Kompatibilizatori su se pokazali učinkovitima u poboljšanju ključnih svojstava kao što je ravnoteža udar/krutoća PCR i PIR mješavina poliolefina i druge plastike.#održivi razvoj
Uzorak recikliranog HDPE/PP bez Dow Engage kompatibilizatora (gore) i recikliranog HDPE/PP uzorka s Engage POE kompatibilizatorom.Kompatibilnost je utrostručila istezanje pri prekidu sa 130% na 450%.(Foto: Dow Chemical)
Kako recikliranje plastike postaje rastuće tržište diljem svijeta, kompatibilne smole i aditivi sve se više koriste za rješavanje problema hibridnih smola u područjima kao što su pakiranje i potrošački proizvodi, građevinarstvo, poljoprivreda i automobilska industrija.Poboljšanje performansi materijala, poboljšanje obrade i smanjenje troškova i utjecaja na okoliš među ključnim su izazovima, s glavnom potrošnom plastikom kao što su poliolefini i PET koji prednjače.
Velika prepreka korištenju recikliranih materijala je skupo i dugotrajno odvajanje nekompatibilne plastike.Omogućujući miješanje nekompatibilne plastike u taljenju, kompatibilizatori pomažu smanjiti potrebu za odvajanjem i omogućuju proizvođačima materijala da proizvedu proizvode više kvalitete, dok u isto vrijeme povećavaju reciklirani sadržaj i pristupaju novim izvorima niske kvalitete i niske cijene radi nižih troškova.
Ovi kompatibilizatori koji se mogu reciklirati uključuju specijalne poliolefinske elastomere, stirenske blok kopolimere, kemijski modificirane poliolefine i aditive temeljene na kemiji titan-aluminija.Pojavile su se i druge inovacije.Očekuje se da će svi oni zauzeti središnje mjesto na nadolazećim sajmovima.
Prema Dowu, Engage POE i Infuse OBC su najprikladniji za HDPE, LDPE i LLDPE kompatibilnost s polipropilenom zbog PE okosnice i alfa olefina kao komonomera.(Foto: Dow Chemical)
Specijalni poliolefinski elastomeri (POE) i poliolefinski plastomeri (POP), izvorno uvedeni za poboljšanje svojstava poliolefina kao što su udarna i vlačna čvrstoća, razvili su se kao kompatibilizatori za reciklirani PE i PP, koji se ponekad također koriste s drugim materijalima kao što su PET ili PET.najlon.
Ovi proizvodi uključuju Dow's Engage POE, slučajni kopolimer komonomera etilen-alfa-olefina s dodatkom OBC-a, kopolimer olefina koji se izmjenično mijenja u tvrdom i mekom bloku i Exxon Mobil Vistamaxx Propilen-etilen i egzaktni etilen-okten POP.
Ovi se proizvodi prodaju recikliračima/sastavljačima plastike i drugim recikliračima, rekao je Jesús Cortes, razvojni programer tržišta u ExxonMobil Product Solutions, napominjući da kompatibilnost može biti alat koji pomaže recikliračima da iskoriste unakrsnu kontaminaciju i potencijalno jeftine ključne agense za tokove poliolefina.Han Zhang, direktor globalne održivosti za ambalažu i specijalnu plastiku u The Dow Chemical Company, rekao je: „Naši kupci imaju koristi od stvaranja krajnjeg proizvoda više kvalitete s pristupom širem toku recikliranja.Mi služimo prerađivačima koji koriste kompatibilizatore za povećanje recikliranog sadržaja uz zadržavanje mogućnosti proizvodnje.”
"Naši kupci imaju koristi od stvaranja krajnjeg proizvoda više kvalitete dok imaju pristup širem toku recikliranja."
