Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 38

8 ноября 2020
Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 38

Полипропилен отличается высокой прочностью на разрыв, высокой жесткостью и высокой температурой теплового отклонения под нагрузкой. Однако одним из основных недостатков полипропилена является его низкая ударопрочность, особенно при низких температурах. Смешивание полипропилена с эластомерным модификатором обеспечивает простой способ значительно улучшить ударную вязкость основной смолы. В настоящее время этилен-пропиленовые каучуки (EPR) и этилен-пропилендиеновые каучуки (EPDM) являются наиболее часто используемыми модификаторами ударной вязкости для полипропиленовых компаундов. Другие модификаторы, используемые для производства термопластичных олефиновых соединений, включают натуральный каучук, блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол (SBS) и его гидрированный аналог (SEBS), полиизобутилен (PIB) и полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE). Смеси полипропилена, модифицированного эластомером, известны как TPO.

Манипулируя соотношением материалов и осуществляя разумный выбор полипропиленового компаунда и эластомерного модификатора, составители рецептур TPO могут достичь широкого диапазона жесткости, модуля упругости при изгибе и ударной вязкости. Использование TPO в автомобильной промышленности для интерьера, наружных элементов и деталей под капотом значительно увеличилось в 1980-х и начале 1990-х годов. В Европе и Северной Америке TPO используется более чем в 70% частей бампера. Следующим крупным шагом вперед будет производство деталей интерьера, таких как крышки подушек безопасности, дверные и приборные панели. Ежегодные темпы роста автомобильных TPO в период с начала 2000-х годов и по сей день оцениваются в 10,7%. В отношении деталей интерьера прогнозируется, что темпы роста превысят 30%. По мере того, как компаундеры разрабатывали и совершенствовали технологию смешивания TPO, производители полипропилена использовали альтернативный подход к ударной модификации полипропиленовых компаундов, создав ударные сополимеры полипропилена (PP-B или, по устаревшей терминологии, ICP). Эти продукты производятся в серии реакторов. Первый реактор производит гомополимер полипропилена, за ним следуют один или два газофазных реактора, в которые вводят этилен для получения EPR.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 38

Газофазный реактор может быть либо с вертикальным псевдоожиженным слоем, либо с горизонтальным перемешиваемым слоем. Из-за различной реакционной способности пропилена и этилена внутри газофазного реактора производятся сложные смеси полипропилена с сополимерами этилена и пропилена и линейным полиэтиленом низкой плотности (LLDPE). Компаундеры ответили разработкой новых TPO на основе модифицированных эластомером блок-сополимеров полипропилена. Недавно поставщики смол представили реакторные продукты с еще более высоким содержанием эластомера, называемые реакторными TPO или RxTPO. Результатом стало постоянно расширяющееся количество типов продуктов и постоянное улучшение производительности в различных областях применения. Появление металлоценовых пластомеров для модификации полипропилена представляет собой последний шаг в этом непрерывном процессе совершенствования. Пластомеры представляют собой сополимеры этилена и альфа-олефина, состав и свойства которых охватывают диапазон между пластмассами, такими как ЛПЭНП, и эластомерами, такими как EPR или EPDM. Содержание сомономера обычно составляет от примерно 10% до примерно 30%. Плотность находится в диапазоне от примерно 0,860 до примерно 0,910. Некоторые авторы различают «полиолефиновые пластомеры» (POP) и «полиолефиновые эластомеры» (POE), деля группы плотностью около 0,89, с POP выше и POE ниже этой плотности.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 38

Для наших же целей определение пластомеров включает обе категории. Металлоценовые пластомеры – это пластомеры, полученные с использованием металлоценовых одноцентровых катализаторов. В этом диапазоне составов существуют и другие полиолефины, изготовленные с использованием обычных катализаторов: например, Dow ATTANE, Union Carbide FLEXOMER и продукты Mitsui TAFMER. Их обычно называют полиэтиленами очень низкой плотности (VLDPE) и полиэтиленами сверхнизкой плотности (ULDPE), но они не обсуждаются в этом цикле, поскольку он посвящен главным образом полипропилену. Металлоцен — это координационное соединение, состоящее из иона переходного металла, такого как цирконий или титан, с одним или двумя циклопентадиенильными лигандами. Лиганды часто соединяются коротким «мостиком», который ограничивает форму комплекса определенной геометрией. Открытие, открывшее дверь к коммерческому успеху, заключалось в том, что замещение циклопентадиенильных колец позволяет металлоцену производить высокомолекулярные полимеры. Длина и структура мостика и природа замещения циклопентильного кольца являются критическими факторами, которые контролируют активность и селективность катализатора, структуру, а иногда и стереохимию полимерного продукта.

Хорошо известно, что критический успех катализа Циглера-Натта был основан на открытии алкилов металлов в качестве активаторов. Открытие метилалюмоксана и некоординирующих анионов также способствовало успеху металлоценовых катализаторов в производстве полиолефинов. Из преимуществ металлоценовых катализаторов отметим прежде всего тот факт, что металлоцены, как правило, представляют собой «одноцентровые» катализаторы, что означает, что все каталитические центры идентичны. Эта особенность позволяет получать продукты, которые чрезвычайно однородны по составу и молекулярной массе, приближаясь к статистическим пределам. Напротив, большинство обычных катализаторов Циглера-Натта имеют несколько активных центров, демонстрирующих диапазон реакционной способности и обеспечивающих спектр состава и молекулярной массы. Некоторые катализаторы Циглера-Натта, такие как растворимые ванадиевые катализаторы, являются одноцентровыми. Кроме того, металлоценовые катализаторы, как правило, более эффективны, чем обычные катализаторы, для включения большого количества разнообразных олефиновых сомономеров в больших количествах. Эта характеристика позволяет производить в большом масштабе сополимеры этилена и альфа-олефина по всей композиции.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 38

Коммерческие металлоценовые катализаторы демонстрируют высокую эффективность, давая продукты с низким содержанием остатков катализатора и, что важно, без кислотных остатков, таких как хлориды, обычно оставляемые катализаторами Циглера-Натта. Металлоценовые катализаторы были испытаны в различных промышленных процессах, включая полимеризацию в растворе, суспензию, газовую фазу и объемную полимеризацию под высоким давлением. Шесть компаний в настоящее время продают металлоценовые пластомеры. Exxon Chemical производит и продает сополимеры этилен-бутен и этилен-гексен под торговой маркой EXACT. Dex-Plastomers, совместное предприятие Exxon Chemical и DSM, производит сополимеры этилена и октена под торговой маркой EXACT, которые продаются обоими партнерами. Dow Chemical и DuPont Dow Elastomers предлагают сополимеры этилена и октена. Их торговые наименования — AFFINITY и ENGAGE соответственно. Японская компания Polychem производит и продает сополимеры этилена и гексена под торговой маркой KERNEL. Еще одни японцы из Mitsui Petrochemical производят сополимеры пропилена, бутена и октена, продаваемые под торговой маркой TAFMER, наряду с неметаллоценовыми пластомерами. В следующей части поговорим о физических и других свойствах металлоценовых катализаторов.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 38

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад