Какое сырье можно использовать в процессе ротационного формования?

В настоящее время обычное сырье для ротационного формования на рынке включает следующее::

Полиэтилен (ПЭ)

Полипропилен (ПП)

Нейлон (Пенсильвания)

Поливинилхлорид (ПВХ)

Поликарбонат (ПК)

Не все упомянутые выше пластмассы можно использовать для ротационного формования. Ротационное формование требует специально разработанных материалов. Основные требования включают в себя:

Легко измельчается (или легко хранится в жидком виде). Используя высокопроизводительные мельницы с нормальной температурой и мельницы с низкой температурой, мы уже можем перерабатывать широко используемые сырьевые материалы для ротационного формования, такие как полиэтилен и полипропилен, при этом затраты также постоянно снижаются.

Правильная ликвидность. Если взять в качестве примера широко используемое полиэтиленовое сырье, то диапазон индекса плавления (MI или MFI) марки обычно должен составлять от 2 до 10 (г/10 минут). Оптимальный диапазон индекса плавления составляет 3–6 (г/10 минут). ). Если индекс плавления слишком низок, продукт будет трудно сформировать; если индекс плавления слишком высок, физические свойства продукта уменьшатся.

Полиэтилен (ПЭ) сырье

Полиэтилен широко используется в процессах ротационного формования по определенной причине.:

ПЭ имеет широкий диапазон обработки и подходит для длительных высокотемпературных сред, что снижает требования к машинам для ротационного формования;

Во-вторых, при комнатной температуре полиэтилен не вступает в реакцию с водой, большинством жиров, кислотами и щелочами и имеет широкий спектр применения;

В-третьих, полиэтиленовое сырье имеет низкую стоимость и его легко продвигать.

Поскольку молекулярная структура полиэтилена слишком ориентирована, его эффективность в вертикальном направлении относительно слаба. Чтобы исправить эту ситуацию, в производство полиэтилена вводят сомономеры, улучшающие степень разветвления полиэтилена. Обычно используемые сомономеры включают бутен (C4), гексен (C6) и октен (C8). По мере увеличения числа атомов углерода длина разветвления в молекуле полиэтилена увеличивается, и многие свойства будут значительно улучшены макроскопически, такие как ударная вязкость, ударная вязкость и ESCR (устойчивость к воздействию окружающей среды), что относится к влиянию пластиковых изделий на долговечность. внешние силы, возможно повреждение) и т. д. Кроме того, с увеличением соотношения сомономеров общая плотность полиэтилена снижается.

С другой стороны, молекулярно-массовое распределение полиэтилена также влияет на его свойства. Полиэтилен представляет собой смесь молекулярных цепей различной длины. Вообще говоря, чем короче длина молекулярной цепи, тем лучше текучесть и выше индекс расплава; в противном случае индекс плавления снижается. Во-вторых, чем шире молекулярно-массовое распределение, тем легче перерабатывать сырье (поскольку низкомолекулярная часть может действовать как пластификатор), но эффективность продукта относительно слабая.

Основными факторами распределения молекулярной массы являются устройство для полимеризации полиэтилена и тип используемого катализатора.

Другим важным фактором является кристалличность полиэтилена. Кристаллизация – это процесс, при котором молекулярные цепи полиэтилена сворачиваются с образованием слоистых кристаллов, а затем кристаллизуются. Форма сферическая, поэтому его еще называют сферолитом. При определенном напряжении сферолиты эластичны и могут вернуться к своей первоначальной форме после уменьшения напряжения; но при определенной прочности сферолиты распадутся на волокна. Этот процесс необратим, и эта прочность является пределом текучести. Разница в кристалличности полиэтилена отразится на разнице плотности: чем выше кристалличность, тем выше плотность полиэтилена. В то же время увеличатся и физические свойства, такие как температура плавления и прочность на разрыв; аналогично, соответственно уменьшатся и некоторые свойства, такие как ESCR и т. д.

Под совокупным действием вышеперечисленных факторов линейный полиэтилен демонстрирует два ключевых показателя – индекс расплава и плотность.

