Polypropyleen (pp)

Polypropyleen, afgekort als PP, is een polymeer dat wordt gevormd door de additiepolymerisatie van propyleen. Het is een wit, wasachtig materiaal met een transparante en lichte uitstraling. De chemische formule is (C₃H₆)n en de dichtheid bedraagt ​​0.89 tot 0.91 g/cm³. Het is brandbaar, met een smeltpunt van 164-170 °C. Het wordt zacht bij ongeveer 155 °C en heeft een bedrijfstemperatuurbereik van -30 tot 140 °C. Het is bestand tegen corrosie door zuren, basen, zoutoplossingen en diverse organische oplosmiddelen onder 80 °C en kan ontbinden bij hoge temperaturen en oxidatie. Polypropyleen is een thermoplastische kunsthars met uitstekende eigenschappen. Het is een kleurloze, doorschijnende, lichtgewicht thermoplastische kunststof voor algemeen gebruik met chemische bestendigheid, hittebestendigheid, elektrische isolatie, hoge mechanische sterkte en goede slijtvastheid. Het wordt veel gebruikt bij de productie van kleding, dekens en andere vezelproducten, medische apparatuur, auto's, fietsen, onderdelen, pijpleidingen, chemische containers, enz. Het wordt ook gebruikt in verpakkingen voor voedsel en medicijnen.

Op 27 oktober 2017 publiceerde het International Agency for Research on Cancer van de Wereldgezondheidsorganisatie een voorlopige lijst van kankerverwekkende stoffen ter referentie, en polypropyleen werd opgenomen in de lijst van kankerverwekkende stoffen van klasse 3.

Geschiedenis

Tijd	Ontwikkeling
1954	G. Natta was de eerste die propyleen polymeriseerde tot polypropyleen (met behulp van aluminium-titaanchloride als katalysator) en stelde de theorie van directionele polymerisatie vast, die de aandacht van mensen trok.
1957	Het Italiaanse Montecatini en het Amerikaanse Hecules hebben respectievelijk 6,000 ton/a en 9,000 ton/a polypropyleenproductiefaciliteiten opgezet.
Eind jaren 1960 tot midden jaren 1970	Polypropyleen heeft een periode van grote ontwikkeling doorgemaakt.
jaren 1980 tot heden	De productie van polypropyleen staat op de eerste plaats onder de synthetische harsen en staat nu op de tweede plaats na polyethyleen.
1962	China begon onderzoek te doen naar de productietechnologie van polypropyleen.
Sinds de 1980s	Polypropyleen ontwikkelt zich snel in China. China heeft een aantal geavanceerde technologieën en apparatuur voor de productie van polypropyleen geïntroduceerd en een aantal grote en middelgrote productiefaciliteiten voor polypropyleen opgezet in Yanshan, Yangzi, Liaoyang, enz. Er is ook een groot aantal kleinschalige productiefaciliteiten voor bulkpolypropyleen gebouwd in China. verschillende plaatsen, die een bepaalde rol hebben gespeeld bij het verlichten van de tegenstelling tussen vraag en aanbod. De aanzienlijke toename van de productieschaal heeft ertoe geleid dat de Chinese productie van polypropyleenhars een snelle ontwikkelingsfase is ingegaan.
2012	De Chinese PP-productiecapaciteit bereikte 12.967 miljoen ton.
2015	De Chinese PP-productiecapaciteit bedraagt ​​20.13 miljoen ton/jaar.

Fysische en chemische eigenschappen

1. Geurloos, smaakloos, niet-giftig. Het is de lichtste van de algemeen gebruikte harsen;

2. Uitstekende mechanische eigenschappen, waaronder treksterkte, druksterkte en hardheid, uitstekende stijfheid en weerstand tegen buigvermoeidheid. Het beweegbare scharnier van PP is bestand tegen meer dan 7x10 7 keer vouwen en buigen zonder schade, en de slagsterkte is slecht bij lage temperaturen. De treksterkte van PP is over het algemeen 21-39 MPa; de buigsterkte is 42-56 MPa, de druksterkte is 39-56 MPa, de rek bij breuk is 200% ~ 400%, de ingekerfde slagsterkte is 2.2-5 kJ/㎡, en de ingekerfde slagsterkte bij lage temperatuur is 1-2 kJ/ ㎡. Rockwell-hardheid R95~105.

