.
„Показахме, че е възможно да се рециклират полиолефинови смесени пластмасови отпадъци и да се рециклират в по-ценни продукти.“
„Напълно рециклируемите добавки на CirKular+ позволяват повторното използване на PCR чрез подобряване на механичните свойства и подпомагане на дизайна на базирани на полиолефин мономатериални продукти, като по този начин се максимизира съдържанието на PCR до над 90 процента,” каза Stryn.немодифицирана смола.Тестването показа, че продуктите CirKular+ могат да бъдат термично обработени до пет пъти за по-честа употреба.“
Гамата разширители CirKular+ са разширители с множество смоли за надграждане на смесени PCR и PIR потоци за възстановяване, обикновено добавени от 3% до 5%.Два примера за рециклиране на смесени отпадъци включват шприцована композитна проба от 76%-PCR HDPE + 19%-PCR PET + 5% Kraton+ C1010 и проба от 72%-PCR PP + 18%-PCR PET + 10% Kraton+ C1000..В тези примери назъбената якост на удар по Izod беше повишена съответно със 70% и 50%, а границата на провлачване се увеличи с 40% и 30%, като същевременно се запази твърдостта и се подобри обработваемостта.PCR LDPE-PET смесите също показват подобна производителност.Тези продукти са ефективни и върху найлон и ABS.
Серията CirKular+ Performance Enhancement Series е предназначена за надграждане на циклични смесени PCR и PIR потоци от полиолефини и полистирол при типични нива на добавяне от 3% до 10%.Скорошен успешен тест за леене под налягане: 91%-PCR PP + 9% Kraton+ C2000.Формулата има 110% подобрение в баланса на модула на въздействие спрямо конкурентните продукти.„RPP приложенията от висок клас в автомобилните и промишлени приложения изискват този вид подобрение.Това може да се приложи и към опаковките, но при по-малко строги изисквания количеството C2000 ще бъде намалено“, каза Стрийн.
Kraton+ може да бъде предварително или сухо смесен с рециклирана пластмаса преди формоване, екструдиране или като част от процеса на рециклиране, казва Stryn.От стартирането на CirKular+ преди няколко години, компанията постигна ранно внедряване в области като индустриални палети, опаковки за храни и напитки, автомобилни компоненти и детски столчета за кола.CirKular+ може също да се използва в различни приложения на процеси, включително формоване под налягане или компресия, екструдиране, ротационно формоване и смесване.
Polybond 3150/3002 е част от широката гама химически модифицирани полиолефини Polybond на SI Group и може да се използва като свързващо вещество и добавка за съвместимост.Това е полипропилен с присаден малеинов анхидрид, който прави рециклирания полипропилен съвместим с всички видове найлон.Според Джон Юн, технически мениджър и техническа поддръжка, при типично ниво на употреба от 5%, той показва повече от тройна назъбена ударна якост по Izod и обратна ударна якост по Izod.Ирфаан Фостър, директор за развитие на пазара, отбелязва, че първоначалното приложение е шумоизолация на автомобили.Съвсем наскоро той се използва в смеси от рециклиран полипропилен и найлон за подови панели, компоненти под капака и зад таблата.
Друг клас е Polybond 3029, полиетилен с висока плътност с присаден малеинов анхидрид, въведен преди две години като добавка за подобряване на съвместимостта на композитите дърво-пластмаса.Според Юн, изглежда, че компанията е на път да бъде съвместима със смес 50/50 PCR/чист HDPE.
Друг клас средства за съвместимост се основават на титан-алуминиевата химия, като титанат (Ti) и цирконат (Zr) катализатори, предлагани от Kenrich Petrochemicals и продавани на компаундисти и формовчици.Продуктите на компанията включват нов катализатор в мастербач или прахообразна форма, който действа като добавка за съвместимост за различни полимери, включително полиолефини, биопластмаси като PET, PVC и PLA.Използването му в PCR смеси като PP/PET/PE набира скорост, според президента и съсобственик на Kenrich Сал Монте.Съобщава се, че това увеличава производителността на екструзията и намалява времето на цикъла на леене под налягане.
