Компатибилизаторите се покажаа ефикасни во подобрувањето на клучните својства како што е балансот на удар/вкочанетост на мешавините на PCR и PIR од полиолефини и друга пластика.#одржлив развој
Рециклиран HDPE/PP примерок без компатибилизатор Dow Engage (горе) и рециклиран HDPE/PP примерок со компатибилизатор Engage POE.Компатибилност тројно издолжување при прекин од 130% до 450%.(Фото: Dow Chemical)
Како што рециклирањето пластика станува растечки пазар ширум светот, компатибилните смоли и адитиви се повеќе се користат за решавање на проблемите со хибридната смола во области како што се пакувањето и производите за широка потрошувачка, градежништвото, земјоделството и автомобилската индустрија.Подобрувањето на перформансите на материјалот, подобрувањето на обработката и намалувањето на трошоците и влијанието врз животната средина се меѓу клучните предизвици, а водечката улога на пластиката за широка потрошувачка, како што се полиолефините и ПЕТ.
Голема бариера за користење на рециклирани материјали е скапото и одзема време одвојување на некомпатибилната пластика.Со тоа што дозволуваат некомпатибилната пластика да се меша со топење, компатибилизаторите помагаат да се намали потребата за одвојување и им овозможуваат на производителите на материјали да произведуваат производи со повисок квалитет, а во исто време ја зголемуваат рециклираната содржина и пристапуваат до нови извори со низок квалитет и ниска цена за пониски трошоци.
Овие компатибилизатори што може да се рециклираат вклучуваат специјални полиолефински еластомери, стиренски блок кополимери, хемиски модифицирани полиолефини и адитиви базирани на хемијата на титаниум алуминиум.Се појавија и други иновации.Сите се очекува да заземат централно место на претстојните саеми.
Според Dow, Engage POE и Infuse OBC се најпогодни за HDPE, LDPE и LLDPE компатибилност со полипропилен поради PE-рбетот и алфа олефините како комономери.(Фото: Dow Chemical)
Специјални полиолефински еластомери (POE) и полиолефински пластомери (POP), првично воведени за подобрување на својствата на полиолефините како што се удар и цврстина на истегнување, еволуирале како компатибилизатори за рециклирани PE и PP, кои понекогаш се користат и со други материјали како што се PET или PET.најлон.
Овие производи го вклучуваат Dow's Engage POE, случаен кополимер на комономер на етилен-алфа-олефин, внесен со OBC, наизменичен олефински кополимер со тврдо-меки блокови и Exxon Mobil Vistamaxx Propylen-Ethylene и Exact Ethylene-Octene POP.
Овие производи се продаваат на пластика за рециклирање/компјутери и други рециклирачи, рече Џесус Кортес, развивач на пазарот во ExxonMobil Product Solutions, истакнувајќи дека компатибилноста може да биде алатка која ќе им помогне на рециклаторите да ја искористат вкрстената контаминација и потенцијално евтините клучни агенси за полиолефинските струи.Хан Жанг, директор за глобална одржливост за пакување и специјална пластика во The Dow Chemical Company, рече: „Нашите клиенти имаат корист од создавање краен производ со повисок квалитет со пристап до поширок тек на рециклирање.Ние им служиме на процесорите кои користат компатибилизатори за да ја зголемат рециклираната содржина додека ја одржуваат производственоста“.
„Нашите клиенти имаат корист од создавање краен производ со повисок квалитет, а истовремено имаат пристап до поширок тек на рециклирање“.
ExxonMobil' Cortés потврди дека истите Vistamaxx и Exact оценки погодни за модификација на девствена смола може да се користат и за да се обезбеди компатибилност со рециклирана пластика.Тој истакна дека полимерите Vistamaxx ги прават HDPE, LDPE и LLDPE компатибилни со полипропилен, додавајќи дека поради поларитетот на полимерите како PET или најлон, потребно е калемење со Vistamaxx за да се направат полиолефините компатибилни со такви полимери.„На пример, работевме со неколку соединувачи за да го пресадиме Vistamaxx за да ги направиме полиолефините компатибилни со најлон, истовремено со цел да ги одржиме подобрувањата во перформансите што полимерите Vistamaxx можат да ги донесат во формулациите на соединенија.
Ориз.1 MFR графикон кој прикажува мешани бои на рециклиран HDPE и полипропилен со и без додаток Vistamaxx.(Извор: ExxonMobil)
Според Кортез, компатибилноста може да се потврди со подобрени механички својства, како што е многу посакуваната отпорност на удар.Зголемувањето на флуидноста е исто така важно при повторна употреба на материјали.Пример е развојот на формулации за калапи за инјектирање за струи од шишиња HDPE.Тој забележува дека сите специјални еластомери достапни денес имаат своја употреба.„Целта на дискусијата не е да се споредат нивните вкупни перформанси, туку да се избере најдобрата алатка за одреден проект“.