3. Goede hittebestendigheid, continue gebruikstemperatuur kan 110-120 ℃ bereiken.

4. Goede chemische stabiliteit. Het reageert niet met de meeste chemicaliën, behalve met sterke oxidatiemiddelen. Oplosmiddelen kunnen PP niet oplossen bij kamertemperatuur. Slechts enkele gehalogeneerde verbindingen, aromatische koolwaterstoffen en alifatische koolwaterstoffen met een hoog kookpunt kunnen het doen opzwellen. Het heeft een uitstekende waterbestendigheid.

5. Uitstekende elektrische eigenschappen, goede weerstand tegen hoogfrequente elektrische isolatie en goede elektrische isolatie in vochtige omgevingen;

6. Omdat er veel tertiaire koolstofatomen met methylgroepen in de hoofdketen van PP zitten, wordt de waterstof op de tertiaire koolstofatomen gemakkelijk aangevallen door zuurstof. Daarom heeft PP een slechte weersbestendigheid en moeten er antioxidanten of UV-absorbers worden toegevoegd.

7. Muizen werden 1 tot 5 keer toegediend met een dosis van 8 g/kg en er traden geen duidelijke vergiftigingsverschijnselen op. Ratten inhaleerden de ontledingsproducten van polypropyleen dat 210 keer was verwarmd tot 220-30 ℃, elke keer gedurende 2 uur, en ontwikkelden symptomen van irritatie aan het oogslijmvlies en de bovenste luchtwegen. Net als bij polyethyleen mogen de gerecycleerde producten niet worden gebruikt om voedsel in te bewaren.

Het Productieproces

Polypropyleenhars is een van de vier algemeen gebruikte thermoplastische harsen (polyethyleen, polyvinylchloride , polypropyleen en polystyreen ). Het wordt geproduceerd door middel van een polymerisatiereactie met propyleen als grondstof en ethyleen als comonomeer.

De procesmethoden die wereldwijd worden gebruikt om polypropyleen te produceren, zijn hoofdzakelijk onderverdeeld in de volgende categorieën: oplosmiddelmethode, oplossingsmethode, vloeistoffase-bulkmethode (inclusief vloeistoffase- en gasfase-combinatiemethode) en gasfase-bulkmethode. De kenmerken van elk proces worden als volgt kort beschreven:

Polymerisatie van oplosmiddelen

De oplosmiddelmethode (ook bekend als de slurrymethode of moddermethode, slurrymethode) was het eerste toegepaste productieproces voor polypropyleen. Vanwege de stappen voor het verwijderen van ontassing en het terugwinnen van oplosmiddel is het proces echter lang en ingewikkeld. Met de vooruitgang van de katalysatoronderzoekstechnologie is de oplosmiddelmethode sinds de jaren tachtig gestagneerd en geleidelijk vervangen door de vloeistoffase-bulkmethode.

Proceskenmerken: (1) Propyleenmonomeer wordt opgelost in een inert vloeibaar oplosmiddel (zoals hexaan) en oplosmiddelpolymerisatie wordt uitgevoerd onder invloed van een katalysator. Het polymeer wordt in de vorm van vaste deeltjes in het oplosmiddel gesuspendeerd en er wordt een geroerde reactor van het keteltype gebruikt; (2) Er zijn stappen voor ontassing en terugwinning van oplosmiddelen. Het proces is lang en complex, de investeringen in apparatuur zijn groot en het energieverbruik is hoog. De productie is echter eenvoudig te controleren en de productkwaliteit is goed; (3) De polypropyleendeeltjes worden gescheiden door centrifugaalfiltratie en vervolgens gedroogd door koken aan de lucht en geëxtrudeerd tot korrels.

Oplossingspolymerisatie

Proceskenmerken: (1) Gebruik koolwaterstoffen met een hoog kookpunt en een rechte keten als oplosmiddelen, werk bij een temperatuur hoger dan het smeltpunt van polypropyleen, en het resulterende polymeer wordt volledig opgelost in het oplosmiddel en gelijkmatig verdeeld; (2) De gasstripmethode bij hoge temperatuur verdampt en verwijdert het oplosmiddel om gesmolten polypropyleen te verkrijgen, dat vervolgens wordt geëxtrudeerd en gegranuleerd om pelletproducten te verkrijgen; (3) De enige fabrikant is Kodak in de Verenigde Staten.

