Hoe wordt PP-materiaal met een hoog smeltpunt geproduceerd?

Maskermaterialen hebben de laatste tijd veel aandacht gekregen, en onze polymeerwerkers hebben geen hinder ondervonden in deze strijd tegen de epidemie. Vandaag laten we zien hoe smeltgeblazen PP-materiaal wordt geproduceerd.

Marktvraag naar PP met hoog smeltpunt

De smeltvloeibaarheid van polypropyleen hangt 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 conventionele polypropyleenharsen is over het algemeen laag, wat hun 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 ontwikkeling van de maatschappij zijn de toepassingsgebieden van non-woven stoffen breed geworden: in de medische en gezondheidssector,niet-geweven stoffenkan worden gebruikt voor de productie van isolatiejassen, maskers, operatiejassen, maandverbanden voor dames, babyluiers, enzovoort; Als bouw- en geotechnisch materiaal kunnen non-wovens worden gebruikt voor dakwaterdichting, wegenbouw en waterbehoudprojecten, of kan geavanceerd dakvilt worden geproduceerd met behulp van spunbond- en naaldviltcomposiettechnologie. De levensduur is 5-10 keer langer dan traditioneel asfaltvilt; Filtermaterialen zijn ook een van de snelst ontwikkelende producten in non-wovens, die kunnen worden gebruikt voor gas- en vloeistoffiltratie in industrieën zoals de chemische, farmaceutische en voedingsmiddelenindustrie, en hebben een groot marktpotentieel; Daarnaast kunnen non-wovens worden gebruikt voor de productie van synthetisch leer, tassen, kledingvoeringen, decoratieve stoffen en poetsdoeken voor dagelijks gebruik en huishoudelijk gebruik.

Door de voortdurende ontwikkeling van non-wovens nemen de eisen voor de productie en toepassing ervan voortdurend toe, zoals meltblowning, hogesnelheidsproductie en dunne producten. De eisen aan de verwerkingsprestaties van polypropyleenhars, de belangrijkste grondstof voor non-wovens, zijn dan ook navenant toegenomen. Bovendien vereist de productie van polypropyleenvezels met hoge snelheid of fijne denier ook goede smeltvloei-eigenschappen van polypropyleenhars. Sommige pigmenten die geen hoge temperaturen kunnen weerstaan, vereisen verwerking van polypropyleen als drager bij relatief lagere temperaturen. 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-stoffen is polypropyleen met een hoge smeltindex. De smeltindex verwijst naar de massa gesmolten materiaal die elke 10 minuten door een standaard capillair stroomt. Hoe hoger de waarde, hoe beter de verwerkingsvloeibaarheid van het materiaal. Hoe hoger de smeltindex van polypropyleen, hoe fijner de uitgeblazen 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 methoden te gebruiken om de concentratie van inhibitoren zoals waterstof te verhogen om het molecuulgewicht van het polymeer te verlagen en zo de smeltindex te verhogen. 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 te implementeren.

Yanshan Petrochemical gebruikt de afgelopen jaren metalloceenkatalysatoren voor de directe polymerisatie van smeltgeblazen materialen met een smeltindex van meer dan 1000. 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 werden 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 door het moleculaire gewicht ervan te verlagen en de smeltindex ervan te verhogen.

In het verleden werden hogetemperatuurdegradatiemethoden veelvuldig gebruikt om het molecuulgewicht van polypropyleen te verlagen, maar deze mechanische degradatiemethode bij hoge temperatuur heeft veel nadelen, zoals verlies van additieven, thermische ontleding en instabiele 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 wordt de chemische degradatiemethode van polypropyleen geleidelijk op grote schaal toegepast.

