Compatibilizanții s-au dovedit eficienți în îmbunătățirea proprietăților cheie, cum ar fi echilibrul impact/rigiditate al amestecurilor PCR și PIR de poliolefine și alte materiale plastice.#dezvoltare durabilă
Eșantion HDPE/PP reciclat fără compatibil Dow Engage (sus) și eșantion HDPE/PP reciclat cu compatibil Engage POE.Compatibilitatea a triplat alungirea la rupere de la 130% la 450%.(Foto: Dow Chemical)
Pe măsură ce reciclarea materialelor plastice devine o piață în creștere la nivel mondial, rășinile și aditivii compatibile sunt din ce în ce mai folosiți pentru a rezolva problemele legate de rășini hibride în domenii precum ambalaje și produse de larg consum, construcții, agricultură și autovehicule.Îmbunătățirea performanței materialelor, îmbunătățirea procesării și reducerea costurilor și a impactului asupra mediului se numără printre provocările cheie, materialele plastice de consum, cum ar fi poliolefinele și PET-ul, conducând drumul.
Un mare obstacol în calea utilizării materialelor reciclate este separarea costisitoare și consumatoare de timp a materialelor plastice incompatibile.Permițând amestecarea topiturii materialelor plastice incompatibile, compatibilizatorii ajută la reducerea nevoii de separare și permit producătorilor de materiale să producă produse de calitate superioară, crescând în același timp conținutul reciclat și accesând noi surse de calitate scăzută și cu costuri reduse pentru a reduce costurile.
Acești compatibilizatori reciclabili includ elastomeri poliolefinici speciali, copolimeri bloc stirenici, poliolefine modificate chimic și aditivi bazați pe chimia titanului aluminiu.Au apărut și alte inovații.Se așteaptă ca toți să fie în centrul atenției la viitoarele târguri comerciale.
Potrivit Dow, Engage POE și Infuse OBC sunt cele mai potrivite pentru compatibilitatea HDPE, LDPE și LLDPE cu polipropilena datorită structurii PE și alfa olefinelor ca comonomeri.(Foto: Dow Chemical)
Elastomerii poliolefinici de specialitate (POE) și plastomerii poliolefinici (POP), introduși inițial pentru a îmbunătăți proprietățile poliolefinelor, cum ar fi rezistența la impact și rezistența la tracțiune, au evoluat ca compatibilizatori pentru PE și PP reciclat, uneori folosiți și cu alte materiale precum PET sau PET.nailon.
Aceste produse includ Dow's Engage POE, un copolimer aleator de comonomer etilenă-alfa-olefină infuzat cu OBC, un copolimer de olefină alternând bloc tare-moale și Exxon Mobil Vistamaxx Propylene-Ethylene și Exact Ethylene-Octen POP.
Aceste produse sunt vândute către reciclatorii/compușii de plastic și altor reciclatori, a declarat Jesús Cortes, dezvoltator de piață la ExxonMobil Product Solutions, menționând că compatibilitatea poate fi un instrument pentru a ajuta reciclatorii să exploateze contaminarea încrucișată și agenții cheie potențial cu costuri reduse pentru fluxurile de poliolefine.Han Zhang, directorul Global Sustainability for Packaging and Specialty Plastics la The Dow Chemical Company, a declarat: „Clienții noștri beneficiază de crearea unui produs final de calitate superioară, cu acces la un flux mai larg de reciclare.Servim procesoare care folosesc compatibilizatori pentru a crește conținutul reciclat, menținând în același timp fabricabilitatea.”
„Clienții noștri beneficiază de crearea unui produs final de calitate superioară, având în același timp acces la un flux mai larg de reciclare.”
ExxonMobil' Cortés a confirmat că aceleași clase Vistamaxx și Exact potrivite pentru modificarea rășinilor virgine pot fi, de asemenea, utilizate pentru a asigura compatibilitatea cu materialele plastice reciclate.El a remarcat că polimerii Vistamaxx fac HDPE, LDPE și LLDPE compatibile cu polipropilena, adăugând că, datorită polarității polimerilor precum PET sau nailon, este necesară altoirea de calitate Vistamaxx pentru a face poliolefinele compatibile cu astfel de polimeri.„De exemplu, am lucrat cu mai mulți compusori pentru a grefa Vistamaxx pentru a face poliolefinele compatibile cu nailonul, urmărind în același timp să menținem îmbunătățirile de performanță pe care polimerii Vistamaxx le pot aduce formulărilor compuse.”
