¿Cómo se produce el material PP soplado por fusión con alto punto de fusión?

Recientemente, los materiales para mascarillas han recibido mucha atención, y nuestros trabajadores de polímeros no se han visto obstaculizados en esta lucha contra la epidemia. Hoy presentaremos cómo se produce el material PP fundido por soplado.

Demanda del mercado de PP de alto punto de fusión

La fluidez del polipropileno está estrechamente relacionada con su peso molecular. El peso molecular promedio en peso de la resina de polipropileno comercial preparada mediante un sistema catalítico Ziegler-Natta convencional se encuentra generalmente entre 3 × 10⁻¹ y 7 × 10⁻¹. El índice de fusión de estas resinas de polipropileno convencionales suele ser bajo, lo que limita su rango de aplicación.

Con el rápido desarrollo de la industria de las fibras químicas y la maquinaria textil, la industria de las telas no tejidas ha experimentado un rápido crecimiento. Las numerosas ventajas del polipropileno lo convierten en la materia prima preferida para las telas no tejidas. Con el desarrollo de la sociedad, los campos de aplicación de las telas no tejidas tienden a ser muy amplios: en el ámbito médico y sanitario,telas no tejidasSe pueden utilizar para fabricar batas de aislamiento, mascarillas, batas quirúrgicas, toallas sanitarias femeninas, pañales para bebés, etc. Como material de construcción y geotécnico, las telas no tejidas se pueden utilizar para impermeabilización de techos, construcción de carreteras y proyectos de conservación de agua, o se puede producir fieltro para techos avanzado mediante tecnología compuesta de spunbond y punzonado. Su vida útil es de 5 a 10 veces mayor que la del fieltro asfáltico tradicional. Los materiales de filtro también son uno de los productos de más rápido desarrollo en telas no tejidas, que se pueden utilizar para la filtración de gases y líquidos en industrias como la química, la farmacéutica y la alimentaria, y tienen un gran potencial de mercado. Además, las telas no tejidas se pueden utilizar para la fabricación de cuero sintético, bolsos, forros de ropa, telas decorativas y paños de limpieza en la vida diaria y el uso doméstico.

Debido al continuo desarrollo de las telas no tejidas, los requisitos para su producción y aplicación aumentan constantemente, como el soplado en fusión, la producción a alta velocidad y los productos delgados. Por lo tanto, los requisitos para el rendimiento de procesamiento de la resina de polipropileno, la principal materia prima para telas no tejidas, también han aumentado en consecuencia. Además, la producción de fibras de polipropileno de alta velocidad o denier fino también requiere que la resina de polipropileno tenga buenas propiedades de flujo de fusión. Algunos pigmentos que no soportan altas temperaturas requieren el procesamiento de polipropileno como portador a temperaturas relativamente más bajas. Todos estos requieren el uso de resina de polipropileno de índice de fusión ultraalto como materia prima, que puede procesarse a temperaturas más bajas.

El material especial para tejidos meltblown es el polipropileno de alto índice de fusión. El índice de fusión se refiere a la masa de material fundido que pasa por un capilar de matriz estándar cada 10 minutos. Cuanto mayor sea el valor, mejor será la fluidez de procesamiento del material. Cuanto mayor sea el índice de fusión del polipropileno, más finas serán las fibras expulsadas y mejor será el rendimiento de filtración del tejido meltblown producido.

Método para preparar resina de polipropileno de alto índice de fusión

Una de ellas consiste en controlar el peso molecular y la distribución del peso molecular del polipropileno mediante el control del proceso de polimerización, por ejemplo, mediante el uso de métodos para aumentar la concentración de inhibidores, como el hidrógeno, a fin de reducir el peso molecular del polímero y, por consiguiente, aumentar el índice de fusión. Este método está limitado por factores como el sistema catalítico y las condiciones de reacción, lo que dificulta el control de la estabilidad del índice de fusión y su implementación.

En los últimos años, Yanshan Petrochemical ha utilizado catalizadores de metaloceno para la polimerización directa de materiales fundidos por soplado con un índice de fusión superior a 1000. Debido a la dificultad para controlar la estabilidad, no se ha llevado a cabo la polimerización a gran escala. Desde el brote de la epidemia de este año, Yanshan Petrochemical adoptó la tecnología de producción de polipropileno fundido por soplado de degradación controlable, desarrollada en 2010, para producir un material especial de tela no tejida fundida por soplado de polipropileno el 12 de febrero. Simultáneamente, se realizaron pruebas industriales en el dispositivo utilizando catalizadores de metaloceno. El producto ya se ha producido y se está enviando a usuarios finales para su prueba.

Otro método es controlar la degradación del polipropileno obtenido mediante polimerización convencional, reduciendo su peso molecular y aumentando su índice de fusión.

