Kompatibilisatorer har vist sig effektive til at forbedre nøgleegenskaber såsom slag/stivhedsbalancen af PCR- og PIR-blandinger af polyolefiner og anden plast.#bæredygtig udvikling
Genanvendt HDPE/PP-prøve uden Dow Engage-kompatibilisator (øverst) og genanvendt HDPE/PP-prøve med Engage POE-kompatibilisator.Kompatibilitet tredoblet forlængelse ved brud fra 130 % til 450 %.(Foto: Dow Chemical)
Efterhånden som plastgenbrug bliver et voksende marked på verdensplan, bliver kompatible harpikser og additiver i stigende grad brugt til at løse hybridharpiksproblemer inden for områder som emballage og forbrugerprodukter, byggeri, landbrug og bilindustrien.Forbedring af materialeydeevne, forbedring af forarbejdning og reduktion af omkostninger og miljøpåvirkning er blandt de vigtigste udfordringer, med almindelige forbrugerplastik såsom polyolefiner og PET førende.
En stor barriere for at bruge genbrugsmaterialer er den dyre og tidskrævende adskillelse af uforenelig plast.Ved at tillade uforenelig plast at blive smelteblandet hjælper kompatibilisatorer med at reducere behovet for adskillelse og gør det muligt for materialeproducenter at producere produkter af højere kvalitet, samtidig med at det øger genbrugsindholdet og får adgang til nye lavkvalitets- og billige kilder for at sænke omkostningerne.
Disse genanvendelige kompatibilisatorer omfatter specielle polyolefinelastomerer, styrenblokcopolymerer, kemisk modificerede polyolefiner og additiver baseret på titaniumaluminiumkemi.Andre innovationer er også dukket op.Alle forventes at komme i centrum på kommende messer.
Ifølge Dow er Engage POE og Infuse OBC bedst egnede til HDPE-, LDPE- og LLDPE-kompatibilitet med polypropylen på grund af PE-rygraden og alfa-olefiner som comonomerer.(Foto: Dow Chemical)
Speciale polyolefin elastomerer (POE) og polyolefin plastomerer (POP), der oprindeligt blev introduceret for at forbedre egenskaberne af polyolefiner såsom slag- og trækstyrke, har udviklet sig som kompatibilisatorer for genanvendt PE og PP, nogle gange også brugt sammen med andre materialer såsom PET eller PET.nylon.
Disse produkter omfatter Dow's Engage POE, en OBC-infunderet ethylen-alpha-olefin comonomer random copolymer, en hård-blød blok alternerende olefin copolymer og Exxon Mobil Vistamaxx Propylen-Ethylen og Exact Ethylen-Octene POP.
Disse produkter sælges til plastgenvindingsvirksomheder/-blandinger og andre genbrugere, sagde Jesús Cortes, markedsudvikler hos ExxonMobil Product Solutions, og bemærkede, at kompatibilitet kan være et værktøj til at hjælpe genbrugere med at udnytte krydskontaminering og potentielt billige nøglemidler til polyolefinstrømme.Han Zhang, direktør for Global Sustainability for Packaging and Specialty Plastics hos The Dow Chemical Company, sagde: "Vores kunder drager fordel af at skabe et slutprodukt af højere kvalitet med adgang til en bredere genbrugsstrøm.Vi betjener processorer, der bruger kompatibiliseringsmidler til at øge genbrugsindholdet og samtidig bevare fremstillingsevnen."
"Vores kunder drager fordel af at skabe et slutprodukt af højere kvalitet og samtidig have adgang til en bredere genbrugsstrøm."
ExxonMobil' Cortés har bekræftet, at de samme Vistamaxx- og Exact-kvaliteter, der er egnede til modifikation af jomfruharpiks, også kan bruges til at sikre kompatibilitet med genbrugsplast.Han bemærkede, at Vistamaxx-polymerer gør HDPE, LDPE og LLDPE kompatible med polypropylen, og tilføjede, at på grund af polariteten af polymerer som PET eller nylon, er Vistamaxx-podning påkrævet for at gøre polyolefiner kompatible med sådanne polymerer."For eksempel har vi arbejdet sammen med adskillige blandingsproducenter for at pode Vistamaxx for at gøre polyolefiner kompatible med nylon, samtidig med at vi har til formål at opretholde de præstationsforbedringer, som Vistamaxx-polymerer kan bringe til sammensatte formuleringer."