На пример, тој рече: „Кога PE е компатибилна со PP, ние веруваме дека Vistamaxx дава најдобри резултати.Но, на пазарот му е потребна и подобрена отпорност на удар, а пластомерите од етилен-октен може да бидат соодветни кога се бара цврстина на ниски температури.
Кортез додаде: „Пластомерите на етилен-октен, како што се нашите оценки Exact или Dow's Engage и Vistamaxx, имаат многу слични нивоа на оптоварување“.
Dow's Zhang објасни дека додека присуството на полипропилен во HDPE генерално ја зголемува вкочанетоста мерена со модул на виткање, тој ги деградира својствата мерени со цврстина и издолжување на истегнување поради некомпатибилноста на двете компоненти.Употребата на компатибилизатори во овие мешавини HDPE/PP го подобрува балансот на вкочанетост/вискозност со намалување на раздвојувањето на фазите и подобрување на меѓусебната адхезија.
Ориз.2. График за јачина на удар што прикажува различни мешавини на бои од рециклиран HDPE и полипропилен, со и без додаток Vistamaxx.(Извор: ExxonMobil)
Според Zhang, Engage POE и Infuse OBC се најпогодни за да ги направат HDPE, LDPE и LLDPE компатибилни со полипропилен поради PE-рбетот и алфа-олефинскиот комономер.Како адитиви за мешавини PE/PP, тие обично се користат во количини од 2% до 5% по тежина.Џанг истакна дека со подобрување на рамнотежата на цврстина и цврстина, компатибилизаторите на Engage POE, како што е Grade 8100, можат да обезбедат поголема вредност за механички рециклирани мешавини PE/PP, вклучувајќи струи на отпад со висока содржина на PE и PP.Апликациите вклучуваат автомобилски делови со вбризгување, канти за боја, корпи за отпадоци, кутии за пакување, палети и мебел на отворено.
На пазарот му се потребни подобрени перформанси при удар и пластомерите на етилен октен можат да играат улога кога е потребна цврстина на удар на ниска температура.
Тој додаде: „Додавањето само 3 те.% Engage 8100 ја тројно ја зголеми силата на удар и издолжувањето на истегнување на некомпатибилната мешавина HDPE/PP 70/30 додека го задржува повисокиот модул што го дава компонентата PP“, додаде тој, за барањето за пластичност на ниска температура, Engage POE обезбедува сила на удар на амбиентална температура. поради екстремно ниската стаклена преодна температура.
Зборувајќи за цената на овие специјални еластомери, Cortez од ExxonMobil рече: „Во високо конкурентниот синџир на вредност за рециклирање, важно е да се балансираат трошоците и перформансите.Со полимерите Vistamaxx, перформансите на рециклираните смоли може да се подобрат, дозволувајќи им на смолите да се користат во апликации каде што рециклирачите можат да добијат поголема економска вредност.додека ја задоволуваат побарувачката за материјали со високи перформанси. Како резултат на тоа, рециклаторите можат да имаат поголеми можности да ја пласираат својата рециклирана пластика, наместо само да чинат како главен двигател, дозволувајќи им да се фокусираат на сопствени мешавини и пропусната моќ“.
„Покрај тоа што можеме да рециклираме измешани полиолефини, ние исто така работиме на промовирање на рециклирање на различни мешавини како што се полиолефини со инженерска пластика како најлон и полиестер.Обезбедивме голем број функционални полимери, но нови решенија се уште се во развој.активно се развиваат за да се справат со различни мешавини од пластика кои се наоѓаат во пакувањето, инфраструктурата, транспортот и апликациите за потрошувачи“.
Стирен блок кополимери и хемиски модифицирани полиолефини се други видови на материјали кои добија внимание како компатибилизатори за зајакнување и подобрување на компатибилноста на рециклирани смоли.
Kraton Polymers нуди CirKular+ стиренска блок кополимерна платформа која содржи адитиви за подобрување на перформансите за рециклирање и рециклирање пластика.Јулија Стрин, директорка за глобален стратешки маркетинг за Kraton Specialty Polymers, укажува на две серии од пет степени: CirKular+ серијата за компатибилност (C1000, C1010, C1010) и CirKular+ серијата за подобрување на перформансите (C2000 и C3000).Овие адитиви се низа блок кополимери базирани на стирен и етилен/бутилен (SEBS).Тие имаат исклучителни механички својства, вклучувајќи висока јачина на удар на собна или криогенска температура, флексибилност за прилагодување на вкочанетоста и својствата на ударот, подобрена отпорност на пукање од стрес и подобрена обработливост.Circular+ производите исто така обезбедуваат компатибилност со повеќе смола за чиста пластика, PCR и PIR отпад.Во зависност од класата, тие можат да се користат во PP, HDPE, LDPE, LLDPE, LDPE, PS и HIPS, како и поларни смоли како EVOH, PVA и EVA.
