เมื่อเร็ว ๆ นี้ วัสดุสำหรับทำหน้ากากได้รับความสนใจอย่างมาก และบุคลากรด้านโพลีเมอร์ของเราก็ไม่ได้รับอุปสรรคใด ๆ ในการต่อสู้กับโรคระบาดนี้ วันนี้เราจะมาแนะนำวิธีการผลิตวัสดุ PP แบบละลาย
ความต้องการของตลาดสำหรับ PP จุดหลอมเหลวสูง
ความสามารถในการไหลของพอลิโพรพิลีนที่หลอมเหลวมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับน้ำหนักโมเลกุล โดยทั่วไปแล้ว น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของเรซินพอลิโพรพิลีนเชิงพาณิชย์ที่เตรียมโดยระบบเร่งปฏิกิริยา Ziegler Natta แบบดั้งเดิมจะอยู่ระหว่าง 3 × 105 ถึง 7 × 105 ดัชนีการหลอมเหลวของเรซินพอลิโพรพิลีนแบบดั้งเดิมเหล่านี้โดยทั่วไปจะต่ำ ซึ่งจำกัดขอบเขตการใช้งาน
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเส้นใยเคมีและอุตสาหกรรมเครื่องจักรสิ่งทอ อุตสาหกรรมผ้าไม่ทอจึงเติบโตอย่างรวดเร็ว ข้อดีหลายประการของโพลีโพรพีลีนทำให้เป็นวัตถุดิบหลักสำหรับผ้าไม่ทอ ด้วยการพัฒนาของสังคม การประยุกต์ใช้ผ้าไม่ทอจึงกว้างขวางขึ้น ทั้งในทางการแพทย์และสาธารณสุขผ้าไม่ทอสามารถนำมาใช้ผลิตชุดคลุมกันเปื้อน หน้ากากอนามัย ชุดผ่าตัด ผ้าอนามัยสตรี ผ้าอ้อมเด็ก และอื่นๆ ผ้าไม่ทอสามารถใช้เป็นวัสดุก่อสร้างและธรณีเทคนิคสำหรับงานกันซึมหลังคา งานก่อสร้างถนน และโครงการอนุรักษ์น้ำ หรือสามารถผลิตแผ่นหลังคาสำเร็จรูปด้วยเทคโนโลยีสปันบอนด์และเข็มเจาะคอมโพสิต มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าแผ่นยางมะตอยทั่วไป 5-10 เท่า วัสดุกรองยังเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาเร็วที่สุดในกลุ่มผ้าไม่ทอ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการกรองก๊าซและของเหลวในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมเคมี อุตสาหกรรมยา และอาหาร และมีศักยภาพทางการตลาดสูง นอกจากนี้ ผ้าไม่ทอยังสามารถนำไปใช้ผลิตหนังสังเคราะห์ กระเป๋า ผ้าซับในเสื้อผ้า ผ้าตกแต่ง และผ้าเช็ดทำความสะอาดในชีวิตประจำวันและครัวเรือน
เนื่องจากการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของผ้าไม่ทอ ความต้องการด้านการผลิตและการใช้งานจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เช่น การเป่าด้วยความร้อน การผลิตด้วยความเร็วสูง และผลิตภัณฑ์บาง ดังนั้น ความต้องการประสิทธิภาพการแปรรูปของเรซินโพลีโพรพีลีน ซึ่งเป็นวัตถุดิบหลักของผ้าไม่ทอ จึงเพิ่มขึ้นตามไปด้วย นอกจากนี้ การผลิตเส้นใยโพลีโพรพีลีนแบบปั่นความเร็วสูงหรือเส้นใยโพลีโพรพีลีนดีเนียร์ละเอียด ยังต้องการเรซินโพลีโพรพีลีนที่มีคุณสมบัติการไหลตัวที่ดี เม็ดสีบางชนิดที่ไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ จำเป็นต้องแปรรูปโพลีโพรพีลีนเป็นสารพาหะที่อุณหภูมิต่ำกว่า ซึ่งทั้งหมดนี้จำเป็นต้องใช้เรซินโพลีโพรพีลีนที่มีดัชนีการหลอมเหลวสูงเป็นพิเศษเป็นวัตถุดิบ ซึ่งสามารถแปรรูปได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า