Ris.1 MFR-diagram, der viser blandede farver af genbrugt HDPE og polypropylen med og uden Vistamaxx-additiv.(Kilde: ExxonMobil)
Kompatibilitet kan bekræftes af forbedrede mekaniske egenskaber, såsom meget ønskelig slagfasthed, ifølge Cortez.Det er også vigtigt at øge fluiditeten ved genbrug af materialer.Et eksempel er udviklingen af sprøjtestøbningsformuleringer til HDPE-flaskestrømme.Han bemærker, at alle specialelastomerer, der er tilgængelige i dag, har deres anvendelser."Formålet med diskussionen er ikke at sammenligne deres overordnede præstation, men at vælge det bedste værktøj til et bestemt projekt."
For eksempel sagde han: "Når PE er kompatibel med PP, tror vi på, at Vistamaxx giver de bedste resultater.Men markedet har også brug for forbedret slagfasthed, og ethylen-octenplastomerer kan være velegnede, når man leder efter sejhed ved lav temperatur."
Cortez tilføjede: "Ethylen-octenplastomerer som vores Exact eller Dow's Engage-kvaliteter og Vistamaxx har meget ens belastningsniveauer."
Dow's Zhang forklarede, at mens tilstedeværelsen af polypropylen i HDPE generelt øger stivheden målt ved bøjningsmodulet, forringer det egenskaber målt ved sejhed og trækforlængelse på grund af de to komponenters inkompatibilitet.Brugen af kompatibilisatorer i disse HDPE/PP-blandinger forbedrer balancen mellem stivhed og viskositet ved at reducere faseadskillelse og forbedre grænsefladeadhæsionen.
Ris.2. Slagstyrkegraf, der viser forskellige farveblandinger af genanvendt HDPE og polypropylen, med og uden Vistamaxx-additiv.(Kilde: ExxonMobil)
Ifølge Zhang er Engage POE og Infuse OBC bedst egnede til at gøre HDPE, LDPE og LLDPE kompatible med polypropylen på grund af PE-rygraden og alfa-olefin-comonomeren.Som tilsætningsstoffer til PE/PP-blandinger anvendes de typisk i mængder på 2-5 vægt-%.Zhang bemærkede, at ved at forbedre balancen mellem hårdhed og sejhed, kan Engage POE-kompatibilisatorer såsom Grade 8100 give mere værdi for mekanisk genbrugte PE/PP-blandinger, herunder affaldsstrømme med højt indhold af PE og PP.Anvendelser omfatter sprøjtestøbte autodele, malingsdåser, skraldespande, emballagekasser, paller og udendørsmøbler.
Markedet har brug for forbedret slagpræstation, og ethylenoctenplastomerer kan spille en rolle, når slagsejhed ved lav temperatur er påkrævet.
Han tilføjede: "Tilsætningen af kun 3 wt.% Engage 8100 tredoblede slagstyrken og trækforlængelsen af den inkompatible HDPE/PP 70/30 blanding, mens den bibeholdt det højere modul, som PP-komponenten giver," tilføjede han, for lavtemperaturs plasticitetskravet, Engage POE giver slagstyrke ved omgivelsestemperatur på grund af den ekstremt lave glasovergangstemperatur.
