Demanda de mercado por PP com alto ponto de fusão
O desempenho de fluidez do polipropileno está intimamente relacionado ao seu peso molecular. O peso molecular médio da resina de polipropileno comercial preparada pelo sistema catalítico convencional de Ziegler-Natta situa-se geralmente entre 3×10⁵ e 7×10⁵. O índice de fluidez dessas resinas convencionaisresinas de polipropilenogeralmente é baixo, o que limita seu alcance de aplicação.
Com o rápido desenvolvimento da indústria de fibras químicas e da indústria de máquinas têxteis, a indústria de tecidos não tecidos cresceu rapidamente. As diversas vantagens do polipropileno o tornam a matéria-prima preferida para tecidos não tecidos. Com o desenvolvimento da sociedade, os campos de aplicação dos tecidos não tecidos estão se expandindo. Na área médica e de saúde, os tecidos não tecidos podem ser usados para fabricar roupas de isolamento, máscaras, aventais cirúrgicos, absorventes higiênicos femininos, fraldas descartáveis, entre outros; como material de construção e geotécnico, os tecidos não tecidos podem ser usados para impermeabilização de telhados, construção de estradas, obras de conservação de água, ou feltro asfáltico avançado pode ser produzido usando tecnologia composta de spunbond e agulhado. Sua vida útil é de 5 a 10 vezes maior do que a do feltro asfáltico tradicional; os materiais filtrantes também são um dos produtos de desenvolvimento mais rápido para tecidos não tecidos, podendo ser usados para filtração de gases e líquidos em indústrias como a química seca, farmacêutica e alimentícia, e têm grande potencial de mercado; Além disso, os tecidos não tecidos podem ser utilizados na fabricação de couro sintético, malas, forros de roupas, tecidos decorativos e panos de limpeza para uso doméstico.
É precisamente devido ao desenvolvimento contínuo detecidos não tecidosAs exigências para a produção e aplicação de não-tecidos estão em constante crescimento, incluindo processos como meltblown, produção em alta velocidade e produtos finos. Consequentemente, os requisitos de desempenho de processamento da resina de polipropileno, principal matéria-prima para esses materiais, também aumentaram. Além disso, a produção de fibras de polipropileno de alta velocidade ou de alta densidade exige que a resina apresente bom índice de fluidez. Alguns pigmentos que não suportam altas temperaturas requerem polipropileno como veículo, com temperaturas de processamento relativamente baixas. Tudo isso exige o uso de resina de polipropileno com índice de fluidez ultra-alto como matéria-prima, que possa ser processada em temperaturas mais baixas.
O material especial para o tecido meltblown é o polipropileno com alto índice de fluidez. O índice de fluidez refere-se à massa de material fundido que passa por um tubo capilar padrão a cada 10 minutos. Quanto maior o valor, melhor a fluidez do processamento do material. Quanto maior o índice de fluidez do polipropileno, mais finas serão as fibras expelidas e melhor será o desempenho de filtração do tecido meltblown produzido.
Método para preparar resina de polipropileno com alto índice de fluidez
Uma das estratégias consiste em controlar a massa molecular e a distribuição de massa molecular do polipropileno através do controle do processo de reação de polimerização, como por exemplo, reduzindo a massa molecular do polímero pelo aumento da concentração de agentes catiônicos, como o gás hidrogênio, melhorando assim o índice de fluidez. Este método, no entanto, é limitado por fatores como o sistema catalítico e as condições de reação, o que dificulta o controle da estabilidade do índice de fluidez e sua implementação.
Nos últimos anos, a Yanshan Petrochemical tem polimerizado diretamente materiais meltblown com índice de fluidez superior a 1000 utilizando catalisadores metalocênicos. Devido à dificuldade em controlar a estabilidade, a polimerização em larga escala não foi realizada. Desde o início da pandemia deste ano, a Yanshan Petrochemical adotou a tecnologia de produção de polipropileno meltblown com degradação controlável, desenvolvida em 2010, para produzir um material especial de tecido não tecido de polipropileno meltblown em 12 de fevereiro. Simultaneamente, foram realizados testes industriais no equipamento utilizando catalisadores metalocênicos. O produto foi produzido e está sendo enviado a usuários finais para testes.
Outro método consiste em controlar a degradação do polipropileno obtido por meio da polimerização convencional, reduzir seu peso molecular e aumentar seu índice de fluidez.
No passado, métodos de degradação em altas temperaturas eram comumente usados para reduzir a massa molecular do polipropileno, mas esse método de degradação mecânica em altas temperaturas apresenta muitas desvantagens, como perda de aditivos, decomposição térmica e processos instáveis. Além disso, existem métodos como a degradação ultrassônica, mas estes geralmente requerem a presença de solventes, o que aumenta a dificuldade e o custo do processo. Nos últimos anos, os métodos de degradação química do polipropileno têm sido gradualmente mais aplicados.
Produção de PP com alto ponto de fusão pelo método de degradação química
O método de degradação química envolve a reação do polipropileno com agentes de degradação química, como peróxidos orgânicos, em uma extrusora de rosca, causando a quebra da cadeia molecular do polipropileno e a redução de seu peso molecular. Comparado a outros métodos de degradação, apresenta as vantagens de degradação completa, boa fluidez da massa fundida, processo de preparação simples e viável, e facilidade de produção industrial em larga escala. Este é também o método mais comumente utilizado pelos fabricantes de plásticos modificados.