Orez.1 diagramă MFR care arată culori mixte de HDPE reciclat și polipropilenă cu și fără aditiv Vistamaxx.(Sursa: ExxonMobil)
Compatibilitatea poate fi confirmată prin proprietăți mecanice îmbunătățite, cum ar fi rezistența la impact extrem de dorită, potrivit lui Cortez.Creșterea fluidității este, de asemenea, importantă atunci când reutilizați materiale.Un exemplu este dezvoltarea formulărilor de turnare prin injecție pentru fluxurile de sticle HDPE.El observă că toți elastomerii specializați disponibili astăzi își au utilizările lor.„Scopul discuției nu este de a compara performanța lor generală, ci de a alege cel mai bun instrument pentru un anumit proiect.”
De exemplu, el a spus: „Când PE este compatibil cu PP, credem că Vistamaxx oferă cele mai bune rezultate.Dar piața are nevoie și de o rezistență îmbunătățită la impact, iar plastomerii de etilenă-octenă pot fi adecvați atunci când se caută rezistență la temperatură scăzută.”
Cortez a adăugat: „Plastomerii etilenă-octenă, precum clasele noastre Exact sau Dow’s Engage și Vistamaxx au niveluri de încărcare foarte asemănătoare.”
Zhang de la Dow a explicat că, în timp ce prezența polipropilenei în HDPE crește în general rigiditatea măsurată prin modulul de încovoiere, aceasta degradează proprietățile măsurate prin tenacitate și alungirea la tracțiune din cauza incompatibilității celor două componente.Utilizarea de compatibilizatori în aceste amestecuri HDPE/PP îmbunătățește echilibrul rigiditate/vâscozitate prin reducerea separării fazelor și îmbunătățirea aderenței interfațale.
Orez.2. Graficul rezistenței la impact care arată diferite amestecuri de culori de HDPE reciclat și polipropilenă, cu și fără aditiv Vistamaxx.(Sursa: ExxonMobil)
Potrivit lui Zhang, Engage POE și Infuse OBC sunt cele mai potrivite pentru a face HDPE, LDPE și LLDPE compatibile cu polipropilena datorită structurii PE și a comonomerului alfa-olefină.Ca aditivi pentru amestecurile PE/PP, aceștia sunt de obicei utilizați în cantități de 2% până la 5% în greutate.Zhang a remarcat că, prin îmbunătățirea echilibrului dintre duritate și duritate, compatibilizatorii Engage POE, cum ar fi Grade 8100, pot oferi mai multă valoare pentru amestecurile PE/PP reciclate mecanic, inclusiv fluxurile de deșeuri bogate în PE și PP.Aplicațiile includ piese de automobile turnate prin injecție, cutii de vopsea, coșuri de gunoi, cutii de ambalare, paleți și mobilier de exterior.
Piața are nevoie de performanțe îmbunătățite la impact, iar plastomerii de etilenă octenă pot juca un rol atunci când este necesară rezistența la impact la temperaturi scăzute.
El a adăugat: „Adăugarea a doar 3 gr.% Engage 8100 a triplat rezistența la impact și alungirea la tracțiune a amestecului incompatibil HDPE/PP 70/30, păstrând în același timp modulul mai mare conferit de componenta PP”, a adăugat el, pentru cerința de plasticitate la temperaturi scăzute, Engage POE oferă rezistență la impact la temperatura ambiantă. datorită temperaturii extrem de scăzute de tranziție vitroasă.
Vorbind despre costul acestor elastomeri de specialitate, Cortez de la ExxonMobil a spus: „În lanțul valoric de reciclare extrem de competitiv, este important să echilibrăm costul și performanța.Cu polimerii Vistamaxx, performanța rășinilor reciclate poate fi îmbunătățită, permițând rășinilor să fie utilizate în aplicații în care reciclatorii pot câștiga o valoare economică mai mare.”în același timp, satisface cererea de materiale de înaltă performanță. Ca rezultat, reciclatorii pot avea oportunități mai mari de a-și comercializa materialele plastice reciclate, mai degrabă decât doar costul ca factor principal, permițându-le să se concentreze pe amestecuri personalizate și producție.”
„Pe lângă faptul că putem recicla poliolefinele amestecate, lucrăm și pentru a promova reciclarea diferitelor amestecuri, cum ar fi poliolefinele, cu materiale plastice de inginerie precum nailon și poliester.Am furnizat o serie de polimeri funcționali, dar noi soluții sunt încă în dezvoltare.sunt dezvoltate în mod activ pentru a aborda diverse amestecuri de plastic găsite în ambalaje, infrastructură, transport și aplicații de consum.”
Copolimerii bloc de stiren și poliolefinele modificate chimic sunt alte tipuri de materiale care au primit atenție ca compatibilizatori pentru consolidarea și îmbunătățirea compatibilității rășinilor reciclate.
Kraton Polymers oferă platforma de copolimeri bloc stirenic CirKular+ care conține aditivi de îmbunătățire a performanței pentru reciclarea și reciclarea materialelor plastice.Julia Strin, director de marketing strategic global pentru Kraton Specialty Polymers, evidențiază două serii de cinci clase: CirKular+ Compatibility Series (C1000, C1010, C1010) și CirKular+ Performance Enhancement Series (C2000 și C3000).Acești aditivi sunt o gamă de copolimeri bloc pe bază de stiren și etilenă/butilenă (SEBS).Au proprietăți mecanice excepționale, inclusiv rezistență ridicată la impact la temperatura camerei sau criogenică, flexibilitate de adaptare a proprietăților de rigiditate și impact, rezistență îmbunătățită la fisurarea prin stres și procesabilitate îmbunătățită.Produsele Circular+ oferă, de asemenea, compatibilitate cu mai multe rășini pentru deșeurile din plastic virgin, PCR și PIR.În funcție de grad, acestea pot fi utilizate în PP, HDPE, LDPE, LLDPE, LDPE, PS și HIPS, precum și rășini polare precum EVOH, PVA și EVA.
„Am demonstrat că este posibil să reciclăm deșeurile de plastic amestecate cu poliolefine și să le reciclăm în produse mai valoroase.”
„Aditivii complet reciclabili de la CirKular+ permit reutilizarea PCR prin îmbunătățirea proprietăților mecanice și sprijinirea proiectării produselor monomateriale pe bază de poliolefine, maximizând astfel conținutul PCR la peste 90%”, a spus Stryn.rășină nemodificată.Testele au arătat că produsele CirKular+ pot fi tratate termic de până la cinci ori pentru o utilizare mai frecventă.”
Gama de expansoare CirKular+ sunt expandoare multi-rășini pentru modernizarea fluxurilor mixte de recuperare PCR și PIR, adăugate de obicei la 3% până la 5%.Două exemple de reciclare mixtă a deșeurilor includ o probă compozită turnată prin injecție de 76%-PCR HDPE + 19%-PCR PET + 5% Kraton+ C1010 și o probă de 72%-PCR PP + 18%-PCR PET + 10% Kraton+ C1000..În aceste exemple, rezistența la impact Izod crestat a fost crescută cu 70% și, respectiv, 50%, iar limita de curgere a crescut cu 40% și 30%, menținând în același timp rigiditatea și îmbunătățind procesabilitatea.Amestecurile PCR LDPE-PET au prezentat, de asemenea, performanțe similare.Aceste produse sunt eficiente și pe nailon și ABS.
Seria CirKular+ de îmbunătățire a performanței este proiectată pentru a îmbunătăți fluxurile mixte ciclice de PCR și PIR de poliolefine și polistiren la niveluri de adăugare tipice de 3% până la 10%.Test recent de turnare prin injecție cu succes: 91%-PCR PP + 9% Kraton+ C2000.Formularea are o îmbunătățire cu 110% a echilibrului modulului de impact față de produsele concurente.„Aplicațiile high-end rPP în aplicații auto și industriale necesită acest tip de îmbunătățire.Acest lucru ar putea fi aplicat și ambalajului, dar cu cerințe mai puțin stricte, cantitatea de C2000 va fi redusă”, a spus Streen.