Når vi taler om prisen på disse specialelastomerer, sagde ExxonMobils Cortez: "I den stærkt konkurrenceprægede genbrugsværdikæde er det vigtigt at balancere omkostninger og ydeevne.Med Vistamaxx-polymerer kan ydeevnen af genbrugte harpikser forbedres, hvilket gør det muligt at bruge harpikserne i applikationer, hvor genbrugere kan opnå højere økonomisk værdi."samtidig med, at efterspørgslen efter højtydende materialer imødekommes. Som et resultat kan genbrugsvirksomheder have større muligheder for at markedsføre deres genanvendte plastik, snarere end blot omkostninger som den primære drivkraft, hvilket giver dem mulighed for at fokusere på tilpassede blandinger og gennemløb."
”Ud over at kunne genanvende blandede polyolefiner, arbejder vi også på at fremme genanvendelse af forskellige blandinger såsom polyolefiner med ingeniørplast som nylon og polyester.Vi har leveret en række funktionelle polymerer, men nye løsninger er stadig under udvikling.udvikles aktivt til at håndtere forskellige plastblandinger, der findes i emballage, infrastruktur, transport og forbrugerapplikationer."
Styrenblokcopolymerer og kemisk modificerede polyolefiner er andre typer materialer, der har fået opmærksomhed som kompatibilisatorer til at forstærke og forbedre kompatibiliteten af genbrugte harpikser.
Kraton Polymers tilbyder CirKular+ styrenblok-copolymer-platformen, der indeholder ydeevneforbedrende additiver til plastgenanvendelse og -genanvendelse.Julia Strin, direktør for global strategisk markedsføring for Kraton Specialty Polymers, peger på to serier af fem kvaliteter: CirKular+ Compatibility Series (C1000, C1010, C1010) og CirKular+ Performance Enhancement Series (C2000 og C3000).Disse additiver er en række blokcopolymerer baseret på styren og ethylen/butylen (SEBS).De har exceptionelle mekaniske egenskaber, herunder høj slagstyrke ved stuetemperatur eller kryogen temperatur, fleksibilitet til at tilpasse stivhed og slagegenskaber, forbedret modstandsdygtighed over for spændingsrevner og forbedret bearbejdelighed.Circular+-produkter giver også multi-resin-kompatibilitet til virgin plast, PCR og PIR-affald.Afhængigt af kvaliteten kan de bruges i PP, HDPE, LDPE, LLDPE, LDPE, PS og HIPS, samt polære harpikser som EVOH, PVA og EVA.
"Vi har vist, at det er muligt at genanvende polyolefinblandet plastaffald og genanvende det til mere værdifulde produkter."
"CirKular+'s fuldt genanvendelige additiver gør det muligt at genbruge PCR ved at forbedre de mekaniske egenskaber og understøtte designet af polyolefin-baserede monomaterialeprodukter, hvorved PCR-indholdet maksimeres til over 90 procent," sagde Stryn.umodificeret harpiks.Test har vist, at CirKular+ produkter kan varmebehandles op til fem gange til hyppigere brug.”
CirKular+-serien af ekspandere er multi-resin-ekspandere til opgradering af blandede PCR- og PIR-genvindingsstrømme, typisk tilsat med 3 % til 5 %.To eksempler på genanvendelse af blandet affald omfatter en sprøjtestøbt kompositprøve af 76%-PCR HDPE + 19%-PCR PET + 5% Kraton+ C1010 og en prøve på 72%-PCR PP + 18%-PCR PET + 10% Kraton+ C1000..I disse eksempler blev den kærvede Izod-slagstyrke øget med henholdsvis 70 % og 50 %, og flydespændingen steg med 40 % og 30 %, samtidig med at stivheden blev bibeholdt og bearbejdeligheden blev forbedret.PCR LDPE-PET-blandinger viste også lignende ydeevne.Disse produkter er også effektive på nylon og ABS.
CirKular+ Performance Enhancement-serien er designet til at opgradere cykliske blandede PCR- og PIR-strømme af polyolefiner og polystyren ved typiske tilsætningsniveauer på 3 % til 10 %.Nylig succesfuld sprøjtestøbningstest: 91%-PCR PP + 9% Kraton+ C2000.Formuleringen har en 110% forbedring i effektmodulbalancen i forhold til konkurrerende produkter."Avancerede rPP-applikationer i bilindustrien og industrielle applikationer kræver denne form for forbedring.Dette kunne også anvendes på emballage, men med mindre strenge krav vil mængden af C2000 blive reduceret,” sagde Streen.
