Os compatibilizadores demostraron ser eficaces para mellorar as propiedades clave, como o equilibrio impacto/rixidez das mesturas de PCR e PIR de poliolefinas e outros plásticos.#Desenvolvemento sostible
Mostra de HDPE/PP reciclado sen compatibilizador Dow Engage (arriba) e mostra de HDPE/PP reciclado con compatibilizador Engage POE.Compatibilidade triplicou o alongamento á rotura do 130% ao 450%.(Foto: Dow Chemical)
A medida que a reciclaxe de plásticos se converte nun mercado en crecemento en todo o mundo, as resinas e aditivos compatibles úsanse cada vez máis para resolver problemas de resinas híbridas en áreas como envases e produtos de consumo, construción, agricultura e automoción.Mellorar o rendemento dos materiais, mellorar o procesamento e reducir os custos e o impacto ambiental están entre os principais retos, sendo os principais plásticos de consumo, como as poliolefinas e o PET.
Un gran obstáculo para o uso de materiais reciclados é a costosa e lenta separación de plásticos incompatibles.Ao permitir que os plásticos incompatibles sexan mesturados en fusión, os compatibilizadores axudan a reducir a necesidade de separación e permiten aos fabricantes de materiais producir produtos de maior calidade, ao tempo que aumentan o contido reciclado e acceden a novas fontes de baixa calidade e baixo custo para reducir os custos.
Estes compatibilizantes reciclables inclúen elastómeros de poliolefinas especiais, copolímeros de bloques estirénicos, poliolefinas modificadas químicamente e aditivos baseados na química de aluminio titanio.Tamén apareceron outras novidades.Espérase que todos ocupen o protagonismo nas próximas feiras comerciais.
Segundo Dow, Engage POE e Infuse OBC son os máis axeitados para a compatibilidade de HDPE, LDPE e LLDPE co polipropileno debido ao esqueleto de PE e as alfa olefinas como comonómeros.(Foto: Dow Chemical)
Os elastómeros de poliolefinas especiais (POE) e os plastómeros de poliolefinas (POP), introducidos orixinalmente para mellorar as propiedades das poliolefinas como a resistencia ao impacto e á tracción, evolucionaron como compatibilizantes para o PE e o PP reciclados, ás veces tamén se usan con outros materiais como PET ou PET.nailon.
Estes produtos inclúen Dow's Engage POE, un copolímero aleatorio de comonómero de etileno-alfa-olefina con infusión de OBC, un copolímero de olefina alternante de bloque duro e brando e Exxon Mobil Vistamaxx Propileno-Etileno e Exact Etileno-Octeno POP.
Estes produtos véndense a recicladores/compostores de plásticos e outros recicladores, dixo Jesús Cortes, desenvolvedor de mercado de ExxonMobil Product Solutions, e sinalou que a compatibilidade pode ser unha ferramenta para axudar aos recicladores a explotar a contaminación cruzada e os axentes clave potencialmente de baixo custo para os fluxos de poliolefinas.Han Zhang, Director de Sostibilidade Global de Envases e Plásticos Especializados en The Dow Chemical Company, dixo: "Os nosos clientes benefícianse da creación dun produto final de maior calidade con acceso a un fluxo de reciclaxe máis amplo.Atendemos a procesadores que usan compatibilizadores para aumentar o contido reciclado mantendo a súa fabricabilidade.
"Os nosos clientes benefícianse de crear un produto final de maior calidade ao tempo que teñen acceso a un fluxo de reciclaxe máis amplo".
ExxonMobil' Cortés confirmou que os mesmos graos Vistamaxx e Exact aptos para a modificación de resina virxe tamén se poden utilizar para garantir a compatibilidade cos plásticos reciclados.Sinalou que os polímeros Vistamaxx fan que o HDPE, o LDPE e o LLDPE sexan compatibles co polipropileno, e engadiu que, debido á polaridade de polímeros como o PET ou o nailon, é necesario o enxerto de calidade Vistamaxx para que as poliolefinas sexan compatibles con estes polímeros."Por exemplo, traballamos con varios compostos para enxertar Vistamaxx para facer poliolefinas compatibles co nailon ao tempo que pretendemos manter as melloras de rendemento que os polímeros Vistamaxx poden aportar ás formulacións de compostos".
