Recentemente, os materiais para máscaras têm recebido muita atenção, e nossos trabalhadores da indústria de polímeros não deixaram de estar empenhados nessa luta contra a epidemia. Hoje, vamos apresentar como o material PP meltblown é produzido.
Demanda de mercado por PP com alto ponto de fusão
A fluidez do polipropileno fundido está intimamente relacionada 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 de polipropileno convencionais é geralmente baixo, o que limita sua gama de aplicações.
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 tendem a se expandir: na área médica e da saúde,tecidos não tecidosPode ser utilizado na fabricação de aventais de isolamento, máscaras, aventais cirúrgicos, absorventes higiênicos femininos, fraldas descartáveis, entre outros; como material de construção e geotécnico, o tecido não tecido pode ser utilizado para impermeabilização de telhados, construção de estradas e projetos de conservação de água, ou ainda, feltro asfáltico avançado pode ser produzido utilizando tecnologia composta de spunbond e agulhamento. Sua vida útil é de 5 a 10 vezes maior que a do feltro asfáltico tradicional; materiais filtrantes também estão entre os produtos de desenvolvimento mais rápido em tecidos não tecidos, podendo ser utilizados para filtração de gases e líquidos em indústrias como a química, farmacêutica e alimentícia, e possuem grande potencial de mercado; além disso, o tecido não tecido pode ser utilizado na fabricação de couro sintético, bolsas, forros de roupas, tecidos decorativos e panos de limpeza para uso diário e doméstico.
Devido ao desenvolvimento contínuo dos tecidos não tecidos, as exigências para sua produção e aplicação estão em constante crescimento, incluindo processos como meltblown, produção em alta velocidade e produtos de baixa espessura. Consequentemente, as exigências quanto ao desempenho de processamento da resina de polipropileno, principal matéria-prima para tecidos não tecidos, também aumentaram proporcionalmente. Além disso, a produção de fibras de polipropileno de alta velocidade ou de fios finos exige que a resina apresente boas propriedades de fluidez. Alguns pigmentos que não suportam altas temperaturas requerem o processamento do polipropileno como veículo em temperaturas relativamente mais 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 tecidos meltblown é o polipropileno de alto índice de fluidez. O índice de fluidez refere-se à massa de material fundido que passa por um capilar de matriz 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, utilizando métodos para aumentar a concentração de inibidores como o hidrogênio para reduzir a massa molecular do polímero, aumentando assim o índice de fluidez. Este método 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 utilizado catalisadores metalocênicos para a polimerização direta de materiais meltblown com índice de fluidez superior a 1000. Devido à dificuldade em controlar a estabilidade, a polimerização em larga escala ainda não havia sido 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 já foi fabricado e está sendo enviado a usuários finais para testes.
Outro método consiste em controlar a degradação do polipropileno obtido por meio da polimerização convencional, reduzindo seu peso molecular e aumentando 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, o método de degradação química do polipropileno tem sido gradualmente aplicado em larga escala.
Produção de PP com alto índice de fluidez 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 das cadeias moleculares do polipropileno e a redução de seu peso molecular. Comparado a outros métodos de degradação, apresenta as vantagens de degradação completa, boa fluidez no estado fundido e processo de preparação simples e viável, facilitando a produção industrial em larga escala. Este é também o método mais comumente utilizado pelos fabricantes de plásticos modificados.
Requisitos de equipamento
O termo "alto ponto de fusão" refere-se a equipamentos completamente diferentes dos equipamentos comuns de modificação de PP. O equipamento utilizado para pulverização de materiais fundidos requer uma relação de aspecto maior e uma cabeça de máquina vertical, ou utiliza 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.
A produção de polipropileno convencional requer uma velocidade de corte da extrusora de 70 metros por minuto, enquanto o polipropileno de alto ponto de fusão requer uma velocidade de corte 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 também 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. A potência do motor necessária é muito maior e mais blocos de cisalhamento são usados nos componentes da rosca;
1: Garantir a alimentação suave de materiais como PP e DCP;
2: Determine a proporção adequada e a posição axial da abertura com base na meia-vida da fórmula composta (que evoluiu para a terceira geração para garantir a extrusão suave da reação CR-PP);
3: Para garantir um alto rendimento de tiras fundidas 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 de tiras);
4: Devem ser equipados cabeçotes de moldagem subaquáticos especiais. O material fundido e o calor devem ser distribuídos uniformemente, e a quantidade de resíduos deve ser mínima;
5: Recomenda-se equipar um granulador a frio maduro para materiais meltblown (que tenha boa reputação na indústria) para garantir a qualidade dos grânulos acabados e uma taxa de rendimento mais alta;
6: Se houver feedback de detecção online, será ainda melhor.
Além disso, o iniciador de degradação adicionado à alimentação lateral com líquido exige maior precisão devido à pequena proporção de adição. Isso se aplica a equipamentos de alimentação lateral, como os importados da Brabenda e da Kubota, e os fabricados nacionalmente da Matsunaga.
O catalisador de degradação atualmente utilizado
1: O peróxido de di-t-butila, também conhecido como peróxido de di-terc-butila, iniciador A e agente vulcanizante dTBP, é um líquido transparente, incolor a levemente amarelado, insolúvel em água e miscível com solventes orgânicos como benzeno, tolueno e acetona. Altamente oxidante, inflamável, relativamente estável à temperatura ambiente e insensível a impactos.
2: DBPH, abreviado como 2,5-dimetil-2,5-bis(terc-butilperóxi)hexano, tem massa molecular de 290,44. É um líquido amarelo claro, pastoso ou em pó branco leitoso, com densidade relativa de 0,8650. Ponto de congelamento: 8 °C. Ponto de ebulição: 50-52 °C (13 Pa). Índice de refração: 1,418~1,419. Viscosidade do líquido: 6,5 mPa·s. Ponto de fulgor (em vaso aberto): 58 °C. Solúvel na maioria dos solventes orgânicos, como álcoois, éteres, cetonas, ésteres e hidrocarbonetos aromáticos, e insolúvel em água.
3: Teste de derretimento do dedo
O teste de ponto de fusão deve ser realizado de acordo com a norma GB/T 30923-2014 - Materiais Especiais de Polipropileno para Aspersão por Fusão; testadores de ponto de fusão comuns não são adequados para esse fim. O termo "alto ponto de fusão" refere-se ao uso do método volumétrico, e não do método de massa, para a realização do teste.
Tecnologia não tecida Co. de Dongguan Liansheng, Ltd.Foi fundada em maio de 2020. É uma empresa de produção de tecido não tecido em larga escala, integrando pesquisa e desenvolvimento, produção e vendas. Ela pode produzir tecidos não tecidos spunbond de PP em diversas cores, com largura inferior a 3,2 metros e gramaturas de 9 a 300 gramas.
Data da publicação: 08/11/2024