Polipropilen (PP) ima karakteristike dobrih mehaničkih svojstava, netoksičnosti, dobre kemijske stabilnosti, dobre toplinske otpornosti i lake obrade i oblikovanja. Međutim, zbog utjecaja veličine kristala PP-a, njegova propusnost svjetla i sjaj ograničavaju njegovu primjenu u dnevnim potrepštinama i prozirnim pakiranjima.
Nakon prozirne modifikacije, dobiveni prozirni PP ne samo da ima performanse tradicionalnog PP-a, već također čini njegovu prozirnost i sjaj usporedivim s onima obično korištenih prozirnih smola kao što su polistirenska smola (PS), polikarbonat (PC), poliester (PET) , polivinil klorid (PVC), itd. Stoga, kako bi se poboljšala tržišna vrijednost PP-a, potrebno ga je modificirati kako bi bio transparentan.
Transparentan proces razvoja PP-a
Trenutačno postoje tri glavne transparentne razvojne rute PP-a koje ispunjavaju uvjete za industrijsku proizvodnju i imaju vrijednost komercijalne proizvodnje:
● Koristite katalizatore za proizvodnju prozirnog PP-a;
● Dodajte prozirna sredstva za nukleaciju za modificiranje PP-a;
● Pomiješajte s drugim smolama za proizvodnju prozirnog PP-a.
Korištenje katalizatora za proizvodnju prozirnog PP
● Proizvodnja slučajnog kopolimera PP sa ZN katalizatorom
Proces industrijske proizvodnje etilen-propilen slučajnog kopolimera PP korištenjem ZN katalizatora je sljedeći:
(1) Potpuno pomiješajte propilen i plin etilen;
(2) Koristiti katalizator za dobivanje kopolimernih monomera i raznih monomernih polimernih segmenata;
(3) Formirajte PP molekularne lance kroz rast lanca i prijenos lanca, i konačno dobijete nasumični kopolimer PP.
Prolaznost svjetlosti slučajnog kopolimera PP može premašiti 94%, što je u osnovi blizu prozirnosti prozirnog polietilena.
●Sinteza visoko transparentnog PP-a korištenjem metalocenskih katalizatora
Učinak poboljšanja prozirnosti metalocenskih katalizatora bolji je nego kod ZN katalizatora. U sintezi prozirnog PP-a, oni mogu kontrolirati kristalnost, molekularnu težinu i način ugradnje komonomera. Proizvodite mješavinu izotaktičnog i izotaktičkog PP-a visoke prozirnosti i visoke čvrstoće.
Tvrtke s ovom tehnologijom uključuju: UnivatExxpol/Unipol tehnologiju koju je razvio ExxonMobil, Insite/Spheripol tehnologiju koju je razvio Dow Chemical, JPC tehnologiju koju je razvio Mitsubishi Chemical, Mitsui tehnologiju, Spheripol i Metocene tehnologiju koju je razvio Mitsui Chemicals, Borecene tehnologiju koju je razvio Borealis, Univation/ Unipol tehnologiju koju je razvio Basel, Atofina tehnologiju koju je razvio Total i BP tehnologiju koju je razvio British Petroleum.
Dodajte prozirno sredstvo za nukleaciju da biste modificirali PP
Dodavanjem prozirnog sredstva za nukleaciju PP-u, prozirnost proizvoda može se učinkovito poboljšati. I ne samo to, već se može poboljšati i njegova krutost i brzina protoka taline.
● Transparentni mehanizam modifikacije sredstva za nukleaciju
Proces stvaranja spojeva kristalne strukture uključuje dvije faze: nukleaciju i rast kristala. Za PP, njegov proces rasta nukleacije uključuje heterogenu nukleaciju i homogenu nukleaciju. U metodi homogene nukleacije, broj jezgri je mali, veličina kristala je velika, a kristalnost je niska. U procesu heterogene nukleacije, molekularni lanac se može adsorbirati na površini "nečistoća" taline da bi se formirale jezgre. Pod ovim uvjetima, brzina kristalizacije je brza, veličina kristala je mala, a kristalnost visoka.