Productie van PP met hoge smeltindex door middel van chemische afbraakmethode

De chemische afbraakmethode omvat het laten reageren van polypropyleen met chemische afbraakmiddelen zoals organische peroxiden in een schroefextruder, waardoor de moleculaire ketens van polypropyleen breken en hun molecuulgewicht afneemt. Vergeleken met andere afbraakmethoden biedt het de voordelen van volledige afbraak, goede smeltvloeibaarheid en een eenvoudig en uitvoerbaar bereidingsproces, waardoor grootschalige industriële productie eenvoudig is. Dit is ook de meest gebruikte methode door fabrikanten van gemodificeerde kunststoffen.

Apparatuurvereisten

Een hoog smeltpunt verwijst naar apparatuur die volledig verschilt van gewone PP-modificatieapparatuur. De apparatuur die wordt gebruikt voor het spuiten van gesmolten materialen vereist een langere aspectverhouding en een verticale machinekop, of maakt gebruik van onderwatergranulatie (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.

De productie van conventioneel polypropyleen vereist een extrudersnijsnelheid van 70 meter per minuut, terwijl polypropyleen met een hoog smeltpunt een snijsnelheid van meer dan 120 meter per minuut vereist. Bovendien moet de afkoelafstand, vanwege de hoge doorstroming van polypropyleen met een hoog smeltpunt, 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 gebruikt in de schroefcomponenten;

1： Zorgt voor een soepele toevoer van materialen zoals PP en DCP;

2： Bepaal de juiste aspectverhouding en axiale positie van de opening op basis van de halfwaardetijd van de samengestelde formule (die is geëvolueerd naar de derde generatie om een ​​soepele extrusie van de CR-PP-reactie te garanderen);

3： Om een ​​hoge opbrengst aan gesmolten vingers binnen het tolerantiebereik te garanderen (meer dan 30 afgewerkte strips hebben een hogere kosteneffectiviteit en mengbasis vergeleken met slechts een dozijn strips);

4. Er moeten speciale onderwatermalkoppen worden gebruikt. De smelt en de hitte moeten gelijkmatig worden verdeeld en de hoeveelheid afval moet minimaal zijn;

5： Het wordt aanbevolen om een ​​volwassen koudgranulator voor smeltgeblazen materialen uit te rusten (die een goede reputatie heeft in de industrie) om de kwaliteit van de afgewerkte korrels en een hogere opbrengst te garanderen;

6: Het zou nog beter zijn als er online detectiefeedback zou zijn.

Bovendien vereist de afbraakinitiator die met vloeistof aan de zijtoevoer wordt toegevoegd een hogere nauwkeurigheid vanwege de kleine toevoegingsverhouding. Dit geldt voor zijtoevoerapparatuur zoals geïmporteerde Brabenda, Kubota en in eigen land geproduceerde Matsunaga.

De degradatiekatalysator die momenteel wordt gebruikt

1: Di-t-butylperoxide, ook bekend als di-tert-butylperoxide, initiator a en 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: DBPH, afgekort als 2,5-dimethyl-2,5-bis(tert-butylperoxy)hexaan, heeft een molecuulgewicht van 290,44. Lichtgele vloeistof, pasta-achtig en melkachtig wit poeder, met een relatieve dichtheid van 0,8650. Vriespunt: 8 °C. Kookpunt: 50-52 °C (13 Pa). Brekingsindex: 1,418-1,419. 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 en aromatische koolwaterstoffen, onoplosbaar in water.

3: Vingersmelttest

De smeltvingertest moet worden uitgevoerd in overeenstemming met GB/T 30923-2014 Polypropyleen smeltspray speciale materialen; gewone smeltvingertesters kunnen niet worden getest. Een hoog smeltpunt verwijst naar het gebruik van de volumemethode in plaats van de massamethode voor de test.

Dongguan Liansheng Non-woven Technology Co., Ltd.werd opgericht in mei 2020. Het is een grootschalige productieonderneming voor non-woven stoffen die onderzoek en ontwikkeling, productie en verkoop integreert. Het kan verschillende kleuren PP spingebonden non-wovens produceren met een breedte van minder dan 3,2 meter, van 9 gram tot 300 gram.