Bulkmethode in vloeibare fase

Het vloeibaar-gas gecombineerde vloeistoffase-bulkpolypropyleenproductieproces is een nieuw proces dat is ontwikkeld in de midden- en late stadia van de polypropyleenproductie. Dit productieproces werd zeven jaar na de start van de industriële productie van polypropyleen in 1957 geïntroduceerd.

Het bulkproces in de vloeibare fase wordt gebruikt om polypropyleen te produceren. De katalysator wordt direct gedispergeerd in vloeibaar propeen zonder toevoeging van andere oplosmiddelen aan het reactiesysteem om een ​​bulkpolymerisatiereactie van propeen in de vloeibare fase uit te voeren. Het polymeer slaat continu neer uit propeen in de vloeibare fase en wordt in de vorm van fijne deeltjes in propeen in de vloeibare fase gesuspendeerd. Naarmate de reactietijd toeneemt, neemt de concentratie van polymeerdeeltjes in het propeen in de vloeibare fase toe. Wanneer de conversiesnelheid van propyleen een bepaald niveau bereikt, wordt het niet-gepolymeriseerde propyleenmonomeer teruggewonnen door snelle verdamping, waardoor een poedervormig polypropyleenproduct wordt verkregen. Dit is een relatief eenvoudige en geavanceerde industriële productiemethode voor polypropyleen. Het bulkproces in de vloeibare fase vertegenwoordigt een nieuwe technologie en een nieuw niveau in de internationale productie van polypropyleen in de jaren tachtig.

Proceskenmerken: (1) Er wordt geen oplosmiddel aan het systeem toegevoegd, propyleenmonomeer wordt in de vloeistoffase in bulk gepolymeriseerd in een tankreactor, en ethyleen en propyleen worden in de gasfase gecopolymeriseerd in een wervelbedreactor; (2) Het proces is eenvoudig, met minder apparatuur, minder investeringen en een laag stroomverbruik en lage productiekosten; (3) Homopolymerisatie maakt gebruik van een geroerde tankreactor (Hypol-proces) of een lusreactor (Spheripol-proces), en willekeurige copolymerisatie en blokcopolymerisatie worden beide uitgevoerd in een geroerd wervelbed.

Een typisch voorbeeld van een bulkproces in de vloeibare fase is het Spherizone-bulkproces in de vloeibare fase van BASELL. Spherizone is een gasfasecirculatietechnologie die Ziegler-Natta-katalysatoren gebruikt om polymeren te produceren die hun taaiheid en verwerkingseigenschappen behouden, terwijl ze een hoge kristalliniteit, stijfheid en meer uniformiteit hebben. Het kan zeer uniforme multi-monomeerharsen of bimodale homopolymeren in één enkele reactor produceren. De Spherizone-cyclusreactie heeft twee onderling verbonden zones, en verschillende zones spelen de rol van gasfase- en vloeistoffase-lusreactoren in andere processen. Deze twee zones kunnen harsen produceren met verschillende relatieve molecuulgewichten of verdelingen van de monomeersamenstelling, waardoor het prestatiebereik van polypropyleen wordt vergroot.

De kernuitrusting van dit proces is het MZCR-reactor R 230-systeem (Multi-Zone Circulatie Reactor Systeem). De reactor bestaat uit twee delen: een stijgbuis en een daalbuis. In de stijgbuis wordt het polymeer door het reactiegas naar boven geblazen om fluïdisatie te vormen, en naar het bovenste deel van de daalpijp gestuurd om door de cycloonscheider te gaan, en het poeder wordt opgevangen in de daalpijp. Het reactiegas wordt door een centrifugaalcompressor door een externe pijpleiding gecirculeerd, en de reactiewarmte wordt verwijderd door een circulatiekoeler op de externe circulatiepijpleiding. Het reactorproduct wordt afgevoerd via een klep die onderaan de valpijp is geïnstalleerd. Nadat het afgevoerde poeder bij hoge en lage druk is ontgast, wordt het direct gestoomd en gedroogd om een ​​poederproduct te verkrijgen bij de productie van homopolymeren en willekeurige copolymeren. Bij de productie van slagvaste producten wordt het poeder na ontgassing onder hoge druk afgevoerd naar een gasfase wervelbedreactor. Deze reactor maakt nog steeds gebruik van het Spheripol II-gasfasereactorsysteem. De copolymerisatiereactor is een verticale cilindrische container met bolvormige koppen aan de boven- en onderkant en een wervelbed aan de onderkant. Het belangrijkste materiaal is roestvrij staal en het binnenoppervlak is gepolijst.

De huidige maximale productiecapaciteit van dit proces met één lijn bedraagt ​​450,000 ton/jaar. Het ethyleengehalte van de MZCR-impactcopolymeerproducten (multizonecirculatiereactor) kan oplopen tot 22% (rubbergehalte groter dan 40%), en terpolymeerproducten die ethyleen en 1-buteen bevatten, kunnen ook worden geproduceerd.

Bulkmethode in gasfase

Proceskenmerken: (1) Er wordt geen oplosmiddel in het systeem geïntroduceerd en propyleenmonomeer wordt gepolymeriseerd in de gasfase in de reactor; (2) Het proces is kort, de apparatuur is klein, de productie is veilig en de productiekosten zijn laag; (3) De polymerisatiereactor omvat een gefluïdiseerd bed, een verticaal geroerd bed en een horizontaal geroerd bed.

Een typisch voorbeeld van de gasfase-bulkmethode is het Unipol-gasfaseproces van DOW Chemical Company. Het Unipol-polypropyleenproces in de gasfase is een polypropyleenproces in de gasfase, ontwikkeld door Union Carbide Corporation (UCCP) en Shell in de jaren tachtig. Het is een succesvolle transplantatie van het wervelbedproces dat wordt gebruikt bij de productie van polyethyleen naar de productie van polypropyleen. Het proces maakt gebruik van een zeer efficiënt katalysatorsysteem, waarbij de hoofdkatalysator een zeer efficiënte dragerkatalysator is en de co-katalysator triethylaluminium en een elektronendonor is.

Het UNIPOL-proces is eenvoudig, flexibel, economisch en veilig. Het kan met slechts een kleine hoeveelheid apparatuur een volledig assortiment producten produceren, waaronder homopolymeren, willekeurige copolymeren en impactcopolymeren. De bedrijfsomstandigheden kunnen binnen een groot werkingsbereik worden aangepast om uniforme productprestaties te behouden. De kleine hoeveelheid gebruikte apparatuur vermindert de onderhoudswerklast en verbetert de betrouwbaarheid van het apparaat. Vanwege de beperkingen van de wervelbedreactiekinetiek zelf en de lage werkdruk die de opslagcapaciteit van materialen in het systeem vermindert, is het proces veiliger uit te voeren dan andere processen en is er geen risico op overdruk van de apparatuur in geval van een ongeval .

Bij dit proces komt geen vloeibaar afval vrij en komen er zeer weinig koolwaterstoffen in de atmosfeer terecht, waardoor de impact op het milieu zeer klein is. Vergeleken met andere processen is dit proces eenvoudiger om te voldoen aan verschillende strenge milieu-, gezondheids- en veiligheidsvoorschriften. Een ander opvallend kenmerk van dit proces is dat het gebruikt kan worden in combinatie met supergecondenseerde toestand, namelijk het zogenaamde supergecondenseerde gasfase-fluïdiseerdbedproces (SCM). Deze technologie kan de bestaande productiecapaciteit met 200% vergroten door het aandeel vloeibare fase in de reactor te vergroten tot 45%. Omdat het vloeistofgehalte niet de fundamentele factor is voor de instabiliteit van het gefluïdiseerde bed en de vorming van polymeeragglomeraten, zijn de belangrijkste operationele variabelen van deze technologie de dichtheid van het geëxpandeerde bed en de verhouding van de geëxpandeerde bulkdichtheid tot de bezonken bulkdichtheid. . Omdat supergecondenseerde werking de reactiewarmte het meest effectief kan afvoeren, kan de productiecapaciteit van de reactor ruim twee keer zo groot worden gemaakt zonder dat het volume toeneemt, wat erg belangrijk is voor investeringsbesparingen. Het ethyleengehalte van het slagvaste copolymeerproduct kan oplopen tot 2% (rubbergehalte groter dan 17%).

De kernuitrusting van dit proces is de wervelbedreactor in de gasfase, de circulerende gascompressor, de circulerende gaskoeler en de extrusiegranulatie-eenheid. De wervelbedreactor is een holle container met bovenaan een expansiegedeelte en onderaan een verdeler. De werkdruk van de eerste reactor is 3.5 MPaG en de temperatuur is 67°C. De werkdruk van de tweede reactor is 2.1 MPaG en de temperatuur is 70°C. De circulerende gascompressor is een eentraps centrifugaalcompressor met constante snelheid.

