Ostatnio materiały na maski cieszą się dużym zainteresowaniem, a nasi pracownicy zajmujący się polimerami nie napotykają przeszkód w walce z epidemią. Dzisiaj przedstawimy, jak powstaje materiał PP metodą melt blown.
Popyt rynkowy na PP o wysokiej temperaturze topnienia
Płynność stopu polipropylenu jest ściśle związana z jego masą cząsteczkową. Średnia wagowo masa cząsteczkowa komercyjnej żywicy polipropylenowej, wytwarzanej za pomocą konwencjonalnego systemu katalitycznego Zieglera-Natty, wynosi zazwyczaj od 3 × 105 do 7 × 105. Wskaźnik płynięcia tych konwencjonalnych żywic polipropylenowych jest zazwyczaj niski, co ogranicza zakres ich zastosowań.
Wraz z szybkim rozwojem przemysłu włókien chemicznych i maszyn tekstylnych, przemysł włóknin dynamicznie się rozwija. Szereg zalet polipropylenu sprawia, że jest on preferowanym surowcem do produkcji włóknin. Wraz z rozwojem społeczeństwa, obszary zastosowań włóknin stają się coraz szersze: w medycynie i ochronie zdrowia,tkaniny nietkaneMoże być używany do produkcji fartuchów izolacyjnych, masek, fartuchów chirurgicznych, podpasek higienicznych dla kobiet, pieluszek dla niemowląt itp.; Jako materiał budowlany i geotechniczny, włókniny mogą być używane do hydroizolacji dachów, budowy dróg i projektów związanych z oszczędzaniem wody, a zaawansowany filc dachowy może być produkowany w technologii kompozytów spunbond i igłowanych. Jego żywotność jest 5-10 razy dłuższa niż tradycyjnego filcu asfaltowego; Materiały filtracyjne są również jednym z najszybciej rozwijających się produktów w dziedzinie włóknin, które mogą być stosowane do filtracji gazów i cieczy w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym i spożywczym, i mają duży potencjał rynkowy; Ponadto włókniny mogą być używane do produkcji skóry syntetycznej, toreb, podszewek odzieżowych, tkanin dekoracyjnych i ściereczek do wycierania w życiu codziennym i w gospodarstwie domowym.
Ze względu na ciągły rozwój włóknin, wymagania dotyczące ich produkcji i zastosowań stale rosną, na przykład w zakresie technologii melt-blown, produkcji z dużą prędkością oraz produkcji cienkich wyrobów. W związku z tym wymagania dotyczące właściwości przetwórczych żywicy polipropylenowej, głównego surowca do produkcji włóknin, również odpowiednio wzrosły. Ponadto, produkcja włókien polipropylenowych o dużej prędkości przędzenia lub o małej gęstości wymaga również, aby żywica polipropylenowa charakteryzowała się dobrymi właściwościami płynięcia w stanie stopionym. Niektóre pigmenty, które nie są odporne na wysokie temperatury, wymagają przetwarzania polipropylenu jako nośnika w stosunkowo niższych temperaturach. Wszystkie te zastosowania wymagają zastosowania żywicy polipropylenowej o ultrawysokim wskaźniku płynięcia jako surowca, który można przetwarzać w niższych temperaturach.
Specjalnym materiałem do produkcji tkanin meltblown jest polipropylen o wysokim wskaźniku płynięcia. Wskaźnik płynięcia odnosi się do masy stopionego materiału przepływającego przez standardową kapilarę dyszy co 10 minut. Im wyższa wartość, tym lepsza płynność procesu. Im wyższy wskaźnik płynięcia polipropylenu, tym drobniejsze włókna są wydmuchiwane i tym lepsza jest wydajność filtracji wytworzonej tkaniny meltblown.
Metoda przygotowania żywicy polipropylenowej o wysokim wskaźniku płynięcia
Jedną z metod jest kontrola masy cząsteczkowej i rozkładu masy cząsteczkowej polipropylenu poprzez kontrolowanie procesu reakcji polimeryzacji, na przykład poprzez zastosowanie metod zwiększania stężenia inhibitorów, takich jak wodór, w celu zmniejszenia masy cząsteczkowej polimeru, a tym samym zwiększenia wskaźnika płynięcia stopu. Metoda ta jest ograniczona czynnikami takimi jak układ katalityczny i warunki reakcji, co utrudnia kontrolę stabilności wskaźnika płynięcia stopu i jego wdrożenie.
Yanshan Petrochemical od kilku lat stosuje katalizatory metalocenowe do bezpośredniej polimeryzacji materiałów melt blown o wskaźniku płynięcia powyżej 1000. Ze względu na trudności w kontrolowaniu stabilności, polimeryzacja na dużą skalę nie została przeprowadzona. Od wybuchu epidemii w tym roku, Yanshan Petrochemical wdrożył technologię produkcji polipropylenu melt blown z kontrolowaną degradacją, opracowaną w 2010 roku, aby 12 lutego wyprodukować specjalny materiał włókninowy z polipropylenu melt blown. Jednocześnie przeprowadzono testy przemysłowe urządzenia z wykorzystaniem katalizatorów metalocenowych. Produkt został wyprodukowany i jest obecnie wysyłany do użytkowników w celu przeprowadzenia testów.
Inną metodą jest kontrola degradacji polipropylenu otrzymanego w procesie konwencjonalnej polimeryzacji poprzez zmniejszenie jego masy cząsteczkowej i zwiększenie wskaźnika płynięcia.
W przeszłości do redukcji masy cząsteczkowej polipropylenu powszechnie stosowano metody degradacji wysokotemperaturowej, jednak ta metoda mechanicznej degradacji w wysokiej temperaturze ma wiele wad, takich jak utrata dodatków, rozkład termiczny i niestabilność procesów. Ponadto istnieją metody takie jak degradacja ultradźwiękowa, ale często wymagają one obecności rozpuszczalników, co zwiększa trudność i koszt procesu. W ostatnich latach metoda chemicznej degradacji polipropylenu zyskała stopniowo coraz szersze zastosowanie.
Produkcja PP o wysokim wskaźniku płynięcia metodą degradacji chemicznej
Metoda degradacji chemicznej polega na reakcji polipropylenu z chemicznymi czynnikami degradującymi, takimi jak nadtlenki organiczne, w wytłaczarce ślimakowej, co powoduje rozerwanie łańcuchów cząsteczkowych polipropylenu i zmniejszenie jego masy cząsteczkowej. W porównaniu z innymi metodami degradacji, charakteryzuje się ona zaletami całkowitej degradacji, dobrą płynnością stopu oraz prostym i wykonalnym procesem przygotowania, co ułatwia produkcję przemysłową na dużą skalę. Jest to również metoda najczęściej stosowana przez producentów modyfikowanych tworzyw sztucznych.
Wymagania sprzętowe
Wysoka temperatura topnienia odnosi się do urządzeń, które całkowicie różnią się od typowych urządzeń do modyfikacji PP. Urządzenia używane do natryskiwania stopionych materiałów wymagają większego współczynnika kształtu i pionowej głowicy maszyny lub wykorzystują granulację podwodną (Wuxi Huachen ma podobne urządzenie do cięcia podwodnego). Materiał jest bardzo cienki i wymaga natychmiastowego kontaktu z wodą po wyjściu z głowicy maszyny, aby ułatwić chłodzenie.
Produkcja konwencjonalnego polipropylenu wymaga prędkości cięcia wytłaczarki wynoszącej 70 metrów na minutę, podczas gdy w przypadku polipropylenu o wysokiej temperaturze topnienia prędkość cięcia wynosi ponad 120 metrów na minutę. Ponadto, ze względu na dużą prędkość przepływu polipropylenu o wysokiej temperaturze topnienia, odległość chłodzenia musi zostać zwiększona z 4 do 12 metrów.
