Polypropylen (PP) má vlastnosti dobrých mechanických vlastností, netoxicitu, dobrou chemickou stabilitu, dobrou tepelnou odolnost a snadné zpracování a tvarování. Vlivem velikosti PP krystalu však jeho propustnost světla a lesk omezují jeho použití v denních potřebách a průhledných obalech.
Po transparentní úpravě má získaný transparentní PP nejen vlastnosti tradičního PP, ale také činí svou transparentnost a lesk srovnatelnou s běžně používanými transparentními pryskyřicemi, jako je polystyrenová pryskyřice (PS), polykarbonát (PC), polyester (PET) , polyvinylchlorid (PVC) atd. Proto, aby se zlepšila tržní hodnota PP, je nutné jej upravit tak, aby byl transparentní.
Transparentní proces vývoje PP
V současnosti existují tři hlavní transparentní cesty vývoje PP, které splňují podmínky pro průmyslovou výrobu a mají komerční hodnotu:
● Použijte katalyzátory k výrobě transparentního PP;
● Přidejte transparentní nukleační činidla pro modifikaci PP;
● Smíchejte s jinými pryskyřicemi a vytvořte transparentní PP.
Použití katalyzátoru k výrobě transparentního PP
● Výroba statistického kopolymeru PP s katalyzátorem ZN
Proces průmyslové výroby ethylen-propylenového statistického kopolymeru PP za použití ZN katalyzátoru je následující:
(1) Plně promíchejte propylen a etylen;
(2) Použití katalyzátoru k získání kopolymerních monomerů a různých segmentů monomerního polymeru;
(3) Vytvořte molekulární řetězce PP prostřednictvím růstu řetězce a přenosu řetězce a nakonec získejte náhodný kopolymer PP.
Propustnost světla náhodného kopolymeru PP může přesáhnout 94 %, což je v zásadě blízké průhlednosti transparentního polyethylenu.
●Syntéza vysoce transparentního PP pomocí metalocenových katalyzátorů
Účinek zvýšení průhlednosti metalocenových katalyzátorů je lepší než u ZN katalyzátorů. Při syntéze transparentního PP mohou řídit krystalinitu, molekulovou hmotnost a způsob zabudování komonomeru. Vyrobte směs izotaktického a izotaktického PP s vysokou průhledností a vysokou pevností.
Mezi společnosti s touto technologií patří: Technologie UnivatExxpol/Unipol vyvinutá společností ExxonMobil, technologie Insite/Spheripol vyvinutá společností Dow Chemical, technologie JPC vyvinutá společností Mitsubishi Chemical, technologie Mitsui, technologie Spheripol a Metocene vyvinutá společností Mitsui Chemicals, technologie Borecene vyvinutá společností Borealis, Univation/ Technologie Unipol vyvinutá společností Basel, technologie Atofina vyvinutá společností Total a technologie BP vyvinutá společností British Petroleum.
Přidejte transparentní nukleační činidlo pro úpravu PP
Přidáním transparentního nukleačního činidla do PP lze účinně zlepšit transparentnost produktu. Nejen to, ale také lze zlepšit jeho tuhost a rychlost toku taveniny.
● Transparentní mechanismus modifikace nukleačního činidla
Proces tvorby sloučenin krystalové struktury zahrnuje dva stupně: nukleaci a růst krystalů. U PP proces jeho růstu nukleace zahrnuje heterogenní nukleaci a homogenní nukleaci. Při metodě homogenní nukleace je počet jader malý, velikost krystalu je velká a krystalinita je nízká. V procesu heterogenní nukleace může být molekulární řetězec adsorbován na povrchu "nečistot" taveniny za vzniku jader. Za těchto podmínek je rychlost krystalizace vysoká, velikost krystalu je malá a krystalinita je vysoká.
Transparentní modifikátor lze považovat za "nečistotu". Jako jádro heterogenní nukleace zlepšuje heterogenní nukleační efekt v procesu krystalizace PP, inhibuje homogenní nukleaci PP, snižuje velikost krystalu, zlepšuje krystalinitu a snižuje rozptyl a index lomu světla na rozhraní krystalu. .
● Typy a aplikace transparentních nukleačních činidel
① Anorganické transparentní nukleační činidlo
Anorganické transparentní nukleační činidlo jsou převážně nekovové sloučeniny, jako je mastek a slída. Charakteristikou tohoto transparentního nukleačního činidla je široký zdroj surovin, nízká cena a je zapotřebí pouze malé množství přísady, aby sehrálo roli ve zvýšení průhlednosti. Jeho nevýhody jsou však také zřejmé. Jako anorganické sloučeniny se obtížně dispergují v organických taveninách a mají efekt stínění světla.
② Organické transparentní nukleační činidlo
Mezi organickými transparentními nukleačními činidly jsou nejrozšířenějšími aditivy sorbitolové sloučeniny. Podle typu substitučních funkčních skupin na benzenovém kruhu v sorbitolových sloučeninách prošel vývoj sorbitolových nukleačních činidel třemi řadami.
V první sérii není na benzenovém kruhu v sorbitolových sloučeninách žádná funkční skupina a náklady na její přípravu jsou nízké, ale nukleační efekt je slabý a během použití se budou uvolňovat aldehydové sloučeniny;
Ve druhé sérii se chlor, methyl a další funkční skupiny používají k nahrazení atomů vodíku v para poloze benzenového kruhu v sorbitolových sloučeninách. Tato řada sorbitolových sloučenin zvyšuje nukleační účinnost a transparentnost produktu, ale stále nemůže vyřešit problém uvolňování aldehydové sloučeniny;
Třetí řada, poprvé vyvinutá společností Milliken, účinně řeší problém uvolňování aldehydových sloučenin.
