Marktvraag naar PP met hoog smeltpunt
De smeltstroomeigenschappen van polypropyleen hangen nauw samen met het molecuulgewicht. Het gemiddelde molecuulgewicht van commerciële polypropyleenhars, bereid met een conventioneel Ziegler-Natta-katalytisch systeem, ligt over het algemeen tussen 3×105 en 7×105. De smeltindex van deze conventionelepolypropyleenharsenis over het algemeen laag, wat het toepassingsbereik beperkt.
Met de snelle ontwikkeling van de chemische vezelindustrie en de textielmachine-industrie is de non-woven stoffenindustrie snel gegroeid. De vele voordelen van polypropyleen maken het de favoriete grondstof voor non-woven stoffen. Met de maatschappelijke ontwikkeling worden de toepassingsgebieden van non-woven stoffen breder. In de medische en gezondheidssector kunnen non-woven stoffen worden gebruikt voor de productie van isolatiepakken, maskers, operatiejassen, maandverbanden voor dames, babyluiers, enzovoort. Als bouw- en geotechnisch materiaal kunnen non-woven stoffen worden gebruikt voor dakwaterdichting, wegenbouw, waterbeheer, of kan geavanceerd dakvilt worden geproduceerd met behulp van spingebonden en naaldviltcomposiettechnologie. De levensduur is 5-10 keer langer dan die van traditioneel asfaltvilt. Filtermaterialen behoren ook tot de snelst ontwikkelende producten voor non-woven stoffen, die kunnen worden gebruikt voor gas- en vloeistoffiltratie in industrieën zoals de droge chemische, farmaceutische en voedingsmiddelenindustrie, en hebben een groot marktpotentieel. Daarnaast kunnen non-woven stoffen gebruikt worden bij de productie van kunstleer, bagage, voeringen voor kleding, decoratieve stoffen en poetsdoeken voor huishoudelijk gebruik.
Het is juist vanwege de voortdurende ontwikkeling vanniet-geweven stoffendat de eisen voor hun productie en toepassing voortdurend toenemen, zoals meltblowning, hogesnelheidsproductie, dunne producten, enz. Daarom zijn de eisen aan de verwerkingsprestaties van polypropyleenhars, de belangrijkste grondstof voor non-wovens, ook dienovereenkomstig toegenomen. Bovendien vereist de productie van polypropyleenvezels met hoge snelheid of fijne denier ook goede smeltvloeiprestaties van polypropyleenhars. Sommige pigmenten die geen hoge temperaturen kunnen weerstaan, vereisen polypropyleen als drager met relatief lage verwerkingstemperaturen. Al deze pigmenten vereisen het gebruik van polypropyleenhars met een ultrahoge smeltindex als grondstof, die bij lagere temperaturen kan worden verwerkt.
Het speciale materiaal voor meltblown-stof is polypropyleen met een hoge smeltindex. De smeltindex verwijst naar de massa gesmolten materiaal die elke 10 minuten door een standaard capillaire buis stroomt. Hoe hoger de waarde, hoe beter de verwerkingsvloeibaarheid van het materiaal. Hoe hoger de smeltindex van polypropyleen, hoe fijner de uitgespoten vezels en hoe beter de filtratieprestaties van de geproduceerde meltblown-stof.
Werkwijze voor het bereiden van polypropyleenhars met hoge smeltindex
Eén daarvan is het beheersen van het molecuulgewicht en de molecuulgewichtsverdeling van polypropyleen door het polymerisatieproces te sturen, bijvoorbeeld door het molecuulgewicht van het polymeer te verlagen door de concentratie van kationogene stoffen zoals waterstofgas te verhogen, waardoor de smeltindex verbetert. Deze methode wordt beperkt door factoren zoals het katalytische systeem en de reactieomstandigheden, waardoor het moeilijk is om de stabiliteit van de smeltindex te beheersen en deze te implementeren.
Yanshan Petrochemical polymeriseert de afgelopen jaren rechtstreeks smeltgeblazen materialen met een smeltindex van meer dan 1000 met behulp van metalloceenkatalysatoren. Vanwege de moeilijkheid om de stabiliteit te beheersen, is grootschalige polymerisatie niet uitgevoerd. Sinds het uitbreken van de epidemie dit jaar heeft Yanshan Petrochemical de in 2010 ontwikkelde technologie voor de productie van gecontroleerde degradatie van polypropyleen smeltgeblazen materialen geïmplementeerd om op 12 februari speciaal polypropyleen smeltgeblazen non-woven materiaal te produceren. Tegelijkertijd zijn er industriële tests uitgevoerd met het apparaat met behulp van metalloceenkatalysatoren. Het product is geproduceerd en wordt momenteel naar downstreamgebruikers verzonden voor testdoeleinden.
Een andere methode is om de afbraak van polypropyleen, verkregen via conventionele polymerisatie, te beheersen, het moleculaire gewicht ervan te verlagen en de smeltindex ervan te verhogen.
In het verleden werden methoden voor degradatie bij hoge temperatuur veelvuldig gebruikt om het molecuulgewicht van polypropyleen te verlagen, maar deze mechanische degradatie bij hoge temperatuur heeft veel nadelen, zoals additievenverlies en thermische ontleding, en onstabiele processen. Daarnaast bestaan er methoden zoals ultrasone degradatie, maar deze vereisen vaak de aanwezigheid van oplosmiddelen, wat de moeilijkheidsgraad en de kosten van het proces verhoogt. De laatste jaren worden methoden voor chemische degradatie van polypropyleen geleidelijk op grote schaal toegepast.
Productie van hoogsmeltende vinger-PP door middel van chemische afbraakmethode
Chemische afbraak houdt in dat polypropyleen in een schroefextruder reageert met chemische afbraakmiddelen zoals organische peroxiden, waardoor de moleculaire keten van polypropyleen breekt en het molecuulgewicht afneemt. Vergeleken met andere afbraakmethoden biedt deze methode de voordelen van volledige afbraak, goede smeltvloeibaarheid, een eenvoudig en uitvoerbaar bereidingsproces en is het gemakkelijk uit te voeren voor grootschalige industriële productie. Dit is tevens de meest gebruikte methode door fabrikanten van gemodificeerde kunststoffen.
Apparatuurvereisten
Een hoog smeltpunt verschilt aanzienlijk van conventionele PP-modificatieapparatuur. Apparatuur voor het spuiten van gesmolten materialen vereist een langere aspectverhouding en de machinekop moet verticaal staan of onderwatergranulatie gebruiken (Wuxi Huachen heeft een vergelijkbare onderwatersnijmethode). Het materiaal is erg dun en moet direct na het verlaten van de machinekop in contact komen met water voor een gemakkelijke koeling.
Voor de productie van conventioneel polypropyleen bedraagt de snijsnelheid van de extruder 70 meter per minuut, terwijl voor polypropyleen met een hoge smeltsnelheid een snijsnelheid van meer dan 120 meter per minuut vereist is. Bovendien moet de afkoelafstand, vanwege de hoge doorstroming van polypropyleen met een hoge smeltsnelheid, worden vergroot van 4 meter naar 12 meter.
De machine voor het maken van smeltgeblazen materialen vereist een continue maaswisseling, meestal met behulp van een maaswisselaar met twee stations. Het benodigde motorvermogen is veel hoger en er worden meer schuifblokken in de schroefcomponenten gebruikt. Volgens Koyapan is de dubbele schroeflijn, gemaakt van speciale smeltgeblazen materialen, aanzienlijk uniek.