วัสดุพิเศษสำหรับผ้าเมลต์โบลนคือโพลีโพรพีลีนที่มีดัชนีการหลอมเหลวสูง ดัชนีการหลอมเหลวหมายถึงมวลของวัสดุหลอมเหลวที่ผ่านท่อแคปิลลารีมาตรฐานทุกๆ 10 นาที ยิ่งค่าดัชนีการหลอมเหลวของวัสดุสูงเท่าใด ความลื่นไหลของวัสดุก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ยิ่งดัชนีการหลอมเหลวของโพลีโพรพีลีนสูงเท่าใด เส้นใยที่ถูกเป่าออกก็จะยิ่งละเอียดมากขึ้นเท่านั้น และประสิทธิภาพการกรองของผ้าเมลต์โบลนที่ผลิตก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น
วิธีการเตรียมเรซินโพลีโพรพีลีนที่มีดัชนีการหลอมเหลวสูง
วิธีหนึ่งคือการควบคุมน้ำหนักโมเลกุลและการกระจายตัวของน้ำหนักโมเลกุลของพอลิโพรพิลีน โดยการควบคุมกระบวนการปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน เช่น การใช้วิธีการเพิ่มความเข้มข้นของสารยับยั้ง เช่น ไฮโดรเจน เพื่อลดน้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์ ซึ่งจะช่วยเพิ่มดัชนีมวลหลอม วิธีการนี้มีข้อจำกัดจากปัจจัยต่างๆ เช่น ระบบเร่งปฏิกิริยาและสภาวะปฏิกิริยา ทำให้ยากต่อการควบคุมเสถียรภาพของดัชนีมวลหลอมและการนำไปใช้งาน
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัท Yanshan Petrochemical ได้ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเมทัลโลซีนสำหรับกระบวนการพอลิเมอไรเซชันโดยตรงของวัสดุที่หลอมละลายด้วยความร้อน (melt blown material) ที่มีค่าดัชนีการหลอมละลายมากกว่า 1,000 เนื่องจากความยากลำบากในการควบคุมความเสถียร จึงยังไม่มีการดำเนินการพอลิเมอไรเซชันขนาดใหญ่ นับตั้งแต่เกิดการระบาดในปีนี้ บริษัท Yanshan Petrochemical ได้นำเทคโนโลยีการผลิตวัสดุพอลิโพรพิลีนแบบละลายที่ควบคุมการย่อยสลายได้ ซึ่งพัฒนาขึ้นในปี พ.ศ. 2553 มาใช้เพื่อผลิตวัสดุพิเศษที่ทำจากผ้าไม่ทอชนิดละลายด้วยความร้อน (melt blown material) จากโพลีโพรพิลีน เมื่อวันที่ 12 กุมภาพันธ์ ขณะเดียวกัน ได้มีการทดสอบอุปกรณ์ดังกล่าวโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเมทัลโลซีนในอุตสาหกรรม ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวได้ผลิตขึ้นแล้วและกำลังอยู่ระหว่างการจัดส่งให้ผู้ใช้ปลายทางทดลองใช้
อีกวิธีหนึ่งคือการควบคุมการสลายตัวของโพลีโพรพีลีนที่ได้จากกระบวนการโพลีเมอไรเซชันแบบธรรมดา โดยลดน้ำหนักโมเลกุลและเพิ่มดัชนีหลอมเหลว