ExxonMobil' Cortés je potvrdio da se iste kvalitete Vistamaxx i Exact prikladne za modifikaciju djevičanske smole također mogu koristiti kako bi se osigurala kompatibilnost s recikliranom plastikom.Napomenuo je da polimeri Vistamaxx čine HDPE, LDPE i LLDPE kompatibilnim s polipropilenom, dodajući da je zbog polariteta polimera kao što su PET ili najlon potrebno cijepljenje stupnja Vistamaxx kako bi poliolefini bili kompatibilni s takvim polimerima."Na primjer, radili smo s nekoliko kompaundera na kalemljenju Vistamaxxa kako bismo poliolefine učinili kompatibilnim s najlonom, istovremeno s ciljem održavanja poboljšanja performansi koje Vistamaxx polimeri mogu unijeti u formulacije spojeva."
Riža.1 MFR dijagram koji prikazuje miješane boje recikliranog HDPE-a i polipropilena sa i bez aditiva Vistamaxx.(Izvor: ExxonMobil)
Kompatibilnost se može potvrditi poboljšanim mehaničkim svojstvima, kao što je vrlo poželjna otpornost na udarce, prema Cortezu.Povećanje fluidnosti također je važno kod ponovne upotrebe materijala.Primjer je razvoj formulacija za injekcijsko prešanje za HDPE boce.Napominje da svi specijalni elastomeri koji su danas dostupni imaju svoje namjene."Svrha rasprave nije usporediti njihovu ukupnu izvedbu, već odabrati najbolji alat za određeni projekt."
Na primjer, rekao je: “Kada je PE kompatibilan s PP-om, vjerujemo da Vistamaxx daje najbolje rezultate.Ali tržište također treba poboljšanu otpornost na udarce, a etilen-oktenski plastomeri mogu biti prikladni kada se traži žilavost na niskim temperaturama.”
Cortez je dodao: "Etilen-okten plastomeri poput naših Exact ili Dow's Engage razreda i Vistamaxx imaju vrlo slične razine opterećenja."
Zhang iz Dow-a objasnio je da dok prisutnost polipropilena u HDPE-u općenito povećava krutost mjerenu modulom savijanja, degradira svojstva mjerena žilavošću i istezanjem zbog nekompatibilnosti dviju komponenti.Korištenje kompatibilizatora u ovim mješavinama HDPE/PP poboljšava ravnotežu krutosti/viskoznosti smanjujući razdvajanje faza i poboljšavajući adheziju na površini.
Riža.2. Grafikon otpornosti na udar koji prikazuje različite mješavine boja recikliranog HDPE-a i polipropilena, sa i bez aditiva Vistamaxx.(Izvor: ExxonMobil)
Prema Zhangu, Engage POE i Infuse OBC su najprikladniji da HDPE, LDPE i LLDPE budu kompatibilni s polipropilenom zbog PE okosnice i alfa-olefin komonomera.Kao aditivi za PE/PP mješavine, obično se koriste u količinama od 2% do 5% po težini.Zhang je primijetio da poboljšanjem ravnoteže tvrdoće i žilavosti Engage POE kompatibilizatori kao što je Grade 8100 mogu pružiti veću vrijednost za mehanički reciklirane PE/PP mješavine, uključujući tokove otpada s visokim udjelom PE i PP.Primjene uključuju brizgane automobilske dijelove, kante za boju, kante za smeće, kutije za pakiranje, palete i vanjski namještaj.
Tržište treba poboljšane performanse na udar, a etilen oktenski plastomeri mogu igrati ulogu kada je potrebna udarna žilavost na niskim temperaturama.
Dodao je: “Dodatak samo 3 mas.% Engage 8100 je utrostručio udarnu čvrstoću i istezanje nekompatibilne HDPE/PP 70/30 mješavine dok je zadržao viši modul koji daje PP komponenta,” dodao je, za zahtjev plastičnosti pri niskim temperaturama, Engage POE osigurava udarnu čvrstoću na temperaturi okoline zbog izrazito niske temperature staklastog prijelaza.
Govoreći o cijeni ovih specijalnih elastomera, Cortez iz ExxonMobila je rekao: “U visoko konkurentnom lancu vrijednosti recikliranja važno je uravnotežiti troškove i performanse.S Vistamaxx polimerima, performanse recikliranih smola mogu se poboljšati, omogućujući smolama da se koriste u aplikacijama gdje reciklaži mogu dobiti veću ekonomsku vrijednost.”dok zadovoljavaju potražnju za materijalima visokih performansi. Kao rezultat toga, reciklaži mogu imati veće mogućnosti za plasiranje svoje reciklirane plastike, umjesto da samo trošak bude glavni pokretač, što im omogućuje da se usredotoče na prilagođene mješavine i protok.”
“Osim što možemo reciklirati pomiješane poliolefine, također radimo na promicanju recikliranja različitih mješavina poput poliolefina s inženjerskom plastikom kao što su najlon i poliester.Osigurali smo niz funkcionalnih polimera, ali nova rješenja su još u razvoju.aktivno se razvijaju za rješavanje raznih mješavina plastike koje se nalaze u ambalaži, infrastrukturi, prijevozu i potrošačkim aplikacijama.”
Blok kopolimeri stirena i kemijski modificirani poliolefini druge su vrste materijala koji su dobili pozornost kao kompatibilizatori za ojačavanje i poboljšanje kompatibilnosti recikliranih smola.
Kraton Polymers nudi platformu CirKular+ stirenskog blok kopolimera koja sadrži aditive za poboljšanje učinkovitosti za recikliranje i recikliranje plastike.Julia Strin, direktorica globalnog strateškog marketinga za Kraton Specialty Polymers, ukazuje na dvije serije od pet stupnjeva: CirKular+ Compatibility Series (C1000, C1010, C1010) i CirKular+ Performance Enhancement Series (C2000 i C3000).Ovi aditivi su niz blok kopolimera baziranih na stirenu i etilen/butilenu (SEBS).Imaju iznimna mehanička svojstva, uključujući visoku udarnu čvrstoću na sobnoj ili kriogenoj temperaturi, fleksibilnost za prilagodbu krutosti i svojstava udarca, poboljšanu otpornost na pucanje uslijed naprezanja i poboljšanu mogućnost obrade.Proizvodi Circular+ također pružaju kompatibilnost s više smola za čistu plastiku, PCR i PIR otpad.Ovisno o kvaliteti, mogu se koristiti u PP, HDPE, LDPE, LLDPE, LDPE, PS i HIPS, kao iu polarnim smolama kao što su EVOH, PVA i EVA.
"Pokazali smo da je moguće reciklirati poliolefinski miješani plastični otpad i reciklirati ga u vrjednije proizvode."
“CirKular+ aditivi koji se mogu u potpunosti reciklirati omogućuju ponovnu upotrebu PCR-a poboljšanjem mehaničkih svojstava i podržavanjem dizajna proizvoda od monomaterijala na bazi poliolefina, čime se maksimizira sadržaj PCR-a na više od 90 posto,” rekao je Stryn.nemodificirana smola.Testiranje je pokazalo da se CirKular+ proizvodi mogu toplinski tretirati do pet puta za češću upotrebu.”
Asortiman CirKular+ ekspandera su ekspanderi s više smola za nadogradnju mješovitih PCR i PIR tokova oporavka, koji se obično dodaju u količini od 3% do 5%.Dva primjera recikliranja miješanog otpada uključuju brizgani kompozitni uzorak od 76%-PCR HDPE + 19%-PCR PET + 5% Kraton+ C1010 i uzorak od 72%-PCR PP + 18%-PCR PET + 10% Kraton+ C1000..U ovim primjerima, Izod udarna čvrstoća s urezima povećana je za 70%, odnosno 50%, a granica razvlačenja povećana je za 40% i 30%, uz zadržavanje krutosti i poboljšanje mogućnosti obrade.PCR LDPE-PET mješavine također su pokazale slične performanse.Ovi proizvodi također su učinkoviti na najlonu i ABS-u.
CirKular+ Performance Enhancement Series dizajnirana je za nadogradnju cikličkih miješanih PCR i PIR tokova poliolefina i polistirena na tipičnim razinama dodavanja od 3% do 10%.Nedavni uspješan test injekcijskim prešanjem: 91%-PCR PP + 9% Kraton+ C2000.Formula ima 110% poboljšanje ravnoteže modula udarca u odnosu na konkurentske proizvode.“Vrhunske rPP aplikacije u automobilskim i industrijskim aplikacijama zahtijevaju ovu vrstu poboljšanja.To bi se također moglo primijeniti na ambalažu, ali uz manje stroge zahtjeve, količina C2000 će se smanjiti”, rekao je Streen.