Kraton+ kan for- eller tørblandes med genbrugsplast inden støbning, ekstrudering eller som en del af genbrugsprocessen, siger Stryn.Siden lanceringen af CirKular+ for et par år siden, har virksomheden opnået tidlig adoption inden for områder som industrielle paller, mad- og drikkevareemballage, autokomponenter og autostole.CirKular+ kan også bruges i en række procesapplikationer, herunder sprøjte- eller kompressionsstøbning, ekstrudering, rotationsstøbning og blanding.
Polybond 3150/3002 er en del af SI Groups omfattende udvalg af Polybond kemisk modificerede polyolefiner og kan bruges som bindemiddel og kompatibilitetsadditiv.Det er en maleinsyreanhydridpodet polypropylen, der gør genbrugspolypropylen kompatibel med alle typer nylon.Ifølge John Yun, teknisk leder og teknisk support, udviser den ved et typisk brugsniveau på 5 % mere end tredobbelt Izod-kærv-slagstyrke og omvendt Izod-slagstyrke.Irfaan Foster, direktør for markedsudvikling, bemærker, at den oprindelige applikation er billydisolering.På det seneste er det blevet brugt i genanvendte polypropylen- og nylonblandinger til gulvpaneler, underskabskomponenter og bag instrumentbrætter.
En anden kvalitet er Polybond 3029, en maleinsyreanhydridpodet højdensitetspolyethylen, der blev introduceret for to år siden som et additiv for at forbedre kompatibiliteten af træ-plastkompositter.Ifølge Yun ser det ud til, at virksomheden er på vej til at være kompatibel med en 50/50 PCR/ren HDPE-blanding.
En anden klasse af kompatibilisatorer er baseret på titanium-aluminium kemi, såsom titanat (Ti) og zirconat (Zr) katalysatorer, der tilbydes af Kenrich Petrochemicals og sælges til blandere og støbere.Virksomhedens produkter omfatter en ny katalysator i masterbatch- eller pulverform, der fungerer som et kompatibilitetsadditiv til en række forskellige polymerer, herunder polyolefiner, bioplast som PET, PVC og PLA.Dets brug i PCR-blandinger såsom PP/PET/PE tager fart, ifølge Kenrichs præsident og medejer Sal Monte.Dette er rapporteret at øge ekstruderingsproduktiviteten og reducere sprøjtestøbningscyklustider.
Ken-React CAPS KPR 12/LV-perler og Ken-React KPR 12/HV-pulver er rapporteret at genoprette PCR til sin oprindelige tilstand.Monte sagde, at produktet er resultatet af at kombinere virksomhedens nye LICA 12 alkoxytitanatkatalysator med en blandet metalkatalysator, der er "mere omkostningseffektiv.""Vi tilbyder CAPS KPR 12/LV-granulat i mængder fra 1,5 % til 1,75 % af den samlede vægt af alle genbrugsmaterialer, der føjes til beholderen, ligesom masterbatch, og reducerer procestemperaturen med 10-20 % for at opretholde forskydningen af reaktionsblandingen.De fungerer på nanometerniveau, så en reaktiv forskydning af kompositten er påkrævet, og smelten kræver et højt drejningsmoment."
Monte siger, at disse additiver er effektive kompatibilisatorer til additive polymerer som LLDPE og PP og polykondensater som PET, organiske og uorganiske fyldstoffer og bioplast som PLA.Typiske resultater omfatter en 9% reduktion i ekstruderings-, sprøjtestøbnings- og blæsestøbningstemperaturer og en 20% stigning i forarbejdningshastigheden for de fleste ufyldte termoplaster.Lignende resultater blev opnået med en genanvendt 80/20% LDPE/PP-blanding.I et tilfælde blev 1,5 % CAPS KPR 12/LV brugt til at sikre kompatibiliteten af tre PIR-harpikser: gradueret smeltet film LLDPE, 20-35 MFI blandet sprøjtestøbt polypropylencopolymerlåg og termoformet PET-fødevareudfoldningsemballage.Slib PP/PET/PE-blandingen til 1/4″ størrelse.op til ½ tomme.Flager og smelter blandes i sprøjtestøbningspellets.