Requisitos de equipamento
O alto ponto de fusão é completamente diferente dos equipamentos comuns de modificação de PP. Os equipamentos para pulverização de materiais fundidos exigem uma relação de aspecto maior, e a cabeça da máquina precisa ser vertical ou utilizar granulação subaquática (a Wuxi Huachen possui um sistema similar de corte subaquático); o material é muito fino e precisa entrar em contato com a água imediatamente após sair da cabeça da máquina para facilitar o resfriamento;
Para a produção de polipropileno convencional, a velocidade de corte da extrusora é de 70 metros por minuto, enquanto para o polipropileno de alto ponto de fusão, a velocidade de corte necessária é superior a 120 metros por minuto. Além disso, devido à alta taxa de fluxo do polipropileno de alto ponto de fusão, sua distância de resfriamento precisa ser aumentada de 4 metros para 12 metros.
A máquina para fabricação de materiais meltblown requer troca contínua de malha, geralmente utilizando um trocador de malha de estação dupla. Os requisitos de potência do motor são muito maiores e mais blocos de cisalhamento são utilizados dentro dos componentes da rosca. Segundo Koyapan, a linha de rosca dupla para materiais especiais meltblown possui características únicas consideráveis.
1. Garantir uma alimentação estável (PP, DCP, etc.);
2. Determine a proporção adequada e a posição axial da abertura com base na meia-vida da fórmula composta (evoluída para a terceira geração para garantir a extrusão suave da reação CR-PP);
3. Para garantir que o dedo fundido tenha um alto rendimento dentro da faixa de tolerância (mais de 30 tiras acabadas têm uma relação custo-benefício e base de mistura maior em comparação com apenas uma dúzia);
4. Devem ser utilizadas cabeças de molde com drenagem especial. A fusão e o aquecimento devem ser uniformes e a quantidade de resíduos deve ser pequena;
5. É preferível estar equipado com um granulador de corte a frio maduro para materiais meltblown (que tenha boa reputação na indústria) para garantir a qualidade das partículas acabadas e uma taxa de classificação mais alta;
6. Seria ainda melhor se houvesse feedback online dos testes. Além disso, a adição de iniciadores de degradação líquida à alimentação lateral exige maior precisão devido à pequena proporção de aditivos. Para equipamentos de alimentação lateral, como os importados da Brabenda, Kubota, os nacionais da Matsunai, etc.
Os catalisadores de degradação atualmente utilizados
1: O peróxido de di-t-butila, também conhecido como peróxido de di-terc-butila, iniciador a, agente vulcanizante dTBP, é um líquido transparente, incolor a ligeiramente amarelado, insolúvel em água e miscível com solventes orgânicos como benzeno, tolueno e acetona. Forte oxidante, inflamável, relativamente estável à temperatura ambiente e insensível a impactos.
2: Dimetil-2,5-bis(terc-butilperóxi)hexano, abreviado como DBPH, nome químico 2,5-dimetil-2,5-bis(terc-butilperóxi)hexano, massa molecular 290,44. Líquido amarelo pálido com densidade relativa de 0,8650, na forma de pó branco leitoso e sólido. Ponto de congelamento: 8 °C. Ponto de ebulição: 50~52 °C (13 Pa). Índice de refração: 1,418 a 1,419. Viscosidade: 6,5 mPa·s. Ponto de fulgor (em vaso aberto): 58 °C. Solúvel na maioria dos solventes orgânicos, como álcoois, éteres, cetonas, ésteres, hidrocarbonetos aromáticos, etc., insolúvel em água.
3: Teste de dedos fundidos
O teste de ponto de fusão deve ser realizado de acordo com a norma GBIT 30923-2014, Materiais Especiais de Polipropileno para Aspersão por Fusão; instrumentos comuns de teste de ponto de fusão não são adequados. O termo "alto ponto de fusão" refere-se ao uso do método volumétrico em vez do método de massa para o teste.
Os equipamentos nacionais incluem Chengde Youte, Guangxin Electronic Technology, Hangzhou Jinmai, Jilin Science and Education Instrument Factory, e os equipamentos importados incluem Zwick; a Chengde Jinjian Testing Instrument Co., Ltd. produz um medidor de taxa de fluxo de fusão MFL-2322H projetado especificamente para medição NVR de materiais de polipropileno de fluxo ultra-alto, que atende aos requisitos de teste de fábrica da norma GB/T 309232014 Materiais Especiais de Polipropileno para Aspersão por Fusão. A faixa de teste é de (500-2500) cm/10min.
Atualmente, existem:
1. Shandong Daoen Polymer Materials Co., Ltd
2. Hunan Shengjin Novos Materiais Co., Ltd
3. Jinfa Technology Co., Ltd
4. Beijing Yishitong New Materials Development Co., Ltd
5. Materiais Compostos Shanghai Huahe Co., Ltd
6. Hangzhou Chenda Novos Materiais Co., Ltd
7. Basileia, Dalin, Coreia do Sul
Data da publicação: 01/04/2024