Polypropyleen modificatie

Gezien de geringe slagvastheid van polypropyleen bij lage temperaturen, de slechte weerbestendigheid, de beperkte mogelijkheden voor oppervlaktebehandeling en de kloof tussen de elektrische, magnetische, optische, thermische en verbrandingseigenschappen en de daadwerkelijke behoeften, is polypropyleenmodificatie uitgegroeid tot het meest actieve en veelbelovende onderzoeksgebied binnen de huidige ontwikkeling van kunststofverwerking.

PP chemische modificatie

Door copolymerisatiemodificatie, verknopingsmodificatie, entmodificatie, het toevoegen van kiemvormende middelen, enz., kunnen de polymeercomponenten en de macromoleculaire structuur of kristalconfiguratie van polypropyleen worden veranderd om de mechanische eigenschappen, hittebestendigheid, verouderingsbestendigheid en andere eigenschappen ervan te verbeteren, de eigenschappen ervan te verbeteren. uitgebreide prestaties en breidt het toepassingsgebied uit.

1. Copolymerisatiemodificatie

Copolymerisatiemodificatie is een modificatie die wordt uitgevoerd tijdens de synthesefase van propyleenmonomeer met behulp van katalysatoren zoals metalloceen. Wanneer het monomeer wordt gepolymeriseerd, copolymeriseert het toegevoegde olefinemonomeer ermee om willekeurige copolymeren, blokcopolymeren en alternerende copolymeren te verkrijgen. De mechanische eigenschappen, transparantie en verwerkingsvloeibaarheid van homopolymeer PP zijn verbeterd. Het complex gevormd door de metalloceenkatalysator gebruikt een onregelmatig gevormde overgangstoestand met bepaalde beperkingen als een enkel actief centrum om nauwkeurige controle te bereiken over de relatieve molecuulmassa en de verdeling ervan, het gehalte aan het copolymeermonomeer, de verdeling over de hoofdketen en de kristalstructuur van het polymeer.

2. Transplantaatmodificatie

PP (polypropyleen) harsmoleculen zijn niet-polaire, kristallijne, lineaire structuren met een lage oppervlakteactiviteit en geen polariteit. Dit brengt nadelen met zich mee, zoals een slechte bedrukbaarheid van het oppervlak, een slechte hechting van de coating, moeilijkheden bij het mengen met polaire polymeren en incompatibiliteit met polaire versterkende vezels en vulstoffen. Entingsmodificatie is het introduceren van polaire groepen in de macromoleculaire keten om de mengbaarheid, compatibiliteit en hechting van PP te verbeteren en zo de nadelen van moeilijke mengbaarheid, compatibiliteit en hechting te overwinnen. Onder invloed van een initiator ondergaat het entmonomeer een entingsreactie tijdens het smelten en mengen. De initiator ontleedt bij verhitting en smelten tot actieve vrije radicalen. Wanneer de actieve vrije radicalen onverzadigde carbonzuurmonomeren tegenkomen, worden de onstabiele bindingen van de onverzadigde carbonzuurmonomeren geopend en reageren ze met de actieve vrije radicalen van PP tot entvrije radicalen, die vervolgens worden beëindigd door moleculaire ketenoverdrachtsreacties. Gangbare entingsmethoden voor PP zijn onder andere: smeltmethode, oplossingsmethode, vastefasemethode en suspensiemethode. Na enting worden de waterstofatomen in de PP-molecuulketen vervangen, waardoor het materiaal polairder wordt. Deze polaire groepen verbeteren de compatibiliteit van PP en verhogen de hittebestendigheid en mechanische eigenschappen aanzienlijk.

3. Verknopingsmodificatie

Bij verknopingsmodificatie gaat het hoofdzakelijk om het modificeren van lineaire of vertakte polymeren tot netwerkgestructureerde polymeren door middel van verknoping. Verknopingsmodificatie van PP (polypropyleen) kan de mechanische eigenschappen, hittebestendigheid en morfologische stabiliteit ervan verbeteren en de vormcyclus verkorten. De belangrijkste methoden voor het verknopen van polypropyleen zijn chemische verknopingsmodificatie en stralingsvernettingsmodificatie. De belangrijkste verschillen tussen beide zijn verschillende verknopingsmechanismen en actieve bronnen. Chemische modificatie van verknoping wordt bereikt door het toevoegen van verknopingshulpmiddelen, en modificatie van verknoping door straling wordt voornamelijk bereikt door sterke straling of sterk licht. Vanwege de dikte-eisen van stralingsvernettingsmodificatie op PP is deze methode moeilijk populair te maken. Momenteel heeft de silaan-enten-verknopingsmethode zich snel ontwikkeld omdat deze materialen met uitstekende prestaties kan bereiden. Het PP geproduceerd door de silaan-enten-verknopingsmethode heeft een hoge sterkte, goede hittebestendigheid, hoge smeltsterkte, sterke chemische stabiliteit en goede corrosieweerstand.

PP fysieke modificatie

Tijdens het meng- en kneedproces worden organische of anorganische additieven aan de PP (polypropyleen) matrix toegevoegd om PP-composietmaterialen met uitstekende prestaties te verkrijgen, voornamelijk inclusief: vulmodificatie, mengmodificatie, enz.

(1) Wijziging van het vullen

Tijdens het PP-vormproces worden vulstoffen zoals silicaat, calciumcarbonaat, silica, cellulose en glasvezel aan het polymeer toegevoegd om de hittebestendigheid van PP te verbeteren, de kosten te verlagen, de stijfheid te vergroten en de vormkrimp te verminderen, maar de slagsterkte en de verlenging van PP zal ook afnemen. Glasvezel is een anorganische, niet-metalen snorharen met uitstekende prestaties. Het is laag in prijs, goed in isolatie, sterk in hittebestendigheid, goed in corrosieweerstand en hoog in mechanische sterkte. Het wordt veel gebruikt. De prestaties van PP gemodificeerd door glasvezelvulling zijn aanzienlijk verbeterd. Wanneer de glasvezeltoevoeging echter ongeveer 30% bereikt, kunnen de mechanische eigenschappen van het materiaal aanzienlijk worden verbeterd. Als de toegevoegde hoeveelheid te groot is, zal een deel van de glasvezel niet volledig geïmpregneerd zijn, wat de hechtingsprestaties van het grensvlak tussen de polymeermatrix en de glasvezel zal verslechteren, wat resulteert in een afname van de mechanische sterkte van het composietmateriaal. Naarmate de hoeveelheid toegevoegde glasvezel toeneemt, neemt bovendien de vloeibaarheid van het composietmateriaal af, wat resulteert in problemen bij de uitvoering van het PP-vormproces.

(2) Mengmodificatie

De modificatiemethode bestaat uit het mengen van PP (polypropyleen) met polyethyleen, technische kunststoffen , thermoplastische elastomeren of rubber om de eigenschappen van PP te verbeteren. Het mengproces wordt uitgevoerd in verwerkingsapparatuur zoals interne mengers, open mengers, extruders, enz. Het proces is eenvoudig te controleren, heeft een korte productiecyclus en lage kosten. Het kan de kleurbaarheid, verwerkbaarheid, antistatische eigenschappen, slagvastheid en andere eigenschappen van PP verbeteren. Door het mengen van polymeren kunnen de uitstekende eigenschappen van elk component worden gecombineerd en de tekortkomingen in de prestaties van elk component worden gecompenseerd. De algehele prestaties van het mengsel worden aanzienlijk verbeterd, maar de lage temperatuurbestendigheid en verouderingsbestendigheid van het gemodificeerde PP zijn nog niet optimaal. Tijdens het mengproces kan schuifkracht ervoor zorgen dat een deel van de macromoleculaire keten wordt afgebroken, waardoor vrije radicalen ontstaan ​​en geënte of blokcopolymeren worden gevormd. Deze nieuwe copolymeren kunnen ook het volume van PP effectief vergroten.

PP-modificatietechnologie heeft de mechanische eigenschappen van composietmaterialen aanzienlijk verbeterd, het toepassingsgebied van PP aanzienlijk uitgebreid, de kosteneffectiviteit van producten verbeterd, het engineeringproces van PP bevorderd en de toepassing van PP van algemene kunststoffen naar technische kunststoffen aanzienlijk uitgebreid. verbreding van het toepassingsbereik. De afgelopen jaren is het onderzoek naar en de ontwikkeling van PP-modificatietechnologie snel gegaan en zijn er steeds meer nieuwe technologieën toegepast op PP-modificatie. De uitgebreide prestaties van PP zijn aanzienlijk verbeterd en het toepassingsgebied is voortdurend uitgebreid. De ontwikkelingsperspectieven zijn zeer breed.

