영어 약어는 MDPE(Medium Density)입니다. 폴리에틸렌)
중밀도 폴리에틸렌(MDPE)은 합성 과정에서 알파올레핀을 공중합하여 밀도를 조절하여 제조됩니다.
연구개발 경험
1970년 미국에서 슬러리법으로 생산하였고, 생산 및 합성 공정은 LLDPE법을 채택하였다. 일반적으로 사용되는 알파올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, l-옥텐 등이며, 사용되는 올레핀의 양은 밀도에 영향을 미친다. 일반적으로 사용되는 올레핀의 양은 약 5%(질량 분율)이다.
분자 구조
평균적으로 MDPE 분자의 주 사슬에 있는 20개의 탄소 원자마다 13개의 메틸 분지 또는 1000개의 에틸 분지가 도입됩니다. 그 성능은 분지의 수와 길이에 따라 다릅니다. 공중합은 작은 결정 사이의 연결 사슬 수를 증가시킬 수 있습니다.
성능 특성 및 매개변수
MDPE는 환경 응력 균열 저항성과 장기 강도 유지가 특징입니다. MDPE는 상대 밀도가 0.926-0.953, 결정화도가 70%-80%, 평균 분자량이 200,000, 인장 강도가 8-24 MPa, 파단 신율이 50%-60%, 용융 온도가 126-135°C, 용융 흐름 속도가 0.1-35 g/10분, 열 변형 온도(0.46 MPa)가 49-74°C입니다.
사용
MDPE는 압출, 사출, 블로우 성형, 회전 성형, 분말 성형 등의 다양한 성형 방식으로 가공할 수 있습니다. 생산 공정 매개변수는 일반적인 MDPE와 유사합니다. HDPE LDPE를 주성분으로 하며, 파이프, 필름, 중공 용기 등에 널리 사용됩니다. 이 제품은 다양한 병의 고속 성형, 고속 자동 포장 필름, 각종 사출 성형 제품, 회전 성형 제품, 전선 및 케이블 코팅, 방수재, 수도관, 가스관 등에 사용됩니다.
처리 방법
고압법, 저압법, 중압법의 세 가지 유형으로 나뉜다. 고압법은 저밀도 폴리에틸렌을 생산하는 데 사용된다. 이 방법은 일찍 개발되었으며, 이 방법으로 생산된 폴리에틸렌은 전체 폴리에틸렌 생산량의 약 2/3를 차지한다. 그러나 생산 기술과 촉매의 개발로 인해 그 성장률은 저압법에 크게 뒤처졌다. 구현 방법 측면에서 저압법에는 슬러리법, 용액법, 기체상법이 있다. 슬러리법은 주로 고밀도 폴리에틸렌을 생산하는 데 사용되는 반면, 용액법과 기체상법은 고밀도 폴리에틸렌을 생산할 뿐만 아니라 공단량체를 첨가하여 중밀도 및 저밀도 폴리에틸렌을 생산할 수도 있다. 선형 저밀도 폴리에틸렌. 최근 몇 년 동안 다양한 저압 공정이 급속히 발전했습니다. 중압 방법은 여전히 필립스에서만 사용되며 주로 고밀도 폴리에틸렌을 생산합니다.
고압법은 산소나 과산화물을 개시제로 사용하여 에틸렌을 저밀도 폴리에틸렌으로 중합합니다. 3단계 압축 후, 에틸렌은 반응기에 들어가고(그림 100) 300-200MPa의 압력과 300-XNUMX°C의 온도에서 개시제의 작용 하에 폴리에틸렌으로 중합됩니다. 반응물은 감압으로 분리되고, 미반응 에틸렌은 회수되어 재활용됩니다. 용융된 폴리에틸렌은 다음을 첨가한 후 압출 및 과립화됩니다. 플라스틱 첨가제. (컬러 사진 참조)
사용된 중합 반응기는 관형 반응기(관 길이는 2000m에 달할 수 있음)와 케틀 반응기입니다. 관형 공정의 단일 패스 전환율은 20%~34%이고, 단일 라인의 연간 생산 용량은 100kt입니다. 케틀 공정의 단일 패스 전환율은 20%~25%이고, 단일 라인의 연간 생산 용량은 180kt입니다.
저압법은 슬러리법, 용액법, 기체상법의 세 가지 유형으로 나뉜다. 용액법을 제외하고 중합 압력은 2MPa 미만이다. 일반적인 단계에는 촉매 제조, 에틸렌 중합, 폴리머 분리 및 과립화가 포함된다.
- 슬러리 공정으로 생산된 폴리에틸렌은 용매에 녹지 않으며 슬러리 형태입니다. 슬러리 공정의 중합 조건은 온화하고 작동하기 쉽습니다. 알킬 알루미늄은 종종 활성제로 사용되고 수소는 분자량 조절제로 사용됩니다. 케틀 반응기가 종종 사용됩니다. 중합 케틀에서 나오는 폴리머 슬러리는 플래시 케틀과 가스-액체 분리기를 거쳐 분말 건조기로 이동한 다음 과립화됩니다(그림 4). 생산 공정에는 용매 회수 및 용매 정제와 같은 단계도 포함됩니다. 중합 케틀의 다양한 조합을 직렬 또는 병렬로 사용하면 분자량 분포가 다른 제품을 얻을 수 있습니다.