Interface Polymers' patenterede diblok-additivteknologi overvinder efter sigende den iboende inkompatibilitet af polyolefiner på molekylært niveau, hvilket gør det muligt at behandle dem.(Foto: grænsefladepolymerer)
Distributionsvirksomhed SACO AEI Polymers er eneforhandler af Fine-Blend i Kina, som producerer en bred vifte af kompatibilisatorer til polypropylen, nylon, PET, tekniske termoplaster og biopolymerer såsom PLA og PBAT, herunder genbrugte blandinger, additiver og kædeforlængere.sagde forretningsenhedschef Mike McCormach.Hjælpestoffer omfatter ikke-reaktive kompatibilisatorer, hovedsageligt blok- og podecopolymerer eller tilfældige copolymerer, der ikke deltager i en kemisk reaktion, når polymerer blandes.BP-1310 er et eksempel, hvor tilsætningsniveauer på 3 % til 5 % forbedrer kompatibiliteten af genbrugte blandinger af polypropylen og polystyren.Et tilsætningsstof til at forbedre kompatibiliteten af genbrugte PE/PS-blandinger er under udvikling.
Fine-Blend reaktive kompatibilisatorer forbedrer kompatibiliteten ved at reagere kemisk med virgin polymer under blanding, herunder ECO-112O til genanvendt PET, polycarbonat og nylon;HPC-2 til ABS og genanvendt PET-kompatibilisator;og SPG-02 til fremstilling af polypropylen og genanvendt polypropylen.PET-kompatibel.De indeholder epoxygrupper, der kan reagere med genanvendt polyesters hydroxylgrupper for at forbedre sejhed og kompatibilitet, sagde McCormach.Der er også CMG9801, en maleinsyreanhydridpodet polypropylen, der kan reagere med aminogrupperne i nylon.
Siden 2016 har det britiske firma Interface Polymers Ltd. udviklet sin proprietære Polarfin diblok-copolymer-additivteknologi, som efter sigende overvinder den iboende molekylære inkompatibilitet af polyolefiner, hvilket gør det muligt at genbruge dem.Disse diblokadditiver er velegnede til ny og genanvendt polyethylen og polypropylenforbindelser, plader og film.
En stor filmproducent arbejder på et projekt, der skal behandle flerlagsfilm uden væsentligt tab af produktivitet.Forretningsudviklingsdirektør Simon Waddington sagde, at selv ved lave belastningsniveauer har Polarfin elimineret gelering, et almindeligt problem, der hæmmer genanvendelsen af polyolefinfilm ved hjælp af genanvendt blandet plast."Vi har med succes demonstreret, at polyolefinblandet plastikaffald kan genbruges og genanvendes til mere værdifulde produkter ved hjælp af vores Polarfin-additivteknologi."
Ifølge ExxonMobils Cortes kan kompatibilitet (f.eks. Vistamaxx med genbrugt PE/PP) påvises ved forbedrede mekaniske egenskaber såsom slagfasthed.(Foto: ExxonMobil)
I dobbeltskrueblanding erkender de fleste ingeniører fordelen ved at være i stand til at konfigurere skrueelementer.Her er hvad du behøver at vide om sortering af spandsektioner.
Se efter rumlige og/eller tidsmæssige mønstre for at give fingerpeg, når du undersøger linkkvalitetsdefekter eller bestemmer årsagen til behandlingsproblemer.Strategien til at identificere og behandle en identificerbar årsag er først at bestemme, om problemet er kronisk eller midlertidigt.
Insight Polymers & Complexers bruger sin ekspertise inden for polymerkemi til at udvikle næste generations materialer.
Indlægstid: 28-jul-2023