В последнее время материалы для масок привлекают большое внимание, и наши специалисты по полимерам не стесняются в борьбе с эпидемией. Сегодня мы расскажем, как производится полипропилен, полученный методом выдува расплавленного материала (мелтблаун).
Рыночный спрос на ПП с высокой температурой плавления
Текучесть расплава полипропилена тесно связана с его молекулярной массой. Средневесовая молекулярная масса коммерческого полипропилена, полученного с использованием традиционной каталитической системы Циглера-Натта, обычно составляет от 3 × 105 до 7 × 105. Индекс расплава этих традиционных полипропиленовых смол, как правило, низкий, что ограничивает область их применения.
Благодаря бурному развитию химической промышленности и текстильного машиностроения, производство нетканых материалов стремительно развивается. Ряд преимуществ полипропилена делает его предпочтительным сырьем для производства нетканых материалов. С развитием общества области применения нетканых материалов, как правило, расширяются: в области медицины и здравоохранения,нетканые материалыможет использоваться для производства изолирующих халатов, масок, хирургических халатов, женских гигиенических прокладок, детских подгузников и т. д.; Нетканые материалы в качестве строительного и геотехнического материала могут использоваться для гидроизоляции кровель, строительства дорог и проектов водопользования, а с использованием спанбонда и иглопробивной композитной технологии может быть произведен современный рубероид. Его срок службы в 5-10 раз больше, чем у традиционного рубероида; Фильтровальные материалы также являются одним из наиболее быстро развивающихся продуктов в области нетканых материалов, которые могут использоваться для фильтрации газов и жидкостей в таких отраслях, как химическая, фармацевтическая и пищевая промышленность, и имеют большой рыночный потенциал; Кроме того, нетканые материалы могут использоваться для производства синтетической кожи, сумок, подкладок для одежды, декоративных тканей и протирочных салфеток в повседневной жизни и домашнем хозяйстве.
В связи с непрерывным развитием нетканых материалов, требования к их производству и применению постоянно растут, например, выдув из расплава, высокоскоростное производство и тонкие изделия. Соответственно, возросли и требования к производительности переработки полипропиленовой смолы, основного сырья для нетканых материалов. Кроме того, производство высокоскоростных прядильных или тонкоденье полипропиленовых волокон также требует от полипропиленовой смолы хороших свойств текучести расплава. Некоторые пигменты, не выдерживающие высоких температур, требуют переработки полипропилена в качестве носителя при относительно более низких температурах. Все это требует использования полипропиленовой смолы со сверхвысоким индексом расплава в качестве сырья, которое можно перерабатывать при более низких температурах.
Специальный материал для производства мельтблаун-тканей — полипропилен с высоким индексом расплава. Индекс расплава — это масса расплавленного материала, проходящего через стандартный капилляр фильеры каждые 10 минут. Чем больше значение, тем выше текучесть материала при переработке. Чем выше индекс расплава полипропилена, тем тоньше выдуваемые волокна и тем выше фильтрующая способность полученной мельтблаун-ткани.
Способ получения полипропиленовой смолы с высоким индексом расплава
Один из методов заключается в контроле молекулярной массы и молекулярно-массового распределения полипропилена путем управления процессом полимеризации, например, путем увеличения концентрации ингибиторов, таких как водород, для снижения молекулярной массы полимера и, следовательно, повышения индекса расплава. Этот метод ограничен такими факторами, как каталитическая система и условия реакции, что затрудняет контроль стабильности индекса расплава и его реализацию.
Компания Yanshan Petrochemical в последние несколько лет использует металлоценовые катализаторы для прямой полимеризации материалов, полученных методом выдува расплава, с индексом расплава более 1000. Из-за сложностей с контролем стабильности крупномасштабная полимеризация не проводилась. С начала эпидемии в этом году компания Yanshan Petrochemical внедрила технологию производства полипропилена методом выдува расплава с контролируемой деградацией, разработанную в 2010 году, для производства специального полипропиленового нетканого материала методом выдува расплава 12 февраля. Одновременно с этим были проведены промышленные испытания устройства с использованием металлоценовых катализаторов. Продукт был произведен и в настоящее время отправляется на испытания последующим потребителям.
Другой метод заключается в контроле деградации полипропилена, полученного путем традиционной полимеризации, путем снижения его молекулярной массы и повышения индекса расплава.
В прошлом для снижения молекулярной массы полипропилена широко применялись методы высокотемпературной деградации, однако этот метод высокотемпературной механической деградации имеет ряд недостатков, таких как потеря добавок, термическое разложение и нестабильность процесса. Кроме того, существуют такие методы, как ультразвуковая деградация, но они часто требуют присутствия растворителей, что увеличивает сложность и стоимость процесса. В последние годы метод химической деградации полипропилена постепенно находит широкое применение.