ในอดีต วิธีการย่อยสลายที่อุณหภูมิสูงมักใช้เพื่อลดน้ำหนักโมเลกุลของพอลิโพรพิลีน แต่วิธีการย่อยสลายเชิงกลที่อุณหภูมิสูงนี้มีข้อเสียมากมาย เช่น การสูญเสียสารเติมแต่ง การสลายตัวด้วยความร้อน และกระบวนการที่ไม่เสถียร นอกจากนี้ยังมีวิธีการย่อยสลายด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง แต่วิธีการเหล่านี้มักต้องใช้ตัวทำละลาย ซึ่งเพิ่มความยากและต้นทุนของกระบวนการ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิธีการย่อยสลายพอลิโพรพิลีนทางเคมีได้รับการนำไปใช้อย่างแพร่หลาย
การผลิต PP ที่มีดัชนีการหลอมสูงโดยวิธีการย่อยสลายทางเคมี
วิธีการย่อยสลายทางเคมีเกี่ยวข้องกับการทำปฏิกิริยาระหว่างพอลิโพรพิลีนกับสารย่อยสลายทางเคมี เช่น เปอร์ออกไซด์อินทรีย์ในเครื่องอัดรีดแบบสกรู ซึ่งทำให้สายโมเลกุลของพอลิโพรพิลีนแตกออกและลดน้ำหนักโมเลกุลลง เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการย่อยสลายแบบอื่น วิธีการย่อยสลายทางเคมีนี้มีข้อดีคือย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์ ไหลตัวได้ดี และมีกระบวนการเตรียมที่ง่ายและสะดวก ทำให้ง่ายต่อการดำเนินการผลิตเชิงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ นอกจากนี้ยังเป็นวิธีที่นิยมใช้กันมากที่สุดโดยผู้ผลิตพลาสติกดัดแปลง
ความต้องการอุปกรณ์
จุดหลอมเหลวสูงหมายถึงอุปกรณ์ที่แตกต่างจากอุปกรณ์ดัดแปลง PP ทั่วไปโดยสิ้นเชิง อุปกรณ์ที่ใช้พ่นวัสดุหลอมเหลวต้องใช้อัตราส่วนภาพที่ยาวกว่าและหัวเครื่องแนวตั้ง หรือใช้การอัดเม็ดใต้น้ำ (Wuxi Huachen ก็มีการตัดใต้น้ำที่คล้ายกัน) วัสดุมีความบางมากและต้องสัมผัสกับน้ำทันทีหลังจากออกจากหัวเครื่องเพื่อให้ระบายความร้อนได้ง่าย
การผลิตพอลิโพรพิลีนแบบทั่วไปต้องใช้ความเร็วในการตัดของเครื่องอัดรีดที่ 70 เมตรต่อนาที ในขณะที่พอลิโพรพิลีนจุดหลอมเหลวสูงต้องใช้ความเร็วในการตัดมากกว่า 120 เมตรต่อนาที นอกจากนี้ เนื่องจากพอลิโพรพิลีนจุดหลอมเหลวสูงมีอัตราการไหลที่รวดเร็ว จึงต้องเพิ่มระยะการทำความเย็นจาก 4 เมตรเป็น 12 เมตร
เครื่องจักรสำหรับผลิตวัสดุเมลต์โบลนจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนตาข่ายอย่างต่อเนื่อง โดยปกติจะใช้เครื่องเปลี่ยนตาข่ายแบบสองสถานี ความต้องการกำลังมอเตอร์สูงกว่ามาก และมีการใช้บล็อกเฉือนมากขึ้นในส่วนประกอบสกรู
1： รับรองการป้อนวัสดุอย่างราบรื่น เช่น PP และ DCP
2： กำหนดอัตราส่วนด้านที่เหมาะสมและตำแหน่งแกนของช่องเปิดโดยอิงตามครึ่งชีวิตของสูตรคอมโพสิต (ซึ่งพัฒนาเป็นรุ่นที่สามเพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยา CR-PP จะถูกอัดออกมาอย่างราบรื่น)