Индекс плавления можно использовать для оценки текучести сырья. В общем, для определения индекса плавления часто используется стандарт Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) D-1238 или стандарт Организации по стандартизации (ISO) 1133. Существуют небольшие различия в условиях испытаний, указанных в двух стандартах, но в целом их можно просто сравнить. Условия испытаний: при температуре 190 градусов, под давлением груза 2,16 кг, вес сырья, выдавленного из тонкой трубки в течение 10 минут, единица измерения - грамм/10 минут (г/10мин).

Плотность универсальна и измеряется в условиях ASTM D1505 или ISO1183 в граммах на кубический сантиметр (г/см^3).

В то же время эти факторы определяют и другие физические свойства полиэтилена, такие как температура плавления, прочность на разрыв, удлинение при растяжении, модуль упругости и т. д.

Полипропиленовое (ПП) сырье

В структуре потребления синтетических смол полипропилен является наиболее распространенным сырьем после полиэтилена. По сравнению с полиэтиленом полипропилен имеет следующие характеристики::

Низкая плотность: плотность ПП составляет примерно 0,85–0,93, а плотность обычного полиэтилена – 0,91–0,98. Одна из причин заключается в том, что кристалличность ПП ниже, чем у ПЭ;

Хорошие механические свойства: прочность на разрыв и модуль упругости ПП обычно выше, чем у ПЭ. В настоящее время механические свойства модифицированного ПП могут быть даже сопоставимы со свойствами ПС (полистирола), и он широко используется в электронных приборах и автомобильной промышленности. Хорошие оптические свойства: по сравнению с ПЭ, ПП имеет гораздо более высокую прозрачность;

Высокая термостойкость: температура плавления ПП составляет около 160-170 градусов, что намного выше, чем у ПЭ 100-130 градусов. Следовательно, его можно использовать в условиях более высоких температур;

Устойчивость к низким температурам: ниже нуля ПП имеет низкую ударную вязкость и не пригоден для использования в условиях низких температур замерзания;

Хорошая переносимость: ПП обладает лучшей водостойкостью, стойкостью к химической коррозии, кислотоустойчивостью и щелочестойкостью, чем ПЭ, что делает его более подходящим для производства химической тары;

Плохие характеристики старения: ПП легко окисляется и разлагается в среде, подверженной воздействию солнечного света (ультрафиолетового излучения, тепла). Поэтому он не пригоден для длительного использования на открытом воздухе. Производство ПП также требует участия катализатора, которым все же является упомянутый ранее катализатор ЦН. Однако на рынке появились и изделия из ПП, полученные с использованием металлоценовых катализаторов.

Подобно ПЭ, ПП, полученный в результате полимеризации мономера пропилена, называется гомополимеризованным полипропиленом; тогда как полипропилен, полученный полимеризацией с другими мономерами (обычно этиленом), называется сополимеризованным полипропиленом. Сополимеризацию разделяют на блочную сополимеризацию и статистические сборы.

По расположению метильных групп в пропилене ПП можно разделить на три типа: изотактический, синдиотактический и случайный. Атактический полипропилен не может кристаллизоваться, поэтому его прозрачность самая высокая среди ПП.

При ротационном формовании применение ПП не получило широкого распространения, главным образом, по следующим причинам::

Температура низкотемпературного охрупчивания очень низкая, что ограничивает многие применения;

Измельчение ПП затруднено и его необходимо проводить в низкотемпературной среде, что также не способствует развитию сырья для ротационного формования ПП. Чтобы повысить устойчивость ПП к высоким температурам и ультрафиолетовым лучам, необходимо использовать некоторые специальные добавки быть добавлен в ПП для улучшения его производительности;

Подходящий диапазон температур обработки ПП очень узок, что предъявляет высокие требования к управлению процессом. Несмотря на эти неблагоприятные условия, учитывая преимущества ПП по модулю упругости, стойкости к химической коррозии и прозрачности, многие поставщики также усердно работают над разработкой соответствующего проката ПП. пластмассы и уже коммерциализировали их, например, TPS-D, выпущенный Total -0023 (тип с высокой прозрачностью) и TPS-D-0026 (тип с повышенной ударной вязкостью) и т. д.