Prozirni modifikator može se smatrati "nečistoćom". Kao jezgra jezgre heterogene nukleacije, poboljšava učinak heterogene nukleacije u procesu kristalizacije PP-a, inhibira homogenu nukleaciju PP-a, smanjuje veličinu kristala, poboljšava kristalnost i smanjuje raspršenje i indeks loma svjetlosti na sučelju kristala. .
● Vrste i primjene prozirnih sredstava za nukleaciju
① Anorgansko prozirno sredstvo za nukleaciju
Anorgansko prozirno sredstvo za nukleaciju uglavnom su nemetalni spojevi kao što su talk i tinjac. Karakteristike ovog prozirnog sredstva za nukleaciju su širok izvor sirovina, niska cijena i potrebna je samo mala količina dodatka da igra ulogu u poboljšanju prozirnosti. Međutim, očiti su i njegovi nedostaci. Kao anorganski spojevi, teško ih je dispergirati u organskim talinama i imaju lagani zaštitni učinak.
② Organsko prozirno sredstvo za nukleaciju
Među organskim prozirnim sredstvima za nukleaciju, spojevi sorbitola su najčešće korišteni aditivi. Prema vrsti supstituentskih funkcionalnih skupina na benzenskom prstenu u spojevima sorbitola, razvoj sredstava za nukleaciju sorbitola prošao je kroz tri serije.
U prvoj seriji, ne postoji funkcionalna skupina na benzenskom prstenu u sorbitolnim spojevima, a cijena njegove pripreme je niska, ali učinak nukleacije je loš, a aldehidni spojevi će se osloboditi tijekom upotrebe;
U drugoj seriji, klor, metil i druge funkcionalne skupine koriste se za zamjenu vodikovih atoma na para položaju benzenskog prstena u spojevima sorbitola. Ova serija sorbitolnih spojeva povećava učinkovitost nukleacije i prozirnost proizvoda, ali još uvijek ne može riješiti problem otpuštanja aldehidnih spojeva;
Treća serija, koju je prvi razvio Milliken, učinkovito rješava problem oslobađanja aldehidnih spojeva.
Dodavanjem 0.3% agensa za nukleaciju sorbitola koji proizvodi Milliken Chemical Company u PP prema masenom udjelu, zamagljenost PP-a može se smanjiti na manje od 15%. Trenutačno akademska zajednica ima različita objašnjenja za mehanizam nukleacije DBS-a, ali nije formirano jedinstveno stajalište.
Osim sorbitolnih sredstava za nukleaciju, istraživači su također razvili niz organskih prozirnih agensa za nukleaciju kao što su aromatski fosfatni prozirni agensi za nukleaciju, prozirni agensi za nukleaciju karboksilne kiseline metalne soli, dehidropolarna kiselina i njezina sol prozirna sredstva za nukleaciju, razgranati kiseli amin prozirni agensi za nukleaciju, i polimer prozirna sredstva za nukleaciju.
● Metoda dodavanja prozirnog sredstva za nukleaciju
Postoje dva načina dodavanja prozirnih sredstava za nukleaciju pri proizvodnji prozirnog PP-a. Jedan je korištenje mehaničkog miješanja za ravnomjerno raspršivanje prozirnog sredstva za nukleaciju u spremniku koji sadrži reakcijske sirovine kako bi se osigurala ujednačenost učinka PP proizvoda. Ova je metoda ograničena intenzitetom miješanja i ometat će aktivnost polimerizacije, pa se ne koristi često. Drugi je dodavanje sredstva za nukleaciju izvan reaktora tijekom procesa granulacije PP, što je pogodno za industrijsku primjenu.
Miješanje s drugim smolama za proizvodnju prozirnog PP-a
Metoda povećanja propusnosti miješanjem je korištenje jednog ili više polimera s indeksom loma bliskim onom od PP-a i veličinom čestica disperzne faze manjom od valne duljine vidljive svjetlosti za miješanje s PP-om, te smanjenje veličine kristala PP-a primjenom učinak heterogene nukleacije, čime se povećava propusnost proizvoda.