Anteriormente, se utilizaban comúnmente métodos de degradación a alta temperatura para reducir el peso molecular del polipropileno. Sin embargo, este método de degradación mecánica a alta temperatura presenta numerosas desventajas, como la pérdida de aditivos, la descomposición térmica y la inestabilidad del proceso. Además, existen métodos como la degradación ultrasónica, pero estos métodos suelen requerir la presencia de disolventes, lo que aumenta la dificultad y el coste del proceso. En los últimos años, la degradación química del polipropileno se ha extendido gradualmente.

Producción de PP de alto índice de fusión mediante el método de degradación química

El método de degradación química consiste en la reacción del polipropileno con agentes de degradación química, como peróxidos orgánicos, en una extrusora de tornillo, lo que provoca la ruptura de las cadenas moleculares del polipropileno y la reducción de su peso molecular. En comparación con otros métodos de degradación, ofrece las ventajas de una degradación completa, una buena fluidez en estado fundido y un proceso de preparación sencillo y viable, lo que facilita la producción industrial a gran escala. Además, es el método más utilizado por los fabricantes de plásticos modificados.

Requisitos del equipo

El alto punto de fusión se refiere a equipos completamente diferentes a los equipos convencionales de modificación de PP. Los equipos utilizados para pulverizar materiales fundidos requieren una relación de aspecto más larga y un cabezal de máquina vertical, o utilizan granulación subacuática (Wuxi Huachen ofrece un corte subacuático similar). El material es muy fino y debe entrar en contacto con el agua inmediatamente después de salir del cabezal de la máquina para facilitar su enfriamiento.

La producción de polipropileno convencional requiere una velocidad de corte de la extrusora de 70 metros por minuto, mientras que el polipropileno de alto punto de fusión requiere una velocidad de corte de más de 120 metros por minuto. Además, debido a su alta fluidez, su distancia de enfriamiento también debe aumentarse de 4 a 12 metros.

La máquina para fabricar materiales fundidos por soplado requiere un cambio de malla continuo, generalmente con un cambiador de malla de doble estación. El consumo de potencia del motor es mucho mayor y se utilizan más bloques de corte en los componentes del tornillo.

1：Asegurar una alimentación suave de materiales como PP y DCP;

2： Determinar la relación de aspecto y la posición axial adecuadas de la abertura en función de la vida media de la fórmula compuesta (que ha evolucionado a la tercera generación para garantizar una extrusión suave de la reacción CR-PP);

3: Para garantizar un alto rendimiento de dedos fundidos dentro del rango de tolerancia (más de 30 tiras terminadas tienen una mayor relación costo-beneficio y base de mezcla en comparación con solo una docena de tiras);

4： Se deben instalar cabezales de moldeo sumergibles especiales. La masa fundida y el calor deben distribuirse uniformemente, minimizando la cantidad de residuos.

5： Se recomienda equipar un granulador en frío maduro para materiales fundidos por soplado (que tenga una buena reputación en la industria) para garantizar la calidad de los gránulos terminados y una mayor tasa de rendimiento;

6： Si hubiera retroalimentación de detección en línea, sería aún mejor.

Además, el iniciador de degradación añadido a la alimentación lateral con líquido requiere mayor precisión debido a la pequeña proporción de adición. Para equipos de alimentación lateral como Brabenda, Kubota y Matsunaga de fabricación nacional.

El catalizador de degradación utilizado actualmente

1: El peróxido de di-t-butilo, también conocido como peróxido de di-terc-butilo, iniciador a y agente vulcanizante dTBP, es un líquido transparente, de incoloro a ligeramente amarillento, insoluble en agua y miscible con disolventes orgánicos como benceno, tolueno y acetona. Altamente oxidante, inflamable, relativamente estable a temperatura ambiente e insensible al impacto.

2: DBPH, abreviado como 2,5-dimetil-2,5-bis(terc-butilperoxi)hexano, tiene un peso molecular de 290,44. Es un líquido amarillo claro, pastoso y polvo blanco lechoso, con una densidad relativa de 0,8650. Punto de congelación: 8 °C. Punto de ebullición: 50-52 °C (13 Pa). Índice de refracción: 1,418-1,419. La viscosidad del líquido es de 6,5 mPa·s. Punto de inflamación (vaso abierto): 58 °C. Soluble en la mayoría de los disolventes orgánicos, como alcoholes, éteres, cetonas, ésteres e hidrocarburos aromáticos; insoluble en agua.

3: Prueba de fusión del dedo

La prueba de dedo fundido debe realizarse de acuerdo con la norma GB/T 30923-2014, Materiales especiales de pulverización de polipropileno fundido. No se pueden realizar pruebas con probadores de dedo fundido convencionales. El punto de fusión alto se refiere al uso del método de volumen en lugar del método de masa para las pruebas.

Dongguan Liansheng Tecnología no tejida Co., Ltd.Se fundó en mayo de 2020. Es una empresa de producción de telas no tejidas a gran escala que integra investigación, desarrollo, producción y ventas. Produce telas no tejidas spunbond de PP de varios colores con un ancho inferior a 3,2 metros, desde 9 gramos hasta 300 gramos.