Kraton+ poate fi pre-amestecat sau amestecat uscat cu plastic reciclat înainte de turnare, extrudare sau ca parte a procesului de reciclare, spune Stryn.De la lansarea CirKular+ în urmă cu câțiva ani, compania a obținut adoptarea timpurie în domenii precum paleții industriali, ambalajele pentru alimente și băuturi, componentele auto și scaunele auto pentru copii.CirKular+ poate fi, de asemenea, utilizat într-o varietate de aplicații de proces, inclusiv turnare prin injecție sau comprimare, extrudare, turnare rotațională și amestecare.
Polybond 3150/3002 face parte din gama extinsă de poliolefine Polybond modificate chimic a SI Group și poate fi utilizat ca liant și aditiv de compatibilitate.Este o polipropilenă grefată cu anhidridă maleică care face polipropilena reciclată compatibilă cu toate tipurile de nailon.Potrivit lui John Yun, manager tehnic și asistență tehnică, la un nivel de utilizare tipic de 5%, prezintă o rezistență la impact cu crestături Izod de peste trei ori și rezistență la impact Izod inversă.Irfaan Foster, director de dezvoltare a pieței, notează că aplicarea inițială este izolarea fonică a mașinilor.Mai recent, a fost folosit în amestecuri reciclate de polipropilenă și nailon pentru panouri de sub podea, componente de sub capotă și în spatele tablourilor de bord.
O altă calitate este Polybond 3029, o polietilenă de înaltă densitate grefată cu anhidridă maleică introdusă acum doi ani ca aditiv pentru a îmbunătăți compatibilitatea compozitelor lemn-plastic.Potrivit lui Yun, se pare că compania este pe cale să fie compatibilă cu un amestec 50/50 PCR/HDPE pur.
O altă clasă de compatibilizatori se bazează pe chimia titanului-aluminiu, cum ar fi catalizatorii de titanat (Ti) și zirconat (Zr) oferiti de Kenrich Petrochemicals și vânduți la compozitori și mașini de turnare.Produsele companiei includ un nou catalizator sub formă de masterbatch sau pulbere care acționează ca un aditiv de compatibilitate pentru o varietate de polimeri, inclusiv poliolefine, bioplastice precum PET, PVC și PLA.Utilizarea sa în amestecuri PCR precum PP/PET/PE câștigă amploare, potrivit președintelui și coproprietarului Kenrich, Sal Monte.Se raportează că aceasta crește productivitatea extrudarii și reduce timpii ciclului de turnare prin injecție.
Se raportează că perlele Ken-React CAPS KPR 12/LV și pulberea Ken-React KPR 12/HV readuc PCR la starea inițială.Monte a spus că produsul este rezultatul combinării noului catalizator de titanat alcoxi LICA 12 al companiei cu un catalizator de metal mixt care este „mai rentabil”.„Oferim granule CAPS KPR 12/LV în cantități cuprinse între 1,5% și 1,75% din greutatea totală a tuturor materialelor reciclate adăugate la coș, la fel ca masterbatch-ul, și reducem temperatura procesului cu 10-20%, pentru a menține forfecarea. a amestecului de reacţie.Ele funcționează la nivel de nanometru, așa că este necesară o forfecare reactivă a compozitului, iar topitura necesită un cuplu mare.”
Monte spune că acești aditivi sunt compatibilizatori eficienți pentru polimerii aditivi precum LLDPE și PP și policondensații precum PET, materiale de umplutură organice și anorganice și bioplastice precum PLA.Rezultatele tipice includ o reducere cu 9% a temperaturilor de extrudare, turnare prin injecție și suflare și o creștere cu 20% a vitezei de procesare pentru majoritatea materialelor termoplastice neumplute.Rezultate similare au fost obținute cu un amestec reciclat 80/20% LDPE/PP.Într-un caz, 1,5% CAPS KPR 12/LV a fost folosit pentru a asigura compatibilitatea a trei rășini PIR: film LLDPE gradat fuzionat, capace mixte de polipropilenă turnate prin injecție de 20-35 MFI și ambalaje PET termoformate pentru alimente.Măcinați amestecul PP/PET/PE la dimensiunea de 1/4″.până la ½ inch.Fulgii și topiturile sunt amestecate în pelete de turnare prin injecție.