Съобщава се, че гранулите Ken-React CAPS KPR 12/LV и прахът Ken-React KPR 12/HV възстановяват PCR до първоначалното му състояние.Монте каза, че продуктът е резултат от комбинирането на новия LICA 12 алкоксититанатен катализатор на компанията със смесен метален катализатор, който е „по-рентабилен“.„Ние предлагаме гранули CAPS KPR 12/LV в количества, вариращи от 1,5% до 1,75% от общото тегло на всички рециклирани материали, добавени към кошчето, точно като мастербач, и намаляваме температурата на процеса с 10-20%, за да поддържаме срязването от реакционната смес.Те работят на нанометрово ниво, така че е необходимо реактивно срязване на композита, а стопилката изисква висок въртящ момент.“
Монте казва, че тези добавки са ефективни съвместими средства за адитивни полимери като LLDPE и PP и поликондензати като PET, органични и неорганични пълнители и биопластмаси като PLA.Типичните резултати включват 9% намаление на температурите на екструзия, леене под налягане и формоване чрез издухване и 20% увеличение на скоростта на обработка за повечето термопласти без пълнеж.Подобни резултати са получени с рециклирана смес от 80/20% LDPE/PP.В един случай беше използван 1,5% CAPS KPR 12/LV, за да се гарантира съвместимостта на три PIR смоли: градуиран стопен филм LLDPE, 20-35 MFI смесени инжекционно формовани полипропиленови съполимерни капаци и термоформовани PET сгъваеми опаковки за храни.Смелете сместа PP/PET/PE до размер 1/4″.до ½ инча.Люспите и стопилките се смесват в пелети за леене под налягане.
Съобщава се, че патентованата технология за диблокови добавки на Interface Polymers преодолява присъщата несъвместимост на полиолефините на молекулярно ниво, позволявайки им да бъдат обработвани.(Снимка: междинни полимери)
Дистрибуторски бизнес SACO AEI Polymers е изключителен дистрибутор на Fine-Blend в Китай, който произвежда широка гама от съвместими средства за полипропилен, найлон, PET, инженерни термопласти и биополимери като PLA и PBAT, включително рециклирани смеси, добавки и удължители на веригата.каза мениджърът на бизнес звено Майк Маккормач.Спомагателните вещества включват нереактивни смесители, главно блокови и присадени съполимери или произволни съполимери, които не участват в химическа реакция при смесване на полимери.BP-1310 е пример, при който нива на добавяне от 3% до 5% подобряват съвместимостта на рециклирани смеси от полипропилен и полистирен.В процес на разработка е добавка за подобряване на съвместимостта на рециклирани PE/PS смеси.
Fine-Blend реактивните съвместими средства подобряват съвместимостта чрез химическа реакция с чистия полимер по време на смесване, включително ECO-112O за рециклиран PET, поликарбонат и найлон;HPC-2 за ABS и рециклиран PET компатибилизатор;и SPG-02 за производство на полипропилен и рециклиран полипропилен.PET съвместим.Те съдържат епоксидни групи, които могат да реагират с хидроксилните групи на рециклирания полиестер, за да подобрят здравината и съвместимостта, каза Маккормах.Има и CMG9801, полипропилен с присаден малеинов анхидрид, който може да реагира с аминогрупите на найлон.
От 2016 г. британската компания Interface Polymers Ltd. разработи своята собствена технология за добавка на Polarfin diblock съполимер, която според съобщенията преодолява присъщата молекулярна несъвместимост на полиолефините, позволявайки им да бъдат рециклирани.Тези diblock добавки са подходящи за първични и рециклирани полиетиленови и полипропиленови съединения, листове и филми.
Голям производител на филми работи по проект за обработка на многослойни филми без значителна загуба на производителност.Директорът по бизнес развитие Саймън Уодингтън каза, че дори при ниски нива на натоварване, Polarfin елиминира желирането, често срещан проблем, възпрепятстващ рециклирането на полиолефинови филми, използващи рециклирани смесени пластмаси.„Ние успешно демонстрирахме, че смесените полиолефинови пластмасови отпадъци могат да бъдат рециклирани и рециклирани в по-ценни продукти, използвайки нашата технология за добавки Polarfin.“
Според Cortes на ExxonMobil, съвместимостта (напр. Vistamaxx с рециклиран PE/PP) може да бъде демонстрирана чрез подобрени механични свойства като устойчивост на удар.(Снимка: ExxonMobil)
При двушнековото смесване повечето инженери признават предимството да могат да конфигурират винтови елементи.Ето какво трябва да знаете за сортирането на секциите на кофата.
Потърсете пространствени и/или времеви модели, за да предоставите улики, когато изследвате дефекти в качеството на връзката или определяте основната причина за проблеми с обработката.Стратегията за идентифициране и лечение на установима причина е първо да се определи дали проблемът е хроничен или временен.
Insight Polymers & Complexers използва своя опит в полимерната химия, за да разработи материали от следващо поколение.
Време на публикуване: 28 юли 2023 г