Arroz.1 gráfico MFR que mostra cores mixtas de HDPE reciclado e polipropileno con e sen aditivo Vistamaxx.(Fonte: ExxonMobil)
A compatibilidade pódese confirmar mediante propiedades mecánicas melloradas, como a resistencia ao impacto altamente desexable, segundo Cortez.Aumentar a fluidez tamén é importante cando se reutilizan materiais.Un exemplo é o desenvolvemento de formulacións de moldeo por inxección para fluxos de botellas de HDPE.Observa que todos os elastómeros especiais dispoñibles hoxe en día teñen os seus usos."O propósito da discusión non é comparar o seu rendemento xeral, senón escoller a mellor ferramenta para un proxecto en particular".
Por exemplo, dixo: "Cando PE é compatible con PP, cremos que Vistamaxx dá os mellores resultados.Pero o mercado tamén necesita unha mellor resistencia ao impacto, e os plastómeros de etileno-octeno poden ser axeitados cando se busca resistencia a baixas temperaturas.
Cortez engadiu: "Os plastómeros de etileno-octeno como os nosos graos Exact ou Dow's Engage e Vistamaxx teñen niveis de carga moi similares".
Zhang de Dow explicou que, aínda que a presenza de polipropileno no HDPE xeralmente aumenta a rixidez medida polo módulo de flexión, degrada as propiedades medida pola dureza e o alongamento de tracción debido á incompatibilidade dos dous compoñentes.O uso de compatibilizantes nestas mesturas HDPE/PP mellora o equilibrio de rixidez/viscosidade reducindo a separación de fases e mellorando a adhesión interfacial.
Arroz.2. Gráfico de resistencia ao impacto que mostra diferentes mesturas de cores de HDPE e polipropileno reciclados, con e sen aditivo Vistamaxx.(Fonte: ExxonMobil)
Segundo Zhang, Engage POE e Infuse OBC son os máis axeitados para facer que HDPE, LDPE e LLDPE sexan compatibles co polipropileno debido ao esqueleto de PE e ao comonómero de alfa-olefina.Como aditivos para mesturas de PE/PP, úsanse normalmente en cantidades de 2% a 5% en peso.Zhang sinalou que, ao mellorar o equilibrio entre dureza e tenacidade, os compatibilizadores Engage POE como o grao 8100 poden proporcionar máis valor para as mesturas de PE/PP recicladas mecánicamente, incluíndo fluxos de residuos ricos en PE e PP.As aplicacións inclúen pezas de automóbiles moldeadas por inxección, latas de pintura, lixos, caixas de embalaxe, palés e mobles de exterior.
O mercado necesita un rendemento de impacto mellorado e os plastómeros de etileno octeno poden desempeñar un papel cando se require unha resistencia ao impacto a baixa temperatura.
Engadiu: "A adición de só 3 pesos.% Engage 8100 triplicou a resistencia ao impacto e o alongamento á tracción da mestura incompatible HDPE/PP 70/30 mantendo o módulo superior impartido polo compoñente PP ", engadiu, para o requisito de plasticidade a baixa temperatura, Engage POE proporciona resistencia ao impacto a temperatura ambiente. debido á temperatura de transición vítrea extremadamente baixa.
Falando sobre o custo destes elastómeros especiais, Cortez de ExxonMobil dixo: "Na cadea de valor da reciclaxe altamente competitiva, é importante equilibrar custo e rendemento.Cos polímeros Vistamaxx, o rendemento das resinas recicladas pódese mellorar, permitindo que as resinas se utilicen en aplicacións nas que os recicladores poden obter un maior valor económico".ao mesmo tempo que satisfacen a demanda de materiais de alto rendemento. Como resultado, os recicladores poden ter maiores oportunidades de comercializar os seus plásticos reciclados, en lugar de só o custo como motor principal, o que lles permite centrarse en mesturas e rendemento personalizados.
