Kompatibilizátory se ukázaly jako účinné při zlepšování klíčových vlastností, jako je rovnováha nárazu a tuhosti u směsí PCR a PIR polyolefinů a jiných plastů.#udržitelný rozvoj
Vzorek recyklovaného HDPE/PP bez kompatibilizéru Dow Engage (nahoře) a vzorek recyklovaného HDPE/PP s kompatibilizérem Engage POE.Kompatibilita ztrojnásobila prodloužení při přetržení ze 130 % na 450 %.(Foto: Dow Chemical)
Vzhledem k tomu, že se recyklace plastů stává celosvětově rostoucím trhem, stále více se k řešení problémů s hybridními pryskyřicemi v oblastech, jako jsou obaly a spotřební výrobky, stavebnictví, zemědělství a automobilový průmysl, používají kompatibilní pryskyřice a přísady.Zlepšení materiálového výkonu, zlepšení zpracování a snížení nákladů a dopadu na životní prostředí patří ke klíčovým výzvám, přičemž hlavní spotřebitelské plasty, jako jsou polyolefiny a PET, jsou na prvním místě.
Velkou překážkou používání recyklovaných materiálů je nákladné a časově náročné oddělování nekompatibilních plastů.Tím, že umožňují smíchání nekompatibilních plastů v tavenině, kompatibilizátory pomáhají snižovat potřebu separace a umožňují výrobcům materiálů vyrábět produkty vyšší kvality, přičemž současně zvyšují recyklovaný obsah a zpřístupňují nové nízkokvalitní a levné zdroje pro snížení nákladů.
Tyto recyklovatelné kompatibilizéry zahrnují speciální polyolefinové elastomery, styrenové blokové kopolymery, chemicky modifikované polyolefiny a aditiva na bázi titan-hliníkové chemie.Objevily se i další novinky.Očekává se, že všechny budou středem pozornosti na nadcházejících veletrzích.
Podle Dowa jsou Engage POE a Infuse OBC nejvhodnější pro kompatibilitu HDPE, LDPE a LLDPE s polypropylenem díky PE páteři a alfa olefinům jako komonomerům.(Foto: Dow Chemical)
Speciální polyolefinové elastomery (POE) a polyolefinové plastomery (POP), původně představené pro zlepšení vlastností polyolefinů, jako je rázová pevnost a pevnost v tahu, se vyvinuly jako kompatibilizátory pro recyklovaný PE a PP, někdy také používané s jinými materiály, jako je PET nebo PET.nylon.
Tyto produkty zahrnují Dow's Engage POE, náhodný kopolymer ethylen-alfa-olefinového komonomeru s infuzí OBC, kopolymer tvrdých a měkkých blokových alternujících olefinů a Exxon Mobil Vistamaxx Propylen-Ethylene a Exact Ethylene-Octene POP.
Tyto produkty se prodávají recyklátorům/slučovačům plastů a dalším recyklátorům, řekl Jesús Cortes, vývojář trhu ve společnosti ExxonMobil Product Solutions, s tím, že kompatibilita může být nástrojem, který recyklátorům pomůže využít křížovou kontaminaci a potenciálně nízkonákladová klíčová činidla pro toky polyolefinů.Han Zhang, ředitel globální udržitelnosti pro obaly a speciální plasty ve společnosti The Dow Chemical Company, řekl: „Naši zákazníci těží z vytváření kvalitnějšího konečného produktu s přístupem k širšímu toku recyklace.Sloužíme zpracovatelům, kteří používají kompatibilizátory ke zvýšení recyklovaného obsahu při zachování vyrobitelnosti.“
"Naši zákazníci těží z vytváření kvalitnějšího koncového produktu a zároveň mají přístup k širšímu toku recyklace."
Společnost ExxonMobil' Cortés potvrdila, že stejné třídy Vistamaxx a Exact vhodné pro modifikaci primární pryskyřice lze také použít k zajištění kompatibility s recyklovanými plasty.Poznamenal, že polymery Vistamaxx činí HDPE, LDPE a LLDPE kompatibilní s polypropylenem, a dodal, že kvůli polaritě polymerů, jako je PET nebo nylon, je nutné roubování třídy Vistamaxx, aby byly polyolefiny kompatibilní s takovými polymery.„Například jsme spolupracovali s několika zpracovateli směsi na roubování Vistamaxx, aby byly polyolefiny kompatibilní s nylonem, přičemž jsme se snažili zachovat výkonnostní zlepšení, která mohou polymery Vistamaxx přinést do směsí.“
Rýže.1 Tabulka MFR znázorňující smíšené barvy recyklovaného HDPE a polypropylenu s a bez aditiva Vistamaxx.(Zdroj: ExxonMobil)
Kompatibilitu lze podle Corteze potvrdit zlepšenými mechanickými vlastnostmi, jako je vysoce žádoucí odolnost proti nárazu.Zvýšení tekutosti je také důležité při opětovném použití materiálů.Příkladem je vývoj vstřikovacích formulací pro proudy HDPE lahví.Poznamenává, že všechny dnes dostupné speciální elastomery mají své využití."Účelem diskuse není porovnat jejich celkový výkon, ale vybrat nejlepší nástroj pro konkrétní projekt."
Například řekl: „Když je PE kompatibilní s PP, věříme, že Vistamaxx poskytuje nejlepší výsledky.Ale trh také potřebuje lepší odolnost proti nárazu a ethylen-oktenové plastomery mohou být vhodné při hledání houževnatosti při nízkých teplotách.“
Cortez dodal: "Ethylen-oktenové plastomery jako naše třídy Exact nebo Dow's Engage a Vistamaxx mají velmi podobné úrovně zatížení."
Dow's Zhang vysvětlil, že zatímco přítomnost polypropylenu v HDPE obecně zvyšuje tuhost měřenou modulem v ohybu, zhoršuje vlastnosti měřené houževnatostí a prodloužením v tahu v důsledku nekompatibility těchto dvou složek.Použití kompatibilizátorů v těchto směsích HDPE/PP zlepšuje rovnováhu tuhost/viskozita snížením separace fází a zlepšením adheze na rozhraní.
Rýže.2. Graf rázové houževnatosti znázorňující různé barevné směsi recyklovaného HDPE a polypropylenu s aditivem Vistamaxx a bez něj.(Zdroj: ExxonMobil)
Podle Zhanga jsou Engage POE a Infuse OBC nejvhodnější k tomu, aby byly HDPE, LDPE a LLDPE kompatibilní s polypropylenem díky PE páteři a alfa-olefinovému komonomeru.Jako přísady do PE/PP směsí se typicky používají v množství 2 % až 5 % hmotnostních.Zhang poznamenal, že zlepšením rovnováhy mezi tvrdostí a houževnatostí mohou kompatibilizéry Engage POE, jako je Grade 8100, poskytnout vyšší hodnotu pro mechanicky recyklované směsi PE/PP, včetně odpadních toků s vysokým obsahem PE a PP.Aplikace zahrnují vstřikované automobilové díly, plechovky od barev, odpadkové koše, obalové krabice, palety a venkovní nábytek.
Trh potřebuje zlepšenou rázovou houževnatost a ethylenoktenové plastomery mohou hrát roli, když je požadována rázová houževnatost při nízkých teplotách.
Dodal: „Přidání pouhých 3 hm.% Engage 8100 ztrojnásobilo rázovou houževnatost a prodloužení v tahu nekompatibilní směsi HDPE/PP 70/30 a zároveň si zachovalo vyšší modul propůjčený PP komponentou,“ dodal, pro požadavek plasticity při nízkých teplotách poskytuje Engage POE rázovou pevnost při okolní teplotě. kvůli extrémně nízké teplotě skelného přechodu.