- 용액중합은 용매에서 진행하지만 에틸렌과 폴리에틸렌은 모두 용매에 용해되어 있으며 반응계는 균일한 용액입니다. 반응온도(≥140°C)와 압력(4-5MPa)이 비교적 높습니다. 특징은 중합시간이 짧고 생산강도가 높으며 고, 중, 고, 고순도의 제품을 생산할 수 있는 능력입니다. 저밀도 폴리에틸렌및 제품 특성을 더 잘 제어할 수 있습니다. 그러나 용액법으로 얻은 폴리머는 분자량이 낮고 분자량 분포가 좁으며 고형분 함량이 낮습니다.
- 가스상법: 에틸렌은 기체상태에서 중합되며, 유동층 반응기가 일반적으로 사용된다. 촉매에는 크롬과 티타늄의 두 가지 유형이 있다. 이들은 저장 탱크에서 베드에 정량적으로 첨가되고, 고속 에틸렌 순환은 베드의 유동화를 유지하고 중합 열을 제거하는 데 사용된다. 생성된 폴리에틸렌은 반응기 바닥에서 배출된다(그림 5). 반응기의 압력은 약 2MPa이고 온도는 85-100℃이다. 가스상법은 저밀도 폴리에틸렌의 생산 라인이다.
가장 중요한 방법인 기체상 방법은 용매 회수 및 폴리머 건조 공정을 없애고 용액법에 비해 투자비 15%, 운영비 10%를 절감합니다. 이는 기존 고압법의 투자비의 30%, 운영비의 1/6에 해당합니다. 따라서 빠르게 개발되었습니다. 그러나 기체상 방법은 제품 품질과 다양성 측면에서 더욱 개선되어야 합니다.
중압법은 실리카겔에 크롬 촉매를 담지하여 루프 반응기에서 중압 하에 에틸렌을 중합하여 고밀도 폴리에틸렌을 생산하는 방법입니다. 가공 및 응용은 블로우 성형, 압출, 사출 성형 등의 방법으로 가공할 수 있으며, 필름, 중공 제품, 섬유, 일용품 등의 제조에 널리 사용되고 있습니다. 실제 생산에서는 폴리에틸렌의 자외선 및 산화에 대한 안정성을 높이고 가공 및 사용 성능을 개선하기 위해 소량의 플라스틱 첨가제를 첨가해야 합니다. 일반적으로 사용되는 자외선 흡수제는 o-하이드록시벤조페논 또는 그 알콕시 유도체 등이며, 카본블랙은 우수한 자외선 차단제입니다. 또한 산화 방지제, 윤활제, 착색제 등을 첨가하여 폴리에틸렌의 적용 범위를 더욱 확대합니다.
중국 시장
중국 시장에서 중밀도 폴리에틸렌(MDPE)은 새로운 용어처럼 보이지만, 그 성능이 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 사이이기 때문에 HDPE의 강성을 유지할 뿐만 아니라 LDPE의 유연성과 크립 저항성을 가지고 있으며 두 가지의 장점을 결합합니다. 가스 분배 파이프, 수도 분배 파이프, 통신 및 케이블 덮개 제조에 절대적인 이점이 있어 점점 더 시장의 주목을 받고 있습니다. 고유한 성능으로 시장 지위 확립: MDPE는 환경 응력 균열에 대한 저항성, 용접성 및 긴 서비스 수명으로 인해 최근 몇 년 동안 빠르게 개발되었습니다. 사용량이 빠르게 증가했습니다. MDPE는 세계에서 통신 케이블 및 광섬유 케이블에 가장 적합한 덮개 재료로 간주됩니다.
해외에서는 MDPE의 개발이 LDPE와 동기화되어 진행되고 있습니다. 플라스틱 원료 및 HDPE 플라스틱 원료. Dow Chemical Co., Ltd.는 Insite 기술을 사용하여 강화된 PE 수지 DOW LEX2344 E를 성공적으로 개발했습니다. 이 수지는 매우 안정적인 MDPE, 에틸렌-옥텐 공중합체 수지이며, 특수 선형 에틸렌 주쇄와 옥텐 측쇄를 가지고 있으며, 우수한 인성과 뛰어난 장기 수압 저항성을 가지고 있습니다. Borealis는 다양한 MDPE 등급을 개발했으며, 이는 천연 가스 파이프, 식수 파이프, 발포 동축 케이블, 발포 절연 전화 보드, 통신 및 전력 케이블 덮개 생산에 널리 사용됩니다. 그 중 North Star의 바이모달 기술을 사용하여 생산된 PE100 수지는 직경 1600mm의 세계에서 가장 큰 파이프를 성공적으로 압출했습니다. 한국의 Samsung은 주로 화학 저장 탱크, 장난감, 오일 탱크 및 물 탱크에 사용되는 일련의 회전 성형 등급 MDPE 제품을 개발했습니다. 한국의 SK는 HDPE 장치에서 Mitsui와 Sclairtech 공정을 사용하여 회전 성형, 파이프 코팅, 사출 성형 및 와이어 드로잉 등급 MDPE 제품을 개발하기 위해 장점을 결합합니다. 유럽에서 MDPE는 가스 및 물 분배 압력 파이프 시장에서 지배적인 위치를 확립했습니다. 대구경 가스 분배 파이프(외경 100mm 이상), 가스 전송 파이프(외경 300mm 이상) 및 물 분배 파이프(외경 200mm 이상) 분야에서 MDPE는 금속 및 폴리 염화 비닐 영토. 물 분배 파이프만 놓고 보면 유럽의 연간 MDPE 소비량은 160,000만 톤입니다.