3： เพื่อให้แน่ใจว่าได้ผลผลิตนิ้วที่หลอมละลายสูงภายในช่วงความคลาดเคลื่อน (แถบที่เสร็จสิ้นมากกว่า 30 แถบมีประสิทธิภาพด้านต้นทุนและพื้นฐานการผสมผสานที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับแถบเพียงสิบกว่าแถบ)
4： ต้องติดตั้งหัวแม่พิมพ์ใต้น้ำแบบพิเศษ การกระจายความร้อนและของเหลวที่หลอมละลายต้องสม่ำเสมอ และปริมาณขยะต้องน้อยที่สุด
5： ขอแนะนำให้ติดตั้งเครื่องบดแบบเย็นที่โตเต็มที่สำหรับวัสดุที่เป่าด้วยความร้อน (ซึ่งมีชื่อเสียงที่ดีในอุตสาหกรรม) เพื่อให้แน่ใจถึงคุณภาพของเม็ดสำเร็จรูปและอัตราผลผลิตที่สูงขึ้น
6： หากมีการตอบรับการตรวจจับแบบออนไลน์ก็จะยิ่งดี
นอกจากนี้ ตัวเริ่มต้นการย่อยสลายที่เติมลงในฟีดด้านข้างพร้อมกับของเหลวยังต้องการความแม่นยำสูงกว่าเนื่องจากอัตราส่วนการเติมที่ต่ำ สำหรับอุปกรณ์ฟีดด้านข้าง เช่น Brabenda, Kubota และ Matsunaga ที่ผลิตในประเทศที่นำเข้า
ตัวเร่งปฏิกิริยาการย่อยสลายที่ใช้ในปัจจุบัน
1: ได-ที-บิวทิลเพอร์ออกไซด์ หรือที่รู้จักกันในชื่อไดเทอร์ทบิวทิลเพอร์ออกไซด์ ตัวเริ่มต้น a และสารวัลคาไนซ์ dTBP เป็นของเหลวใสไม่มีสีถึงเหลืองเล็กน้อย ไม่ละลายน้ำและสามารถผสมกับตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น เบนซีน โทลูอีน และอะซิโตนได้ มีคุณสมบัติออกซิไดซ์สูง ติดไฟได้ ค่อนข้างเสถียรที่อุณหภูมิห้อง ไม่ไวต่อแรงกระแทก
2: DBPH หรือเรียกย่อๆ ว่า 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert butylperoxy) hexane มีน้ำหนักโมเลกุล 290.44 ของเหลวสีเหลืองอ่อน มีลักษณะเป็นผงสีขาวขุ่นคล้ายครีม มีความหนาแน่นสัมพัทธ์ 0.8650 จุดเยือกแข็ง 8 องศาเซลเซียส จุดเดือด 50-52 องศาเซลเซียส (13Pa) ดัชนีหักเห 1.418-1.419 ความหนืด 6.5 mPa.s จุดวาบไฟ (ถ้วยเปิด) 58 องศาเซลเซียส ละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ส่วนใหญ่ เช่น แอลกอฮอล์ อีเทอร์ คีโตน เอสเทอร์ และไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติก ไม่ละลายในน้ำ
3: การทดสอบการละลายของนิ้ว
การทดสอบ Melt Finger Test จำเป็นต้องดำเนินการตามมาตรฐาน GB/T 30923-2014 สำหรับวัสดุพิเศษชนิด Polypropylene Melt Spray เครื่องทดสอบ Melt Finger Test ทั่วไปไม่สามารถทดสอบได้ จุดหลอมเหลวสูงหมายถึงการใช้วิธีทดสอบแบบปริมาตรมากกว่าวิธีทดสอบแบบมวล
ตงกวน Liansheng ไม่ทอเทคโนโลยี จำกัดก่อตั้งขึ้นในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2563 เป็นบริษัทผลิตผ้าไม่ทอขนาดใหญ่ที่บูรณาการการวิจัยและพัฒนา การผลิต และการจัดจำหน่ายเข้าด้วยกัน สามารถผลิตผ้าไม่ทอ PP สปันบอนด์หลากสีสันที่มีความกว้างน้อยกว่า 3.2 เมตร ตั้งแต่ 9 กรัม ถึง 300 กรัม
เวลาโพสต์: 8 พ.ย. 2567