¿Cuáles son las materias primas que se pueden utilizar en el proceso de moldeo rotacional?

Actualmente, las materias primas de rotomoldeo comunes en el mercado incluyen las siguientes:

Polietileno (PE)

Polipropileno (PP)

Nailon (PA)

Cloruro de polivinilo (PVC)

Policarbonato (PC)

No todos los plásticos mencionados anteriormente se pueden utilizar para el moldeo rotacional. El moldeo rotacional requiere materiales especialmente diseñados. Los requisitos básicos incluyen:

Fácil de moler (o fácil de conservar en forma líquida). Utilizando molinos de molienda de temperatura normal de alto rendimiento y molinos de molienda de baja temperatura, ya podemos procesar materias primas de moldeo rotacional de uso común, como polietileno y polipropileno, y el costo también se reduce continuamente.

Liquidez adecuada. Tomando como ejemplo las materias primas de polietileno de uso común, el rango de índice de fusión (MI o MFI) de una marca generalmente debe estar entre 2 y 10 (g/10 minutos). El rango de índice de fusión optimizado es 3-6 (g/10 minutos). ). Si el índice de fusión es demasiado bajo, será difícil formar el producto; si el índice de fusión es demasiado alto, las propiedades físicas del producto disminuirán.

Materias primas de polietileno (PE)

El PE se usa ampliamente en procesos de moldeo rotacional por una razón:

, PE tiene una amplia ventana de procesamiento y es adecuado para entornos de alta temperatura a largo plazo, lo que reduce los requisitos de la maquinaria de rotomoldeo;

En segundo lugar, a temperatura ambiente, el PE no reacciona con el agua, la mayoría de las grasas, ácidos y sustancias alcalinas, y tiene una amplia gama de aplicaciones;

En tercer lugar, las materias primas de PE son de bajo costo y fáciles de promocionar.

Debido a que la estructura molecular del polietileno está demasiado orientada, su desempeño en dirección vertical es relativamente débil. Para mejorar esta situación, se introducen comonómeros en la producción de polietileno para mejorar el grado de ramificación del polietileno. Los comonómeros comúnmente utilizados incluyen buteno (C4), hexeno (C6) y octeno (C8). A medida que aumenta el número de carbonos, aumenta la longitud de las ramas en la molécula de polietileno y muchas propiedades mejorarán significativamente macroscópicamente, como la resistencia al impacto, la tenacidad y la ESCR (resistencia al estrés ambiental), que se refiere al efecto de los productos plásticos en la larga duración. (término fuerzas externas, pueden producirse daños), etc. Además, a medida que aumenta la proporción de comonómero, disminuye la densidad global del polietileno.

Por otro lado, la distribución del peso molecular del polietileno también afectará a sus propiedades. El polietileno es una mezcla de cadenas moleculares de varias longitudes. En términos generales, cuanto más corta sea la longitud de la cadena molecular, mejor será la fluidez y mayor el índice de fusión; de lo contrario, el índice de fusión disminuye. En segundo lugar, cuanto más amplia es la distribución del peso molecular, más fácil es procesar la materia prima (porque la parte de bajo peso molecular puede actuar como plastificante), pero el rendimiento del producto es relativamente débil.

Los principales determinantes de la distribución del peso molecular son el dispositivo de polimerización del polietileno y el tipo de catalizador utilizado.

Otro factor importante es la cristalinidad del polietileno. La cristalización es el proceso en el que las cadenas moleculares de polietileno se pliegan para formar capas de cristales y luego cristalizan. La forma es esférica, por eso también se le llama esferulita. Bajo cierta tensión, las esferulitas son elásticas y pueden volver a su forma original una vez que se reduce la tensión; pero con cierta fuerza, las esferulitas se desintegrarán en formas de fibras. Este proceso es irreversible y esta fuerza es el límite elástico. La diferencia de cristalinidad del polietileno se reflejará en la diferencia de densidad: cuanto mayor sea la cristalinidad, mayor será la densidad del polietileno. Al mismo tiempo, también aumentarán las propiedades físicas como el punto de fusión y la resistencia a la tracción; de manera similar, algunas propiedades disminuirán en consecuencia, como ESCR, etc.

Bajo el efecto combinado de los factores anteriores, el polietileno lineal exhibe dos indicadores clave: índice de fusión y densidad.