Kraton+ se može unaprijed ili suho pomiješati s recikliranom plastikom prije oblikovanja, ekstruzije ili kao dio procesa recikliranja, kaže Stryn.Od pokretanja CirKular+ prije nekoliko godina, tvrtka je postigla rano usvajanje u područjima kao što su industrijske palete, ambalaža za hranu i piće, automobilske komponente i dječja autosjedalica.CirKular+ se također može koristiti u raznim procesnim primjenama uključujući injekcijsko ili kompresijsko prešanje, ekstruziju, rotacijsko prešanje i miješanje.
Polybond 3150/3002 dio je široke ponude Polybond kemijski modificiranih poliolefina SI Group i može se koristiti kao vezivo i dodatak kompatibilnosti.To je polipropilen s cijepljenim anhidridom maleinske kiseline koji reciklirani polipropilen čini kompatibilnim sa svim vrstama najlona.Prema Johnu Yunu, tehničkom voditelju i tehničkoj podršci, na tipičnoj razini upotrebe od 5%, pokazuje više od trostruke Izod urezane udarne čvrstoće i obrnute Izod udarne čvrstoće.Irfaan Foster, direktor razvoja tržišta, napominje da je početna primjena zvučna izolacija automobila.Nedavno se koristio u mješavinama recikliranog polipropilena i najlona za podne ploče, komponente ispod haube i iza nadzornih ploča.
Drugi stupanj je Polybond 3029, polietilen visoke gustoće cijepljen anhidridom maleinske kiseline uveden prije dvije godine kao dodatak za poboljšanje kompatibilnosti kompozita drvo-plastika.Prema Yunu, čini se da je tvrtka na putu da bude kompatibilna s mješavinom 50/50 PCR/čisti HDPE.
Druga klasa kompatibilizatora temelji se na kemiji titan-aluminij, kao što su titanat (Ti) i cirkonat (Zr) katalizatori koje nudi Kenrich Petrochemicals i prodaje kompaunderima i kaluparima.Proizvodi tvrtke uključuju novi katalizator u obliku masterbatch-a ili praha koji djeluje kao kompatibilni aditiv za razne polimere, uključujući poliolefine, bioplastiku kao što su PET, PVC i PLA.Njegova uporaba u PCR mješavinama kao što su PP/PET/PE uzima sve više maha, prema predsjedniku i suvlasniku Kenricha Salu Monteu.Ovo navodno povećava produktivnost ekstruzije i smanjuje vrijeme ciklusa injekcijskog prešanja.
Ken-React CAPS KPR 12/LV kuglice i Ken-React KPR 12/HV prašak navodno vraćaju PCR u prvobitno stanje.Monte je rekao da je proizvod rezultat kombinacije novog LICA 12 alkoksi titanatnog katalizatora tvrtke s katalizatorom od miješanih metala koji je "isplativiji".„Nudimo CAPS KPR 12/LV granule u količinama u rasponu od 1,5% do 1,75% ukupne težine svih recikliranih materijala koji se dodaju u spremnik, baš kao i masterbatch, i smanjujemo temperaturu procesa za 10-20%, kako bismo održali smicanje reakcijske smjese.Djeluju na nanometarskoj razini, tako da je potrebno reaktivno smicanje kompozita, a talina zahtijeva veliki okretni moment.”
Monte kaže da su ovi aditivi učinkoviti kompatibilizatori za aditivne polimere kao što su LLDPE i PP i polikondenzate kao što je PET, organska i anorganska punila i bioplastiku kao što je PLA.Tipični rezultati uključuju 9% smanjenje temperatura ekstruzije, injekcijskog prešanja i puhanja i 20% povećanje brzine obrade za većinu termoplasta bez punila.Slični rezultati dobiveni su s recikliranom mješavinom 80/20% LDPE/PP.U jednom slučaju, 1,5% CAPS KPR 12/LV korišteno je kako bi se osigurala kompatibilnost triju PIR smola: graduirani stopljeni film LLDPE, 20-35 MFI mješoviti injekcijski prešani polipropilenski kopolimerni poklopci i termoformirana PET preklopna ambalaža za hranu.Sameljite smjesu PP/PET/PE na veličinu 1/4″.do ½ inča.Pahuljice i taline miješaju se u pelete za injekcijsko prešanje.