„Покажавме дека е можно да се рециклира мешаниот полиолефински пластичен отпад и да се рециклира во повредни производи.
„Целосно рециклирачките адитиви на CirKular+ овозможуваат повторно користење на PCR преку подобрување на механичките својства и поддршка на дизајнот на мономатеријални производи базирани на полиолефин, со што се максимизира содржината на PCR до над 90 проценти“, рече Стрин.немодифицирана смола.Тестирањето покажа дека производите на CirKular+ можат да бидат термички обработени до пет пати за почеста употреба“.
Опсегот на експандери CirKular+ се експандери со повеќе смоли за надградба на мешани текови за обновување на PCR и PIR, вообичаено додадени од 3% до 5%.Два примери за рециклирање на мешан отпад вклучуваат композитен примерок со вбризгување од 76%-PCR HDPE + 19%-PCR PET + 5% Kraton+ C1010 и примерок од 72%-PCR PP + 18%-PCR PET + 10% Kraton+ C1000..Во овие примери, засечената јачина на удар на Izod беше зголемена за 70% и 50%, соодветно, а јачината на отстапување се зголеми за 40% и 30%, додека ја одржуваше вкочанетоста и ја подобруваше обработливоста.PCR LDPE-PET мешавините исто така покажаа слични перформанси.Овие производи се ефикасни и за најлон и ABS.
Серијата CirKular+ за подобрување на перформансите е дизајнирана да ги надградува цикличните мешани PCR и PIR струи на полиолефини и полистирен на типични нивоа на додавање од 3% до 10%.Неодамнешен успешен тест за вбризгување: 91%-PCR PP + 9% Kraton+ C2000.Формулацијата има 110% подобрување во балансот на модулот на удар во однос на конкурентските производи.„Апликациите за rPP од високата класа во автомобилските и индустриските апликации бараат ваков вид на подобрување.Ова може да се примени и на пакувањето, но со помалку строги барања, износот на C2000 ќе се намали“, рече Стрин.
Kraton+ може претходно да се измеша или суво да се измеша со рециклирана пластика пред обликување, истиснување или како дел од процесот на рециклирање, вели Стрин.Од лансирањето на CirKular+ пред неколку години, компанијата постигна рано усвојување во области како што се индустриски палети, пакување храна и пијалоци, автомобилски компоненти и детски седишта за автомобил.CirKular+ може да се користи и во различни процесни апликации, вклучително и обликување со вбризгување или компресија, истиснување, ротационо обликување и мешање.
Polybond 3150/3002 е дел од широката палета на Polybond хемиски модифицирани полиолефини на SI Group и може да се користи како врзивно средство и додаток за компатибилност.Тоа е калемен полипропилен со малеински анхидрид кој го прави рециклираниот полипропилен компатибилен со сите видови најлон.Според Џон Јун, технички менаџер и техничка поддршка, на типично ниво на употреба од 5%, тој покажува повеќе од тројна цврстина на удар на Izod и обратна сила на удар на Izod.Ирфаан Фостер, директор за развој на пазарот, забележува дека првичната апликација е звучна изолација на автомобили.Во поново време, се користи во мешавини од рециклиран полипропилен и најлон за подни панели, компоненти за под капакот и зад контролните табли.
Друга оценка е Polybond 3029, малеински анхидрид пресаден полиетилен со висока густина, претставен пред две години како додаток за подобрување на компатибилноста на композитите од дрво-пластика.Според Јун, се чини дека компанијата е на пат да биде компатибилна со мешавина од 50/50 PCR/чиста HDPE.
Друга класа на компатибилизатори се заснова на хемијата на титаниум-алуминиум, како што се катализаторите титанат (Ti) и цирконат (Zr) понудени од Kenrich Petrochemicals и се продаваат на соединувачи и обликувачи.Производите на компанијата вклучуваат нов катализатор во главна серија или форма на прав кој делува како додаток за компатибилност за различни полимери, вклучувајќи полиолефини, биопластики како што се PET, PVC и PLA.Според претседателот и косопственик на Kenrich, Сал Монте, неговата употреба во мешавините на PCR како PP/PET/PE добива на интензитет.Ова е пријавено дека ја зголемува продуктивноста на истиснување и го намалува времето на циклусот на вбризгување.
Се известува дека зрната Ken-React CAPS KPR 12/LV и прашокот Ken-React KPR 12/HV ја враќаат PCR во првобитната состојба.Монте рече дека производот е резултат на комбинирање на новиот катализатор на компанијата LICA 12 алкокси титанат со мешан метален катализатор кој е „поисплатлив“.„Ние нудиме CAPS KPR 12/LV гранули во количини кои се движат од 1,5% до 1,75% од вкупната тежина на сите рециклирани материјали додадени во корпата, исто како главна серија, и ја намалуваат температурата на процесот за 10-20%, за да се одржи смолкнувањето на реакционата смеса.Тие работат на нанометарско ниво, така што е потребно реактивно смолкнување на композитот, а топењето бара висок вртежен момент“.