“Ademais de poder reciclar poliolefinas mesturadas, tamén estamos traballando para promover a reciclaxe de diferentes mesturas como as poliolefinas con plásticos de enxeñería como o nailon e o poliéster.Fornecemos unha serie de polímeros funcionais, pero novas solucións aínda están en desenvolvemento.están sendo desenvolvidos activamente para abordar varias mesturas de plásticos que se atopan en aplicacións de envases, infraestruturas, transporte e consumidores".
Os copolímeros de bloques de estireno e as poliolefinas modificadas químicamente son outro tipo de materiais que recibiron atención como compatibilizantes para reforzar e mellorar a compatibilidade das resinas recicladas.
Kraton Polymers ofrece a plataforma de copolímeros de bloque estirénico CirKular+ que contén aditivos que melloran o rendemento para a reciclaxe e reciclaxe de plásticos.Julia Strin, directora de mercadotecnia estratéxica global de Kraton Specialty Polymers, sinala dúas series de cinco graos: a serie de compatibilidade CirKular+ (C1000, C1010, C1010) e a serie de mellora do rendemento CirKular+ (C2000 e C3000).Estes aditivos son unha gama de copolímeros de bloque a base de estireno e etileno/butileno (SEBS).Teñen propiedades mecánicas excepcionais, incluíndo unha alta resistencia ao impacto a temperatura ambiente ou crioxénica, flexibilidade para adaptar as propiedades de rixidez e impacto, mellora da resistencia ao agrietamento por tensión e mellora da procesabilidade.Os produtos Circular+ tamén ofrecen compatibilidade con varias resinas para residuos de plástico virxe, PCR e PIR.Dependendo da calidade, pódense utilizar en PP, HDPE, LDPE, LLDPE, LDPE, PS e HIPS, así como resinas polares como EVOH, PVA e EVA.
"Demostramos que é posible reciclar residuos plásticos mesturados de poliolefina e reciclalos en produtos máis valiosos".
"Os aditivos totalmente reciclables de CirKular+ permiten que a PCR se reutilice mellorando as propiedades mecánicas e apoiando o deseño de produtos monomateriais baseados en poliolefinas, maximizando así o contido de PCR a máis do 90 por cento", dixo Stryn.resina non modificada.As probas demostraron que os produtos CirKular+ poden ser tratados térmicamente ata cinco veces para un uso máis frecuente.
A gama de expansores CirKular+ son expansores de resinas múltiples para actualizar fluxos de recuperación mixtos de PCR e PIR, normalmente engadidos entre un 3% e un 5%.Dous exemplos de reciclaxe de residuos mixtos inclúen unha mostra composta moldeada por inxección de 76%-PCR HDPE + 19%-PCR PET + 5% Kraton+ C1010 e unha mostra de 72%-PCR PP + 18%-PCR PET + 10% Kraton+ C1000..Nestes exemplos, a resistencia ao impacto de Izod con muescas aumentou un 70% e un 50%, respectivamente, e o límite de fluencia aumentou un 40% e un 30%, mantendo a rixidez e mellorando a procesabilidade.As mesturas de PCR LDPE-PET tamén mostraron un rendemento similar.Estes produtos tamén son eficaces en nylon e ABS.
A serie CirKular+ Performance Enhancement está deseñada para actualizar fluxos cíclicos mixtos de PCR e PIR de poliolefinas e poliestireno a niveis de adición típicos do 3% ao 10%.Proba de moldaxe por inxección exitosa recente: 91%-PCR PP + 9% Kraton + C2000.A formulación ten unha mellora do 110% no equilibrio do módulo de impacto con respecto aos produtos da competencia.“As aplicacións rPP de gama alta en aplicacións automotivas e industriais requiren este tipo de melloras.Isto tamén podería aplicarse aos envases, pero con requisitos menos estritos, a cantidade de C2000 reducirase", dixo Streen.