(3) Verbeteringswijziging

Het toevoegen van vezelachtige materialen aan kunststoffen kan de sterkte van kunststofmaterialen aanzienlijk vergroten, daarom wordt dit versterkingsmodificatie genoemd. Materialen met een grote diameter-dikteverhouding kunnen de buigmodulus (stijfheid) van kunststofmaterialen aanzienlijk verhogen, wat ook wel versterkingsmodificatie kan worden genoemd.

De versterkende materialen die worden gebruikt bij de versterkingsmodificatie van PP (polypropyleen) zijn voornamelijk glasvezels en hun producten, naast koolstofvezels, organische vezels, boorvezels, snorharen, enz. In glasvezelversterkt PP zijn de meest gebruikte glasvezels alkalivrije glasvezels en medium-alkaliglasvezels, waarvan de meeste alkalivrije glasvezels worden gebruikt. De diameter van de glasvezel wordt geregeld in het bereik van 6 tot 15 μm, en de lengte van de glasvezel moet gegarandeerd 0.25 tot 0.76 mm zijn, zodat de prestaties van het product kunnen worden gegarandeerd en de glasvezel kan worden goed verspreid. Algemeen wordt aangenomen dat het modificatie-effect alleen kan worden bereikt als de lengte van de glasvezel in het product groter is dan 0.2 mm. Het glasvezelgehalte (massafractie) ligt bij voorkeur tussen 10% en 30%, en de prestatie neemt af wanneer deze de 40% overschrijdt. Bovendien kan de toevoeging van organische silaankoppelingsmiddelen een goed grensvlak vormen tussen de glasvezel en PP, waardoor de buigmodulus, de hardheid, de vervormingstemperatuur bij belasting en vooral de dimensionele stabiliteit van het composietsysteem worden verbeterd.

Omdat met glasvezel versterkt PP de mechanische sterkte en hittebestendigheid kan verbeteren en een goede weerstand tegen waterdamp, chemische corrosie en kruipweerstand heeft, kan het in veel gevallen als technisch plastic worden gebruikt, zoals bij ventilatorbladen, verwarmingsroosters, waaierpompen, lampenkappen, elektrische ovens en verwarmingsschalen, enz.

Terwijl het productievolume van polypropyleen snel groeit, worden de prestaties ook voortdurend geïnnoveerd, waardoor de toepassingsbreedte en -diepte voortdurend veranderen. De afgelopen jaren zijn er enkele nieuwe polypropyleenvariëteiten met meer unieke eigenschappen geïntroduceerd, zoals transparant polypropyleen en polypropyleen met hoge smeltsterkte, hetzij door verbeteringen in de polymerisatiereactie of door maatregelen die zijn genomen tijdens granulatie na polymerisatie.

Transparante wijziging

De kristallisatie van PP (polypropyleen) is de belangrijkste oorzaak van opaciteit. Door de kristallisatieneiging van PP snel te bevriezen kan een transparante film worden verkregen. Bij producten met een bepaalde wanddikte kan de kernlaag echter niet snel worden gekoeld en ingevroren, omdat warmtegeleiding tijd kost. Daarom kunnen we voor producten met een bepaalde dikte niet verwachten dat de transparantie wordt verbeterd door snelle afkoeling. We moeten uitgaan van de kristallisatiewet van PP en de beïnvloedende factoren.

Gemodificeerd PP, verkregen via bepaalde technische methoden, kan een uitstekende transparantie en oppervlakteglans hebben en zelfs vergelijkbaar zijn met typische transparante kunststoffen (zoals PET, PVC, PS , enz.). Transparant PP heeft als voordeel dat het een hoge warmtevervormingstemperatuur heeft, die over het algemeen hoger is dan 110 °C en in sommige gevallen zelfs 135 °C kan bereiken, terwijl de warmtevervormingstemperaturen van de drie bovengenoemde transparante kunststoffen allemaal lager zijn dan 90 °C. Dankzij deze duidelijke prestatievoordelen heeft transparant PP zich de afgelopen jaren wereldwijd snel ontwikkeld en worden er toepassingen gevonden in uiteenlopende sectoren, van huishoudelijke artikelen tot medische hulpmiddelen, van verpakkingen tot hittebestendig keukengerei (voor gebruik in de magnetron).