Cortez ze společnosti ExxonMobil o ceně těchto speciálních elastomerů řekl: „Ve vysoce konkurenčním hodnotovém řetězci recyklace je důležité vyvážit náklady a výkon.S polymery Vistamaxx lze zlepšit výkon recyklovaných pryskyřic, což umožňuje použití pryskyřic v aplikacích, kde mohou recyklátoři získat vyšší ekonomickou hodnotu.“a zároveň uspokojit poptávku po vysoce výkonných materiálech. Výsledkem je, že recyklátoři mohou mít více příležitostí uvádět své recyklované plasty na trh, nikoli pouze náklady jako hlavní hnací sílu, což jim umožňuje zaměřit se na zakázkové směsi a kapacitu.“
„Kromě toho, že jsme schopni recyklovat směsné polyolefiny, pracujeme také na podpoře recyklace různých směsí, jako jsou polyolefiny, s technickými plasty, jako je nylon a polyester.Poskytli jsme řadu funkčních polymerů, ale nová řešení jsou stále ve vývoji.jsou aktivně vyvíjeny, aby se zabývaly různými plastovými směsmi, které se nacházejí v balení, infrastruktuře, dopravě a spotřebitelských aplikacích.
Styrenové blokové kopolymery a chemicky modifikované polyolefiny jsou další typy materiálů, které získaly pozornost jako kompatibilizátory pro vyztužení a zlepšení kompatibility recyklovaných pryskyřic.
Kraton Polymers nabízí platformu styrenového blokového kopolymeru CirKular+ obsahující přísady zvyšující výkon pro recyklaci a recyklaci plastů.Julia Strin, ředitelka globálního strategického marketingu pro speciální polymery Kraton, poukazuje na dvě řady po pěti třídách: CirKular+ Compatibility Series (C1000, C1010, C1010) a CirKular+ Performance Enhancement Series (C2000 a C3000).Tato aditiva jsou řadou blokových kopolymerů na bázi styrenu a ethylenu/butylenu (SEBS).Mají výjimečné mechanické vlastnosti, včetně vysoké rázové houževnatosti při pokojové nebo kryogenní teplotě, pružnosti pro přizpůsobení tuhosti a rázových vlastností, zlepšenou odolnost vůči praskání pod napětím a zlepšenou zpracovatelnost.Produkty Circular+ také poskytují kompatibilitu s více pryskyřicemi pro původní plasty, odpady PCR a PIR.V závislosti na jakosti je lze použít v PP, HDPE, LDPE, LLDPE, LDPE, PS a HIPS, stejně jako v polárních pryskyřicích, jako je EVOH, PVA a EVA.
"Ukázali jsme, že je možné recyklovat polyolefinový směsný plastový odpad a recyklovat jej na hodnotnější produkty."
„Plně recyklovatelné přísady CirKular+ umožňují opětovné použití PCR zlepšením mechanických vlastností a podporou návrhu monomateriálových produktů na bázi polyolefinů, čímž se maximalizuje obsah PCR na více než 90 procent,“ řekl Stryn.nemodifikovaná pryskyřice.Testování ukázalo, že produkty CirKular+ lze tepelně zpracovat až pětkrát pro častější použití.“
Řada expandérů CirKular+ jsou vícepryskyřičné expandéry pro modernizaci smíšených PCR a PIR regeneračních toků, typicky přidávaných v množství 3 % až 5 %.Dva příklady recyklace směsného odpadu zahrnují vstřikovaný kompozitní vzorek 76 %-PCR HDPE + 19 %-PCR PET + 5 % Kraton+ C1010 a vzorek 72 %-PCR PP + 18 %-PCR PET + 10 % Kraton+ C1000..V těchto příkladech byla vrubová rázová houževnatost Izod zvýšena o 70 %, respektive 50 %, a mez kluzu zvýšena o 40 % a 30 %, při zachování tuhosti a zlepšení zpracovatelnosti.Směsi PCR LDPE-PET také vykazovaly podobnou účinnost.Tyto produkty jsou také účinné na nylon a ABS.
Řada CirKular+ Performance Enhancement Series je navržena pro vylepšení cyklických smíšených PCR a PIR proudů polyolefinů a polystyrenu při typických úrovních přidání 3 % až 10 %.Nedávný úspěšný test vstřikování: 91%-PCR PP + 9% Kraton+ C2000.Formulace má 110% zlepšení rovnováhy modulu nárazu oproti konkurenčním produktům.„Vysoké aplikace rPP v automobilových a průmyslových aplikacích vyžadují tento druh vylepšení.To by se dalo aplikovat i na obaly, ale s méně přísnými požadavky se množství C2000 sníží,“ řekl Streen.