Производство полипропилена с высоким индексом расплава методом химической деструкции
Метод химической деградации включает реакцию полипропилена с химическими агентами деградации, такими как органические пероксиды, в шнековом экструдере, что приводит к разрыву молекулярных цепей полипропилена и снижению его молекулярной массы. По сравнению с другими методами деградации, он обладает преимуществами полного разложения, хорошей текучестью расплава, а также простотой и доступностью процесса приготовления, что позволяет легко организовать крупномасштабное промышленное производство. Этот метод также наиболее часто используется производителями модифицированных пластиков.
Требования к оборудованию
Оборудование с высокой температурой плавления отличается от обычного оборудования для модификации полипропилена. Оборудование, используемое для распыления расплавленных материалов, требует большего соотношения сторон и вертикальной головки машины, либо использует подводную грануляцию (в Уси Хуачене используется аналогичная технология подводной резки). Материал очень тонкий, и для его охлаждения требуется сразу же контакт с водой после выхода из головки машины.
Для производства обычного полипропилена требуется скорость резки экструдером 70 метров в минуту, в то время как для полипропилена с высокой температурой плавления требуется скорость резки более 120 метров в минуту. Кроме того, из-за высокой скорости потока полипропилена с высокой температурой плавления расстояние его охлаждения также необходимо увеличить с 4 до 12 метров.
Машина для производства материалов методом мелтблауна требует непрерывной смены сетки, обычно с использованием двухпозиционного устройства смены сетки. Потребляемая мощность двигателя значительно выше, а в шнековых компонентах используется больше сдвигающих блоков;
1： Обеспечить плавную подачу таких материалов, как ПП и ДКП;
2： Определить соответствующее соотношение сторон и осевое положение отверстия на основе периода полураспада композитной формулы (которая была усовершенствована до третьего поколения, чтобы обеспечить плавную экструзию реакции CR-PP);
3： Обеспечить высокий выход расплавленных пальцев в пределах допуска (более 30 готовых полос имеют более высокую экономическую эффективность и основу смешивания по сравнению с всего лишь дюжиной полос);
4： Необходимо оснастить специальные подводные пресс-формы. Расплав и нагрев должны быть равномерно распределены, а количество отходов должно быть минимальным.
5： Рекомендуется оснастить машину современным холодным гранулятором для получения расплавленных материалов (имеющим хорошую репутацию в отрасли), чтобы гарантировать качество готовых гранул и более высокую производительность;
6： Было бы еще лучше, если бы была обратная связь по онлайн-обнаружению.
Кроме того, инициатор деградации, добавляемый в боковую подачу вместе с жидкостью, требует более высокой точности из-за малого соотношения добавки. Для бокового податчика используются импортные модели Brabenda, Kubota и отечественные Matsunaga.
Катализатор деградации, используемый в настоящее время
1: Ди-трет-бутилпероксид, также известный как ди-трет-бутилпероксид, инициатор А и вулканизирующий агент (dTBP), представляет собой бесцветную или слегка желтоватую прозрачную жидкость, нерастворимую в воде и смешивающуюся с органическими растворителями, такими как бензол, толуол и ацетон. Обладает высокой окисляющей способностью, огнеопасен, относительно стабилен при комнатной температуре, нечувствителен к ударам.
2: DBPH, сокращенно 2,5-диметил-2,5-бис(третбутилперокси)гексан, имеет молекулярную массу 290,44. Светло-желтая жидкость, пастообразная и молочно-белый порошок, с относительной плотностью 0,8650. Температура замерзания 8 ℃. Температура кипения: 50-52 ℃ (13 Па). Показатель преломления 1,418~1,419. Вязкость жидкости 6,5 мПа. с. Температура вспышки (в открытом тигле) 58 ℃. Растворим в большинстве органических растворителей, таких как спирты, простые эфиры, кетоны, сложные эфиры и ароматические углеводороды, нерастворим в воде.
3: Тест на плавление пальцем
Испытание методом плавления пальцем должно проводиться в соответствии со стандартом GB/T 30923-2014 «Специальные материалы для распыления расплавленного полипропилена». Обычные приборы для испытания методом плавления пальцем не подходят. Высокая температура плавления подразумевает использование объёмного, а не массового метода испытаний.
Dongguan Liansheng Нетканые технологии Co., Ltd.Основанная в мае 2020 года, компания представляет собой крупномасштабное предприятие по производству нетканых материалов, объединяющее научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, производство и продажи. Компания может производить полипропиленовые нетканые материалы спанбонд различных цветов шириной менее 3,2 метра плотностью от 9 до 300 граммов.
Время публикации: 08 ноября 2024 г.