Монте вели дека овие адитиви се ефективни компатибилизатори за адитивни полимери како што се LLDPE и PP и поликондензати како што се PET, органски и неоргански полнила и биопластика како што е PLA.Вообичаените резултати вклучуваат 9% намалување на температурите на истиснување, вбризгување и обликување со дување и 20% зголемување на брзината на обработка за повеќето непополнети термопластики.Слични резултати беа добиени со рециклирана мешавина од 80/20% LDPE/PP.Во еден случај, 1,5% CAPS KPR 12/LV беше искористена за да се обезбеди компатибилност на три PIR смоли: градуирана сплотена фолија LLDPE, 20-35 MFI мешано вбризгување полипропиленски кополимерски капаци и термоформирана PET преклопна амбалажа за храна.Мелете ја смесата PP/PET/PE до големина 1/4″.до ½ инч.Снегулките и топите се мешаат во пелети за шприц.
Наводно, патентираната технологија за адитиви со диблок на интерфејс полимери ја надминува вродената некомпатибилност на полиолефините на молекуларно ниво, овозможувајќи им да се обработуваат.(Фото: меѓуфајсни полимери)
Дистрибутивен бизнис SACO AEI Polymers е ексклузивен дистрибутер на Fine-Blend во Кина, кој произведува широк спектар на компатибилизатори за полипропилен, најлон, PET, инженерска термопластика и биополимери како што се PLA и PBAT, вклучувајќи рециклирани мешавини, адитиви и продолжувачи на синџири.изјави менаџерот на деловната единица Мајк МекКормах.Помошни супстанции вклучуваат нереактивни компатибилизатори, главно блок и графт кополимери или случајни кополимери кои не учествуваат во хемиска реакција при мешање полимери.BP-1310 е пример каде што нивоата на додавање од 3% до 5% ја подобруваат компатибилноста на рециклирани мешавини од полипропилен и полистирен.Адитив за подобрување на компатибилноста на рециклирани мешавини PE/PS е во развој.
Реактивните компатибилизатори на Fine-Blend ја подобруваат компатибилноста со хемиска реакција со девствениот полимер за време на мешањето, вклучувајќи го ECO-112O за рециклиран PET, поликарбонат и најлон;HPC-2 за ABS и рециклиран PET компатибилизатор;и SPG-02 за производство на полипропилен и рециклиран полипропилен.PET компатибилен.Тие содржат епоксидни групи кои можат да реагираат со хидроксилните групи на рециклиран полиестер за да ја подобрат цврстината и компатибилноста, рече МекКормах.Исто така постои и CMG9801, полипропилен пресаден со малеински анхидрид кој може да реагира со амино групите на најлон.
Од 2016 година, британската компанија Interface Polymers Ltd. ја разви својата комерцијална технологија за адитиви на диблок кополимер Поларфин, која наводно ја надминува вродената молекуларна некомпатибилност на полиолефините, дозволувајќи им да се рециклираат.Овие диблок адитиви се погодни за девствени и рециклирани полиетиленски и полипропиленски соединенија, листови и филмови.
Голем производител на филмови работи на проект за обработка на повеќеслојни филмови без значително губење на продуктивноста.Директорот за развој на бизнисот, Сајмон Вадингтон, рече дека дури и при ниски нивоа на оптоварување, Поларфин го елиминира гелирањето, вообичаен проблем што го попречува рециклирањето на полиолефинските филмови со користење на рециклирана мешана пластика.„Успешно покажавме дека полиолефинскиот мешан пластичен отпад може да се рециклира и рециклира во повредни производи користејќи ја нашата технологија за адитиви Polarfin.
Според Cortes на ExxonMobil, компатибилноста (на пр. Vistamaxx со рециклиран PE/PP) може да се докаже со подобрени механички својства како отпорност на удар.(Фото: ExxonMobil)
Во мешањето со двојни завртки, повеќето инженери ја препознаваат предноста од можноста да ги конфигурираат елементите на завртката.Еве што треба да знаете за сортирање на делови од корпата.
Побарајте просторни и/или временски обрасци за да обезбедите индиции при истражување на дефекти во квалитетот на врската или утврдување на основната причина за проблемите со обработката.Стратегијата за идентификување и лекување на препознатлива причина е прво да се утврди дали проблемот е хроничен или привремен.
Insight Polymers & Complexers ја користи својата експертиза во полимерната хемија за да развие материјали од следната генерација.
Време на објавување: 28 јули 2023 година