Istraživanja su pokazala da su polietilen niske gustoće i kopolimer etilen-propilen-diena prikladna sredstva za miješanje. Dodavanje 10% sredstva za miješanje može smanjiti veličinu kristala PP-a, povećati kristalnost i povećati propusnost proizvoda. Osim toga, učinak proizvoda može se poboljšati djelovanjem sredstva za miješanje. Međutim, metoda korištenja sredstva za miješanje za povećanje propusnosti ima očita ograničenja. Budući da se još jedan ili više polimera koristi kao sredstvo za miješanje, oni moraju imati sličan indeks loma i međufaznu kompatibilnost s PP-om, što vrlo otežava razvoj.
Područja primjene prozirnog PP
Uzvodno od industrijskog lanca prozirnog polipropilena uglavnom uključuje polipropilen, prozirno sredstvo za nukleaciju, metalocenski katalizator itd., a nizvodno se uglavnom koristi u medicinskim uređajima, prozirnom pakiranju i kućanskim predmetima kao što su posuđe za mikrovalnu pećnicu, jednokratne kutije za ručak i prozirne čaše za piće . Sljedeća tablica navodi područja primjene prozirnih PP proizvoda u različitim tehnologijama obrade.
Tehnologija obrade i primjene prozirne polipropilenske smole
| Tehnologija obrade | Proizvodi za primjenu |
| Šuplje kalupljenje | Boce za začine, boce za deterdžente, boce za vodu, boce za hranu i piće |
| Injekcijsko prešanje | Dijelovi za kućanstvo, kutije za zajedničko skladištenje, poklopci za skladištenje, medicinska oprema, elektronika, video kutije, zaštitna pakiranja, poklopci, dijelovi opreme |
| Ekstruzija listova | Kutije za video trake, kutije za montažu i ručak, podne obloge, proizvodi za higijenu, papirnati materijal i uredski materijal |
| Puhanje | Boce za vodu, boce za lijekove, suha hrana, staklenke za začine, boce deterdženta, bočice za bebe, kućni pribor, tekući sapun, kutije deterdženta |
| Termoformiranje | Pjenasti materijali za pakiranje, medicinske ladice, jednokratne ladice za delikatesne proizvode, brza hrana u mikrovalnoj pećnici, čaše za piće, jednokratne boce za sokove, ambalaža za mliječne proizvode, ladice za kekse |
| Uloga film | Omot za foto album, sredstva za higijenu, papir za pakiranje slatkiša, medicinski film |
| Brizganje tankih stijenki | Ambalaža za mliječne proizvode, posude za delikatesnu hranu, jednokratne čaše za piće, posude za skladištenje |
Trenutno su prozirni PP proizvodi izrađeni puhanjem, injekcijskim prešanjem, termoformiranjem i drugim tehnologijama obrade zauzeli određeni tržišni udio i imaju tendenciju zamijeniti druge konkurentske materijale. Na primjer, trenutno se u bocama piva i pića na tržištu uglavnom koristi polietilen tereftalat (PET), a visoko prozirni PP koji proizvodi AMCO postupkom "injection stretch blow molding" ima potencijal zamijeniti PET.
Proizvođač i marka
Trenutačno, najveći svjetski proizvođači prozirnog polipropilena uključuju ExxonMobil Chemical Company, njemački Montell, BP Amoco, južnokorejsku SK Group, američku Huntsman Group, japanski Mitsui, Dow Chemical Company, BASF SE, Borealis Ltd., južnokorejsku Samsung grupu , nizozemska Basel Company, japanski JPP i južnokorejski Daelim.
Fotografija snimljena na štandu SK Chemicals
Iz domaće perspektive, trenutno postoji vrlo malo poliolefinskih tvrtki koje koriste kemijsku tehnologiju ugljena i proizvode prozirni polipropilen, a proizvodnju prozirnih materijala u osnovi provodi nekoliko zajedničkih poduzeća.
Usporedba prozirnog materijala i materijala za crtanje Izvor: Sinochem
Klasa HC8016 tvrtke Dongming Petrochemical koristi se u bočicama za hranjenje dojenčadi. Izvor slike: Dongming Petrochemical