중국 연구개발의 속도는 가속화되어야 합니다. 중국 시장에서 MDPE 수지의 개발은 뒤처지고 있으며 시중에는 제품이 많지 않습니다. 대부분 케이블 덮개 제조업체는 다음을 사용할 수 있습니다. 혼합. Maoming Petrochemical과 Zhongyuan Ethylene Company가 도입한 풀 밀도 폴리에틸렌 생산 시설에는 파이프 소재 DGDA-2401 및 회전 성형용 DNDD-7152와 같은 MDPE 등급이 있지만 생산량이 매우 적습니다. EXXON Chemical Company의 Yanhua Company가 새롭게 도입한 200,000톤/년 LDPE 생산 단위에는 밀도 값이 117g/cm³에서 151g/cm³ 범위인 세 가지 MDPE 등급(157, 0.9280, 0.9355)이 있습니다. 두 가지 등급인 117과 151은 600톤의 제품을 생산했지만 제품 밀도가 낮고 공중합체 제품이 아닙니다. 환경 응력 균열 저항성이 낮고 가스 파이프와 같은 압력 파이프를 만드는 데 적합하지 않습니다. 상하이 석유화학 회사가 250,000년에 생산을 시작한 연간 2004만 톤의 폴리에틸렌 유닛은 Borealis Chemicals의 이중 모드 폴리에틸렌 기술을 사용하여 PE100 파이프용 특수 소재를 생산할 수 있지만 제품 등급 작업은 2004년까지 완료되지 않아 중국에서 사용하는 원자재는 여전히 수입해야 합니다. 시장 수요 잠재력은 상당합니다. 중국에서 MDPE가 사용되는 분야에는 전선 및 케이블 덮개 재료, 송수관, 매설 가스관, 농업 관개 호스(벨트) 등이 있으며 사용 수요가 증가하고 있습니다.
대부분 제조업체는 HDPE와 LDPE를 사용하여 MDPE 통신 케이블과 광 케이블 덮개 재료를 생산하며, 연간 생산량은 약 30,000톤입니다. 가스 파이프 재료는 우수한 용접성, 환경 응력 균열 저항성 및 균열 급속 전송 저항성이 필요하며 제조업체는 모두 수입 MDPE 원료를 사용합니다. 농업 관개 호스(벨트)도 MDPE의 적용 분야 중 하나입니다. 가격을 낮추고 생산 비용을 통제하기 위해 이러한 제조업체 중 일부만 수입 MDPE를 사용하고 대부분은 중국 LDPE와 LLDPE를 사용합니다. 일부 제조업체는 강성을 높이기 위해 소량의 HDPE를 혼합합니다. 세계 최고의 호스 릴 자동 스프링클러는 중국의 국가 상황에 적합한 스프링클러입니다. 기계에 감긴 PE 호스는 굽힘, 인장 응력 및 내부 수압을 견뎌야 할 뿐만 아니라 지면 마찰, 햇빛과 비, 더위와 추위의 교대 및 기타 결합 효과도 견뎌야 합니다. MDPE 파이프는 호스의 수명을 스프링클러와 동기화하기 위해 해외에서 개발되었습니다. 중국은 1980년대 중반에서 후반에 이런 종류의 스프링클러를 개발했습니다. 그러나 이에 맞는 고품질 MDPE 호스의 성공적인 개발에 대한 보고는 없으며, 시장 수요는 연간 약 20,000~30,000톤입니다. 서부 개발의 서동 가스 전송 및 서동 전력 전송 프로젝트 개발, 도시 천연 가스 전송 파이프라인, 도시 및 농촌 수도 및 가스 파이프라인 건설, 주요 농업 국가로서의 중국의 지위는 모두 PE 가족의 새로운 인기 제품인 MDPE와 그 제품에 밝은 미래를 그렸습니다. 그러나 중국 시장의 경우 중국 사용자는 합리적으로나 감정적으로 MDPE에 대한 이해가 매우 부족합니다. 그러나 MDPE 브랜드의 홍보와 개발을 증가시킴으로써 MDPE가 점차 사람들에게 인정받고 국가의 건설과 개발에 점점 더 뛰어난 기여를 할 것으로 믿어집니다.