Patentirana tehnologija diblock aditiva tvrtke Interface Polymers navodno prevladava inherentnu nekompatibilnost poliolefina na molekularnoj razini, omogućujući njihovu preradu.(Fotografija: međufazni polimeri)
Distribucijsko poslovanje SACO AEI Polymers je ekskluzivni distributer Fine-Blenda u Kini, koji proizvodi široku paletu kompatibilnih sredstava za polipropilen, najlon, PET, inženjerske termoplaste i biopolimere kao što su PLA i PBAT, uključujući reciklirane mješavine, aditive i produživače lanca.rekao je voditelj poslovne jedinice Mike McCormach.Pomoćne tvari uključuju nereaktivne kompatibilizatore, uglavnom blok i cijepljene kopolimere ili nasumične kopolimere koji ne sudjeluju u kemijskoj reakciji pri miješanju polimera.BP-1310 je primjer gdje razine dodatka od 3% do 5% poboljšavaju kompatibilnost recikliranih mješavina polipropilena i polistirena.U razvoju je aditiv za poboljšanje kompatibilnosti recikliranih PE/PS mješavina.
Fine-Blend reaktivni kompatibilizatori poboljšavaju kompatibilnost kemijskom reakcijom s čistim polimerom tijekom miješanja, uključujući ECO-112O za reciklirani PET, polikarbonat i najlon;HPC-2 za ABS i reciklirani PET kompatibilizator;i SPG-02 za proizvodnju polipropilena i recikliranog polipropilena.PET kompatibilan.Sadrže epoksidne skupine koje mogu reagirati s hidroksilnim skupinama recikliranog poliestera radi poboljšanja žilavosti i kompatibilnosti, rekao je McCormach.Tu je i CMG9801, polipropilen cijepljen anhidridom maleinske kiseline koji može reagirati s amino skupinama najlona.
Od 2016. britanska tvrtka Interface Polymers Ltd. razvila je vlastitu tehnologiju Polarfin diblock kopolimera aditiva, koja navodno prevladava inherentnu molekularnu nekompatibilnost poliolefina, dopuštajući im da se recikliraju.Ovi diblock aditivi prikladni su za sirove i reciklirane polietilenske i polipropilenske spojeve, ploče i filmove.
Veliki proizvođač filmova radi na projektu obrade višeslojnih filmova bez značajnog gubitka produktivnosti.Direktor poslovnog razvoja Simon Waddington rekao je da je čak i pri niskim razinama opterećenja Polarfin eliminirao geliranje, čest problem koji ometa recikliranje poliolefinskih filmova korištenjem reciklirane miješane plastike."Uspješno smo pokazali da se poliolefinski miješani plastični otpad može reciklirati i reciklirati u vrjednije proizvode korištenjem naše tehnologije aditiva Polarfin."
Prema Cortesu iz ExxonMobila, kompatibilnost (npr. Vistamaxx s recikliranim PE/PP) može se dokazati poboljšanim mehaničkim svojstvima kao što je otpornost na udarce.(Foto: ExxonMobil)
Kod spajanja s dva vijka, većina inženjera prepoznaje prednost mogućnosti konfiguriranja vijčanih elemenata.Evo što trebate znati o razvrstavanju dijelova kante.
Potražite prostorne i/ili vremenske obrasce kako biste pružili tragove kada istražujete nedostatke kvalitete veze ili utvrđujete glavni uzrok problema s obradom.Strategija za prepoznavanje i liječenje uzroka koji se može identificirati je prvo utvrditi je li problem kroničan ili privremen.
Insight Polymers & Complexers koristi svoju stručnost u kemiji polimera za razvoj materijala sljedeće generacije.
Vrijeme objave: 28. srpnja 2023