1. Zorg voor stabiele voeding (PP, DCP, etc.);
2. Bepaal de juiste aspectverhouding en axiale positie van de opening op basis van de halfwaardetijd van de samengestelde formule (geëvolueerd naar de derde generatie om een soepele extrusie van de CR-PP-reactie te garanderen);
3. Om ervoor te zorgen dat de smeltvinger een hoge opbrengst heeft binnen het tolerantiebereik (meer dan 30 afgewerkte strips hebben een hogere kosteneffectiviteit en mengbasis vergeleken met slechts een dozijn);
4. Er moeten speciale afvoerkoppen worden gebruikt. Het smelten en verwarmen moet gelijkmatig zijn en de hoeveelheid afval moet klein zijn;
5. Het is aan te bevelen om te beschikken over een goed ontwikkelde koudsnijgranulator voor smeltgeblazen materialen (die een goede reputatie heeft in de sector) om de kwaliteit van de afgewerkte deeltjes en een hogere granulatiegraad te garanderen;
6. Het zou nog beter zijn als er online feedback op de tests zou zijn. Bovendien vereist de toevoeging van vloeibare afbraakinitiatoren aan de zijtoevoer een hogere nauwkeurigheid vanwege het kleine aandeel additieven. Voor zijtoevoerapparatuur, zoals geïmporteerde Brabenda, Kubota, in eigen land geproduceerde Matsunai, enz.
De momenteel gebruikte afbraakkatalysatoren
1: Dit-butylperoxide, ook bekend als di-tert-butylperoxide, initiator a, vulkanisatiemiddel dTBP, is een kleurloze tot lichtgele, transparante vloeistof die onoplosbaar is in water en mengbaar is met organische oplosmiddelen zoals benzeen, tolueen en aceton. Sterk oxiderend, ontvlambaar, relatief stabiel bij kamertemperatuur en ongevoelig voor schokken.
2: Double five sulfurizer, afgekort als DBPH, chemische naam: 2,5-dimethyl-2,5-bis(tert-butylperoxy)hexaan, molecuulgewicht: 290,44. Lichtgele vloeistof met een relatieve dichtheid van 0,8650 in de vorm van een gezond en melkachtig wit poeder. Het vriespunt is 8 °C. Het kookpunt is 50-52 °C (13 Pa). De brekingsindex varieert van 1,418 tot 1,419. De viscositeit van de vloeistof is 6,5 mPa.s. Vlampunt (open beker): 58 °C. Oplosbaar in de meeste organische oplosmiddelen zoals alcoholen, ethers, ketonen, esters, aromatische koolwaterstoffen, enz., onoplosbaar in water.
3: Testen van gefuseerde vingers
De smeltvingertest moet worden uitgevoerd in overeenstemming met GBIT 30923-2014 Polypropyleen smeltspray speciale materialen; gewone smeltvingerinstrumenten kunnen niet worden getest. Hoogsmelten verwijst naar het gebruik van de volumetrische methode in plaats van de massamethode voor het testen.
Binnenlandse apparatuur omvat Chengde Youte, Guangxin Electronic Technology, Hangzhou Jinmai, Jilin Science and Education Instrument Factory, en geïmporteerde apparatuur omvat Zwick; Chengde Jinjian Testing Instrument Co., Ltd. produceert een MFL-2322H smeltstroommeter, speciaal ontworpen voor NVR-meting van polypropyleenmaterialen met ultrahoge stroming. Deze meter voldoet aan de fabriekstestvereisten van GB/T 309232014 Polypropyleen Smeltspray Speciale Materialen. Het testbereik is (500-2500) cm/10 min.
Momenteel zijn er:
1. Shandong Daoen Polymer Materials Co., Ltd
2. Hunan Shengjin nieuwe materialen Co., Ltd
3. Jinfa Technology Co., Ltd
4. Beijing Yishitong Nieuwe Materialen Ontwikkeling Co., Ltd
5. Shanghai Huahe Composite Materials Co., Ltd
6. Hangzhou Chenda New Materials Co., Ltd
7. Bazel, Dalin, Zuid-Korea
Plaatsingstijd: 01-04-2024