Tehnologia brevetată de aditivi diblock de la Interface Polymers depășește incompatibilitatea inerentă a poliolefinelor la nivel molecular, permițându-le să fie procesate.(Foto: polimeri interfaciali)
Afaceri de distribuție SACO AEI Polymers este distribuitorul exclusiv al Fine-Blend în China, care produce o gamă largă de compatibilizatori pentru polipropilenă, nailon, PET, termoplastice de inginerie și biopolimeri, cum ar fi PLA și PBAT, inclusiv amestecuri reciclate, aditivi și extensii de lanț.a spus managerul unității de afaceri Mike McCormach.Substanțele auxiliare includ compatibilizatori nereactivi, în principal copolimeri bloc și grefați sau copolimeri aleatori care nu participă la o reacție chimică la amestecarea polimerilor.BP-1310 este un exemplu în care nivelurile de adăugare de 3% până la 5% îmbunătățesc compatibilitatea amestecurilor reciclate de polipropilenă și polistiren.Un aditiv pentru a îmbunătăți compatibilitatea amestecurilor reciclate PE/PS este în curs de dezvoltare.
Compatibilizanții reactivi Fine-Blend îmbunătățesc compatibilitatea prin reacția chimică cu polimerul virgin în timpul amestecării, inclusiv ECO-112O pentru PET reciclat, policarbonat și nailon;HPC-2 pentru compatibil ABS și PET reciclat;și SPG-02 pentru producția de polipropilenă și polipropilenă reciclată.Compatibil cu PET.Ele conțin grupări epoxidice care pot reacționa cu grupele hidroxil ale poliesterului reciclat pentru a îmbunătăți duritatea și compatibilitatea, a spus McCormach.Există, de asemenea, CMG9801, o polipropilenă grefată cu anhidridă maleică care poate reacționa cu grupările amino ale nailonului.
Din 2016, compania britanică Interface Polymers Ltd. și-a dezvoltat tehnologia proprie de aditivi de copolimeri diblock Polarfin, care se pare că depășește incompatibilitatea moleculară inerentă a poliolefinelor, permițându-le să fie reciclate.Acești aditivi diblock sunt adecvați pentru compuși, foi și filme din polietilenă și polipropilenă virgine și reciclate.
Un mare producător de filme lucrează la un proiect de procesare a filmelor multistrat fără pierderi semnificative de productivitate.Directorul de dezvoltare a afacerilor, Simon Waddington, a spus că, chiar și la niveluri scăzute de încărcare, Polarfin a eliminat gelificarea, o problemă comună care împiedică reciclarea filmelor de poliolefină folosind materiale plastice amestecate reciclate.„Am demonstrat cu succes că deșeurile de plastic amestecate cu poliolefine pot fi reciclate și reciclate în produse mai valoroase folosind tehnologia noastră de aditivi Polarfin.”
Conform Cortes de la ExxonMobil, compatibilitatea (de exemplu, Vistamaxx cu PE/PP reciclat) poate fi demonstrată prin proprietăți mecanice îmbunătățite, cum ar fi rezistența la impact.(Foto: ExxonMobil)
În combinarea cu două șuruburi, majoritatea inginerilor recunosc avantajul de a putea configura elementele șuruburilor.Iată ce trebuie să știți despre sortarea secțiunilor de găleți.
Căutați modele spațiale și/sau temporale pentru a oferi indicii atunci când investigați defectele de calitate a legăturilor sau când determinați cauza principală a problemelor de procesare.Strategia de identificare și tratare a unei cauze identificabile este de a determina mai întâi dacă problema este cronică sau temporară.
Insight Polymers & Complexers își folosește expertiza în chimia polimerilor pentru a dezvolta materiale de generație următoare.
Ora postării: 28-iul-2023