Kraton+ může být předem smíchán nebo za sucha smíchán s recyklovaným plastem před lisováním, vytlačováním nebo jako součást procesu recyklace, říká Stryn.Od uvedení CirKular+ před několika lety dosáhla společnost brzkého přijetí v oblastech, jako jsou průmyslové palety, balení potravin a nápojů, automobilové komponenty a dětské autosedačky.CirKular+ lze také použít v různých procesních aplikacích včetně vstřikování nebo lisování, vytlačování, rotační tvarování a kompaundování.
Polybond 3150/3002 je součástí rozsáhlé řady chemicky modifikovaných polyolefinů Polybond skupiny SI a lze jej použít jako pojivo a aditivum pro kompatibilitu.Jedná se o polypropylen roubovaný anhydridem kyseliny maleinové, díky kterému je recyklovaný polypropylen kompatibilní se všemi typy nylonu.Podle Johna Yuna, technického manažera a technické podpory, vykazuje při typické úrovni využití 5 % více než trojnásobnou vrubovou rázovou houževnatost Izod a obrácenou rázovou houževnatost Izod.Irfaan Foster, ředitel rozvoje trhu, poznamenává, že počáteční aplikací je odhlučnění auta.V poslední době se používá v recyklovaných polypropylenových a nylonových směsích pro podlahové panely, součásti pod kapotou a za palubní desky.
Dalším stupněm je Polybond 3029, vysokohustotní polyethylen roubovaný anhydridem kyseliny maleinové, který byl představen před dvěma lety jako přísada pro zlepšení kompatibility dřevoplastových kompozitů.Podle Yuna to vypadá, že společnost je na dobré cestě být kompatibilní se směsí 50/50 PCR/čistý HDPE.
Další třída kompatibilizátorů je založena na chemii titanu a hliníku, jako jsou titanátové (Ti) a zirkonátové (Zr) katalyzátory nabízené společností Kenrich Petrochemicals a prodávané zpracovatelům směsí a tvarovačů.Mezi produkty společnosti patří nový katalyzátor ve formě předsměsi nebo prášku, který působí jako přísada kompatibility pro různé polymery, včetně polyolefinů, bioplastů, jako je PET, PVC a PLA.Jeho použití v PCR směsích, jako je PP/PET/PE, podle prezidenta a spolumajitele Kenrich Sal Monte nabírá na síle.Uvádí se, že to zvyšuje produktivitu vytlačování a zkracuje doby cyklu vstřikování.
Uvádí se, že kuličky Ken-React CAPS KPR 12/LV a prášek Ken-React KPR 12/HV obnovují PCR do původního stavu.Monte řekl, že produkt je výsledkem kombinace nového alkoxytitanátového katalyzátoru LICA 12 společnosti s katalyzátorem ze směsných kovů, který je „cenově efektivnější“.„Nabízíme granule CAPS KPR 12/LV v množství od 1,5 % do 1,75 % z celkové hmotnosti všech recyklovaných materiálů přidaných do zásobníku, stejně jako předsměs, a snižujeme procesní teplotu o 10–20 %, abychom udrželi smyk. reakční směsi.Pracují na úrovni nanometrů, takže je vyžadován reaktivní smyk kompozitu a tavenina vyžaduje vysoký točivý moment.
Monte říká, že tyto přísady jsou účinnými kompatibilizátory pro aditivní polymery, jako je LLDPE a PP, a polykondenzáty, jako je PET, organická a anorganická plniva a bioplasty, jako je PLA.Typické výsledky zahrnují 9% snížení teploty vytlačování, vstřikování a vyfukování a 20% zvýšení rychlosti zpracování u většiny neplněných termoplastů.Podobné výsledky byly získány s recyklovanou směsí 80/20 % LDPE/PP.V jednom případě bylo použito 1,5% CAPS KPR 12/LV k zajištění kompatibility tří PIR pryskyřic: dělená tavená fólie LLDPE, 20-35 MFI smíšená vstřikovaná polypropylenová kopolymerová víčka a tepelně tvarované PET potravinářské skládací obaly.Rozemlejte směs PP/PET/PE na velikost 1/4″.až ½ palce.Vločky a taveniny jsou smíchány do vstřikovacích pelet.