Maszyna do produkcji materiałów melt blown wymaga ciągłej zmiany siatki, zazwyczaj za pomocą dwustanowiskowej zmieniarki siatki. Zapotrzebowanie na moc silnika jest znacznie wyższe, a w elementach ślimakowych stosuje się więcej bloków ścinających;
1. Zapewnienie płynnego podawania materiałów takich jak PP i DCP;
2: Określ odpowiedni współczynnik kształtu i położenie osiowe otworu na podstawie okresu półtrwania formuły kompozytowej (która ewoluowała do trzeciej generacji, aby zapewnić płynne wytłaczanie reakcji CR-PP);
3: Aby zapewnić wysoką wydajność stopionych palców w zakresie tolerancji (produkcja ponad 30 gotowych pasków charakteryzuje się wyższą opłacalnością i bazą mieszania w porównaniu do zaledwie kilkunastu pasków);
4: Należy zastosować specjalne głowice do formowania podwodnego. Stop i ciepło powinny być równomiernie rozprowadzane, a ilość odpadów powinna być minimalna.
5. Zaleca się wyposażenie dojrzałego granulatora na zimno do materiałów meltblown (mającego dobrą opinię w branży), aby zapewnić jakość gotowych granulek i wyższą wydajność;
6: Gdyby istniała możliwość wykrycia online, byłoby jeszcze lepiej.
Ponadto, inicjator degradacji dodawany do bocznego zasilania cieczą wymaga większej dokładności ze względu na mały współczynnik dozowania. Dotyczy to urządzeń z bocznym zasilaniem, takich jak importowane Brabenda, Kubota i krajowa Matsunaga.
Obecnie stosowany katalizator degradacji
1: Nadtlenek di-t-butylu, znany również jako nadtlenek di-t-butylu, inicjator a i środek wulkanizujący dTBP, to bezbarwna do lekko żółtej, przezroczysta ciecz, nierozpuszczalna w wodzie i mieszająca się z rozpuszczalnikami organicznymi, takimi jak benzen, toluen i aceton. Silnie utleniający, łatwopalny, stosunkowo stabilny w temperaturze pokojowej, niewrażliwy na uderzenia.
2: DBPH, w skrócie 2,5-dimetylo-2,5-bis(tert-butyloperoksy)heksan, ma masę cząsteczkową 290,44. Jasnożółta ciecz, pastowaty i mlecznobiały proszek o gęstości względnej 0,8650. Temperatura krzepnięcia 8°C. Temperatura wrzenia: 50-52°C (13Pa). Współczynnik załamania światła 1,418-1,419. Lepkość cieczy wynosi 6,5 mPa. s. Temperatura zapłonu (w otwartym naczyniu) 58°C. Rozpuszczalny w większości rozpuszczalników organicznych, takich jak alkohole, etery, ketony, estry i węglowodory aromatyczne, nierozpuszczalny w wodzie.
3: Test topienia palców
Test natrysku stopionego materiału (melt finger) należy przeprowadzić zgodnie z normą GB/T 30923-2014 „Specjalne materiały polipropylenowe do natrysku stopionego materiału” (Melt Spray Materials Special Materials). Zwykłe testery natrysku stopionego materiału nie nadają się do tego celu. Wysoka temperatura topnienia oznacza, że do badania należy zastosować metodę objętościową, a nie masową.
Dongguan Liansheng Non tkane Technology Co., Ltd.Firma została założona w maju 2020 roku. Jest to przedsiębiorstwo zajmujące się produkcją włóknin na dużą skalę, integrujące badania i rozwój, produkcję oraz sprzedaż. Może produkować włókniny PP typu spunbond w różnych kolorach o szerokości poniżej 3,2 metra i gramaturze od 9 do 300 gramów.
Czas publikacji: 08-11-2024