El índice de fusión se puede utilizar para evaluar las propiedades de flujo de las materias primas. En general, para determinar el índice de fusión se utiliza a menudo la norma D-1238 de la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM) o la norma 1133 de la Organización de Normalización (ISO). Existen diferencias sutiles en las condiciones de prueba especificadas por los dos estándares, pero en general, se pueden comparar de manera sencilla. Las condiciones de prueba son: a una temperatura de 190 grados, bajo una presión de peso de 2,16 kg, el peso de la materia prima extruida de un tubo delgado en 10 minutos, la unidad es gramos/10 minutos (g/10 min).

La densidad es universal, medida bajo condiciones ASTM D1505 o ISO1183, en gramos por centímetro cúbico (g/cm^3).

Al mismo tiempo, estos factores también determinan otras propiedades físicas del polietileno, como el punto de fusión, la resistencia a la tracción, el alargamiento a la tracción, el módulo elástico, etc.

Materias primas de polipropileno (PP)

En la estructura de consumo de resinas sintéticas, el polipropileno es la materia prima más común después del polietileno. Comparado con el polietileno, el polipropileno tiene las siguientes características:

Baja densidad: la densidad del PP está aproximadamente entre 0,85 y 0,93, mientras que la del polietileno común está entre 0,91 y 0,98. Una de las razones es que la cristalinidad del PP es menor que la del PE;

Buenas propiedades mecánicas: la resistencia a la tracción y el módulo elástico del PP son generalmente mayores que los del PE. En la actualidad, las propiedades mecánicas del PP modificado pueden incluso ser comparables a las del PS (poliestireno), y se usa ampliamente en aparatos electrónicos y en el campo del automóvil; Buenas propiedades ópticas: en comparación con el PE, el PP tiene una transparencia mucho mayor;

Resistencia a altas temperaturas: el punto de fusión del PP es de alrededor de 160 a 170 grados, que es mucho más alto que los 100 a 130 grados del PE. Por tanto, se puede utilizar en ambientes de mayor temperatura;

Resistencia a bajas temperaturas: bajo cero, el PP tiene baja resistencia al impacto y no es adecuado para su uso en ambientes helados a bajas temperaturas;

Buena tolerancia: el PP tiene mejor resistencia al agua, resistencia a la corrosión química, resistencia a los ácidos y a los álcalis que el PE, lo que lo hace más adecuado para la producción de contenedores de productos químicos;

Mal comportamiento ante el envejecimiento: el PP se oxida y degrada fácilmente en un ambiente expuesto a la luz solar (ultravioleta, calor). Por lo tanto, no es adecuado para uso prolongado en exteriores. La producción de PP también requiere la participación de un catalizador, que sigue siendo el catalizador ZN mencionado anteriormente. Sin embargo, también han aparecido en el mercado productos de PP fabricados con catalizadores de metaloceno.

Al igual que el PE, el PP obtenido a partir de la polimerización del monómero de propileno se denomina polipropileno homopolimerizado; mientras que el polipropileno obtenido polimerizando con otros monómeros (normalmente etileno) se denomina polipropileno copolimerizado. La copolimerización se divide en copolimerización en bloques y reuniones aleatorias.

Según la disposición de los grupos metilo en el propileno, el PP se puede dividir en tres tipos: isotáctico, sindiotáctico y aleatorio. El polipropileno atáctico no puede cristalizar, por lo que su transparencia es la más alta entre los PP.

En rotomoldeo, la aplicación del PP no se ha ampliado, principalmente por las siguientes razones:

La temperatura de fragilización a baja temperatura es muy baja, lo que limita muchas aplicaciones;

La molienda de PP es difícil y debe realizarse en un ambiente de baja temperatura, lo que tampoco favorece el desarrollo de materias primas de moldeo rotacional de PP; para mejorar la resistencia del PP a las altas temperaturas y los rayos ultravioleta, es necesario agregar algunos aditivos especiales. agregarse al PP para mejorar su desempeño;

El rango de temperatura de procesamiento de PP adecuado es muy estrecho, lo que impone altos requisitos en el control del proceso. A pesar de estas condiciones desfavorables, considerando las ventajas del PP en cuanto a módulo elástico, resistencia a la corrosión química y transparencia, muchos proveedores también están trabajando arduamente para desarrollar el laminado de PP correspondiente. plásticos y ya los han comercializado, como el TPS-D lanzado por Total -0023 (tipo de alta transparencia) y el TPS-D-0026 (tipo mejorado de resistencia al impacto), etc.