Patentovaná technologie diblokových aditiv Interface Polymers údajně překonává inherentní nekompatibilitu polyolefinů na molekulární úrovni a umožňuje jejich zpracování.(Foto: mezifázové polymery)
Distribuce SACO AEI Polymers je výhradním distributorem společnosti Fine-Blend v Číně, která vyrábí širokou škálu kompatibilizátorů pro polypropylen, nylon, PET, technické termoplasty a biopolymery, jako je PLA a PBAT, včetně recyklovaných směsí, přísad a prodlužovačů řetězců.řekl manažer obchodní jednotky Mike McCormach.Mezi pomocné látky patří nereaktivní kompatibilizátory, zejména blokové a roubované kopolymery nebo náhodné kopolymery, které se neúčastní chemické reakce při míchání polymerů.BP-1310 je příkladem, kde úrovně přidání 3 % až 5 % zlepšují kompatibilitu recyklovaných směsí polypropylenu a polystyrenu.Přísada pro zlepšení kompatibility recyklovaných PE/PS směsí je ve vývoji.
Reaktivní kompatibilizéry Fine-Blend zlepšují kompatibilitu chemickou reakcí s původním polymerem během míchání, včetně ECO-112O pro recyklovaný PET, polykarbonát a nylon;HPC-2 pro ABS a recyklovaný PET kompatibilizátor;a SPG-02 pro výrobu polypropylenu a recyklovaného polypropylenu.PET kompatibilní.Obsahují epoxidové skupiny, které mohou reagovat s hydroxylovými skupinami recyklovaného polyesteru, aby se zlepšila houževnatost a kompatibilita, řekl McCormach.Existuje také CMG9801, maleinanhydridem roubovaný polypropylen, který může reagovat s aminoskupinami nylonu.
Od roku 2016 vyvinula britská společnost Interface Polymers Ltd. svou vlastní technologii aditiv Polarfin diblock copolymer, která údajně překonává inherentní molekulární nekompatibilitu polyolefinů a umožňuje jejich recyklaci.Tyto diblokové přísady jsou vhodné pro původní a recyklované polyethylenové a polypropylenové směsi, desky a fólie.
Významný výrobce fólií pracuje na projektu zpracování vícevrstvých fólií bez výrazné ztráty produktivity.Ředitel obchodního rozvoje Simon Waddington řekl, že i při nízkých úrovních plnění Polarfin eliminoval gelovatění, běžný problém, který brání recyklaci polyolefinových fólií pomocí recyklovaných směsných plastů.„Úspěšně jsme prokázali, že polyolefinový směsný plastový odpad lze recyklovat a recyklovat na hodnotnější produkty pomocí naší aditivní technologie Polarfin.“
Podle Cortes společnosti ExxonMobil lze kompatibilitu (např. Vistamaxx s recyklovaným PE/PP) prokázat zlepšenými mechanickými vlastnostmi, jako je odolnost proti nárazu.(Foto: ExxonMobil)
U dvoušnekového slučování většina inženýrů uznává výhodu možnosti konfigurovat šroubové prvky.Zde je to, co potřebujete vědět o třídění sekcí lopaty.
Hledejte prostorové a/nebo časové vzory, které vám poskytnou vodítka při vyšetřování vad kvality spojení nebo určování hlavní příčiny problémů se zpracováním.Strategií pro identifikaci a léčbu identifikovatelné příčiny je nejprve určit, zda je problém chronický nebo dočasný.
Společnost Insight Polymers & Complexers využívá své odborné znalosti v oblasti polymerní chemie k vývoji materiálů nové generace.
Čas odeslání: 28. července 2023