Přidáním 0,3 % sorbitolového nukleačního činidla vyrobeného Milliken Chemical Company k PP podle hmotnostního zlomku lze zákal PP snížit na méně než 15 %. V současné době má akademická obec různá vysvětlení pro nukleační mechanismus DBS, ale jednotný pohled se nevytvořil.
Kromě sorbitolových nukleačních činidel vědci také vyvinuli řadu organických transparentních nukleačních činidel, jako jsou aromatická fosfátová transparentní nukleační činidla, transparentní nukleační činidla na bázi kovových solí karboxylových kyselin, transparentní nukleační činidla dehydropolární kyseliny a její soli, transparentní nukleační činidla s rozvětvenými kyselými aminy, a polymerní transparentní nukleační činidla.
● Způsob přidávání transparentního nukleačního činidla
Existují dva způsoby, jak přidat transparentní nukleační činidla při výrobě transparentního PP. Jedním z nich je použití mechanického míchání k rovnoměrnému rozptýlení transparentního nukleačního činidla v nádobě obsahující reakční suroviny, aby se zajistila jednotnost výkonu PP produktu. Tato metoda je omezena intenzitou míchání a bude interferovat s polymerační aktivitou, takže se nepoužívá často. Druhým je přidání nukleačního činidla mimo reaktor během procesu granulace PP, což je vhodné pro průmyslové použití.
Smícháním s jinými pryskyřicemi vznikne transparentní PP
Metodou zvýšení propustnosti míšením je použití jednoho nebo více polymerů s indexem lomu blízkým indexu lomu PP a velikostí částic dispergované fáze menší než je vlnová délka viditelného světla pro smíchání s PP a snížení velikosti krystalů PP působením účinek heterogenní nukleace, čímž se zvyšuje propustnost produktu.
Studie ukázaly, že nízkohustotní polyethylen a kopolymer ethylen-propylen-dien jsou vhodnými mísícími činidly. Přidání 10% míchacího činidla může snížit velikost krystalů PP, zvýšit krystalinitu a zvýšit propustnost produktu. Kromě toho může být rázová výkonnost produktu také zlepšena účinkem mísícího činidla. Avšak způsob použití mísícího činidla ke zvýšení propustnosti má zjevná omezení. Protože se jako mísící činidlo používá jeden nebo více polymerů, musí mít podobný index lomu a mezifázovou kompatibilitu s PP, což velmi ztěžuje vývoj.
Oblasti použití transparentního PP
Transparentní polypropylenový průmyslový řetězec proti proudu zahrnuje hlavně polypropylen, průhledné nukleační činidlo, metalocenový katalyzátor atd. . Následující tabulka uvádí oblasti použití transparentních PP produktů při různých technologiích zpracování.
Technologie zpracování a aplikace transparentní polypropylenové pryskyřice
| Technologie zpracování | Aplikační produkty |
| Duté tvarování | Kořenící láhve, láhve na čisticí prostředky, láhve na vodu, láhve na potraviny a nápoje |
| Vstřikování | Díly pro domácnost, společné úložné boxy, úložné kryty, lékařské vybavení, elektronika, video boxy, ochranné obaly, kryty, díly zařízení |
| Vytlačování plechů | Krabice na videokazety, montážní a obědové boxy, podlahové krytiny, hygienické výrobky, papírnictví a kancelářské potřeby |
| Vyfukování | Láhve na vodu, lékovky, suché krmivo, kořenky, láhve na saponáty, kojenecké láhve, bytové doplňky, tekuté mýdlo, krabičky na prací prostředky |
| Tvarování za tepla | Pěnové obalové materiály, lékařské tácky, jednorázové tácky na lahůdky, rychlé občerstvení do mikrovlnné trouby, kelímky na nápoje, jednorázové láhve na džusy, balení do krabic od mléčných výrobků, tácky na sušenky |
| Obsazení filmu | Obal fotoalba, hygienické prostředky, balicí papír na cukroví, lékařský film |
| Tenkostěnné vstřikování | Krabice na mléčné výrobky, nádoby na lahůdky, jednorázové kelímky na nápoje, skladovací nádoby |
V současné době zaujímají transparentní PP výrobky vyráběné vyfukováním, vstřikováním, tvarováním za tepla a dalšími technologiemi zpracování určitý podíl na trhu a mají tendenci nahrazovat jiné konkurenční materiály. Například lahve na pivo a nápoje na trhu v současnosti používají hlavně polyethylentereftalát (PET) a vysoce transparentní PP vyráběný společností AMCO procesem „vstřikování vyfukováním“ má potenciál nahradit PET.
Výrobce a značka
V současné době mezi hlavní světové výrobce transparentního polypropylenu patří ExxonMobil Chemical Company, německý Montell, BP Amoco, jihokorejská SK Group, americká Huntsman Group, japonská Mitsui, Dow Chemical Company, BASF SE, Borealis Ltd., jihokorejská Samsung Group , nizozemská Basel Company, japonská JPP a jihokorejský Daelim.
Fotografie pořízena na stánku SK Chemicals
Z tuzemského pohledu je v současnosti velmi málo polyolefinových společností využívajících uhelnou chemickou technologii, které vyrábějí transparentní polypropylen, a výrobu transparentních materiálů v zásadě provádí několik společných podniků.
Porovnání průhledného materiálu a kreslicího materiálu Zdroj: Sinochem
Třída HC8016 společnosti Dongming Petrochemical se používá v kojeneckých lahvích. Zdroj obrázků: Dongming Petrochemical