Kraton + pode ser premesturado ou mesturado en seco con plástico reciclado antes do moldeado, extrusión ou como parte do proceso de reciclaxe, di Stryn.Desde o lanzamento de CirKular+ hai uns anos, a compañía conseguiu unha adopción precoz en áreas como palets industriais, envases de alimentos e bebidas, compoñentes de automóbiles e asentos de coche para nenos.CirKular+ tamén se pode usar nunha variedade de aplicacións de procesos, incluíndo moldaxe por inxección ou compresión, extrusión, moldaxe rotacional e composición.
Polybond 3150/3002 forma parte da extensa gama de poliolefinas Polybond modificadas químicamente de SI Group e pódese usar como aglutinante e aditivo de compatibilidade.É un polipropileno inxertado con anhídrido maleico que fai que o polipropileno reciclado sexa compatible con todo tipo de nailon.Segundo John Yun, xerente técnico e soporte técnico, a un nivel de uso típico do 5%, presenta máis do triple de resistencia ao impacto con muescas Izod e resistencia ao impacto Izod inversa.Irfaan Foster, director de desenvolvemento do mercado, sinala que a aplicación inicial é a insonorización dos coches.Máis recentemente, utilizouse en mesturas de polipropileno e nailon reciclados para paneis baixo o chan, compoñentes debaixo do capó e detrás dos cadros de mandos.
Outro grao é o Polybond 3029, un polietileno de alta densidade enxertado con anhídrido maleico introducido hai dous anos como aditivo para mellorar a compatibilidade dos compostos madeira-plástico.Segundo Yun, parece que a compañía está en camiño de ser compatible cunha mestura 50/50 PCR/HDPE puro.
Outra clase de compatibilizantes baséase na química do titanio-aluminio, como os catalizadores de titanato (Ti) e circonato (Zr) ofrecidos por Kenrich Petrochemicals e vendidos a produtores de composición e moldeadores.Os produtos da compañía inclúen un novo catalizador en forma de masterbatch ou en po que actúa como aditivo de compatibilidade para unha variedade de polímeros, incluíndo poliolefinas, bioplásticos como PET, PVC e PLA.O seu uso en mesturas de PCR como PP/PET/PE está gañando impulso, segundo o presidente e copropietario de Kenrich, Sal Monte.Infórmase que isto aumenta a produtividade da extrusión e reduce os tempos do ciclo de moldaxe por inxección.
Infórmase que as perlas Ken-React CAPS KPR 12/LV e o po Ken-React KPR 12/HV restauran a PCR ao seu estado orixinal.Monte dixo que o produto é o resultado da combinación do novo catalizador de alcoxi titanato LICA 12 da compañía cun catalizador de metal mesturado que é "máis rendible"."Ofrecemos gránulos CAPS KPR 12/LV en cantidades que van do 1,5% ao 1,75% do peso total de todos os materiais reciclados engadidos ao colector, igual que o masterbatch, e reducimos a temperatura do proceso nun 10-20% para manter o cizallamento. da mestura de reacción.Operan a nivel nanométrico, polo que se require un cizallamento reactivo do composto e a fusión require un alto par de torsión.
Monte di que estes aditivos son compatibilizantes eficaces para polímeros aditivos como LLDPE e PP e policondensados como PET, cargas orgánicas e inorgánicas e bioplásticos como PLA.Os resultados típicos inclúen unha redución do 9% nas temperaturas de extrusión, moldaxe por inxección e soplado e un aumento do 20% na velocidade de procesamento para a maioría dos termoplásticos sen recheo.Obtivéronse resultados semellantes cunha mestura reciclada 80/20% LDPE/PP.Nun caso, utilizouse 1,5% CAPS KPR 12/LV para garantir a compatibilidade de tres resinas PIR: película fundida graduada LLDPE, tapas de copolímero de polipropileno moldeado por inxección mixta de 20-35 MFI e embalaxe de alimentos PET termoformado.Moer a mestura de PP/PET/PE a un tamaño de 1/4″.ata ½ polgada.As escamas e os fundidos mestúranse en pellets de moldeo por inxección.
Segundo se informa, a tecnoloxía de aditivos diblock patentada de Interface Polymers supera a incompatibilidade inherente das poliolefinas a nivel molecular, permitindo que sexan procesadas.(Foto: polímeros interfaciais)
Negocio de distribución SACO AEI Polymers é o distribuidor exclusivo de Fine-Blend en China, que produce unha ampla gama de compatibilizadores para polipropileno, nailon, PET, termoplásticos de enxeñería e biopolímeros como PLA e PBAT, incluíndo mesturas recicladas, aditivos e extensores de cadea.dixo o xerente da unidade de negocio Mike McCormach.As substancias auxiliares inclúen compatibilizantes non reactivos, principalmente copolímeros de bloque e inxerto ou copolímeros aleatorios que non participan nunha reacción química ao mesturar polímeros.BP-1310 é un exemplo onde os niveis de adición do 3% ao 5% melloran a compatibilidade das mesturas recicladas de polipropileno e poliestireno.Está en desenvolvemento un aditivo para mellorar a compatibilidade das mesturas de PE/PS recicladas.
Os compatibilizadores reactivos Fine-Blend melloran a compatibilidade ao reaccionar químicamente co polímero virxe durante a mestura, incluíndo ECO-112O para PET reciclado, policarbonato e nailon;HPC-2 para compatibilizador de ABS e PET reciclado;e SPG-02 para a produción de polipropileno e polipropileno reciclado.Compatible con PET.Conteñen grupos epoxi que poden reaccionar cos grupos hidroxilo de poliéster reciclado para mellorar a dureza e compatibilidade, dixo McCormach.Tamén existe CMG9801, un polipropileno enxertado con anhídrido maleico que pode reaccionar cos grupos amino do nailon.
Desde 2016, a empresa británica Interface Polymers Ltd. desenvolveu a súa tecnoloxía patentada de aditivos de copolímeros diblock Polarfin, que supostamente supera a incompatibilidade molecular inherente das poliolefinas, permitindo que se poidan reciclar.Estes aditivos diblock son axeitados para polietileno virxe e reciclado e compostos de polipropileno, follas e películas.
Un importante fabricante de películas está a traballar nun proxecto para procesar películas multicapa sen perda significativa de produtividade.O director de Desenvolvemento de Negocios, Simon Waddington, dixo que, mesmo a baixos niveis de carga, Polarfin eliminou a xelificación, un problema común que dificulta a reciclaxe de películas de poliolefina utilizando plásticos mesturados reciclados."Demostramos con éxito que os residuos plásticos mesturados con poliolefinas poden ser reciclados e reciclados en produtos máis valiosos usando a nosa tecnoloxía de aditivos Polarfin".
Segundo Cortes de ExxonMobil, a compatibilidade (por exemplo, Vistamaxx con PE/PP reciclado) pódese demostrar mediante propiedades mecánicas melloradas como a resistencia ao impacto.(Foto: ExxonMobil)
Na composición do parafuso dobre, a maioría dos enxeñeiros recoñecen a vantaxe de poder configurar elementos de parafuso.Isto é o que debes saber sobre a clasificación de seccións de balde.
Busca patróns espaciais e/ou temporais para proporcionar pistas ao investigar defectos de calidade da ligazón ou determinar a causa raíz dos problemas de procesamento.A estratexia para identificar e tratar unha causa identificable é determinar primeiro se o problema é crónico ou temporal.
Insight Polymers & Complexers utiliza a súa experiencia en química de polímeros para desenvolver materiais de próxima xeración.
Hora de publicación: 28-Xul-2023