De transparantie van PP kan op de volgende drie manieren worden verbeterd:

• Gebruik een metalloceenkatalysator om transparant PP te polymeriseren;
• Verkrijg transparante PP door willekeurige copolymerisatie;
• Het toevoegen van een transparante modificator (voornamelijk een kiemvormer) aan gewoon polypropyleen verbetert de transparantie ervan.

Polypropyleen met hoge smeltsterkte

Een van de nadelen van polypropyleen is de lage smeltsterkte en de slechte weerstand tegen doorzakken. Amorfe polymeren (zoals ABS en PS) vertonen doorgaans een rubberachtig elastisch gedrag over een breed temperatuurbereik, terwijl semi-kristallijn polypropyleen dit niet doet. Dit nadeel maakt polypropyleen ongeschikt voor thermovormen over een breed temperatuurbereik. Het verwekingspunt en het smeltpunt liggen zeer dicht bij elkaar. Zodra het smeltpunt is bereikt, daalt de smeltviscositeit sterk en neemt ook de smeltsterkte aanzienlijk af. Dit leidt tot problemen zoals een ongelijke wanddikte van het product en het instorten van de geëxtrudeerde schuimcellen tijdens het thermovormen, wat de toepassingsmogelijkheden van polypropyleen in sommige opzichten sterk beperkt. Polypropyleen met een hoge smeltsterkte (HMSPP) is polypropyleen waarvan de smeltsterkte niet erg gevoelig is voor temperatuur en smeltstroom, en heeft veelbelovende ontwikkelings- en toepassingsmogelijkheden.

HMSPP is een hars die polypropyleen met lange keten bevat, dat tijdens de post-polymerisatie wordt geënt. De smeltsterkte van dit homopolymeer is 9 keer die van gewoon polypropyleenhomopolymeer met vergelijkbare vloei-eigenschappen. Wanneer de dichtheid en de smeltstroomsnelheid vergelijkbaar zijn, zijn de vloeigrens, buigmodulus, warmtevervormingstemperatuur en smeltpunt van HMSPP hoger dan die van gewoon polypropyleen, maar de gekerfde slagsterkte is lager dan die van gewoon polypropyleen.

Een ander kenmerk van HMSPP is dat het een hogere kristallisatietemperatuur en een kortere kristallisatietijd heeft, waardoor thermogevormde onderdelen bij een hogere temperatuur uit de vorm kunnen worden gehaald, waardoor de vormcyclus wordt verkort en het mogelijk wordt om containers te produceren met een grotere rekverhouding en dunnere wanden aan de onderkant. gewone thermovormapparatuur.

Bij een constante reksnelheid begint de smeltstroomspanning van HMSPP geleidelijk toe te nemen en vervolgens exponentieel toe te nemen, wat een duidelijk rekverhardingsgedrag vertoont. Wanneer spanning optreedt, neemt de trekviscositeit van gewoon polypropyleen af, terwijl die van HMSPP stabiel blijft. Het rekverhardende vermogen van HMSPP kan ervoor zorgen dat het een uniforme vervorming behoudt tijdens het strekken in de vorm, terwijl gewoon PP altijd begint te vervormen vanaf het zwakste of heetste deel van de structuur wanneer het wordt uitgerekt, wat resulteert in verschillende defecten in het product of zelfs het niet vormen ervan.

Momenteel zijn er twee hoofdmethoden voor de bereiding van HMSPP: de ene is het modificeren van polypropyleen met andere verbindingen door reactie, en de andere is het modificeren van polypropyleen met andere polymeren door middel van mengen. De specifieke implementatiemethoden omvatten voornamelijk de stralingsmethode, de reactie-extrusiemethode en de entmethode die tijdens de polymerisatie wordt geïnitieerd. Bij het bereiden van HMSPP zijn er twee grote problemen: de afbraak en gelvorming van polypropyleen, en de concurrentie tussen polymeerenting en monomeerhomopolymerisatie, en de concurrentie tussen het verbreken van de β-binding en het verknopen en vertakken van de hoofdketen van het polymeer. De belangrijkste factor die de smeltsterkte van polymeer beïnvloedt, is de moleculaire structuur. In het geval van polypropyleen wordt de smeltsterkte bepaald door de relatieve molecuulmassa en de verdeling ervan, en door de vraag of het een vertakte structuur heeft. In het algemeen geldt: hoe groter de relatieve molecuulmassa en hoe breder de relatieve molecuulmassaverdeling, hoe groter de smeltsterkte ervan. Takken met een lange keten kunnen de smeltsterkte van geënt polypropyleen aanzienlijk verbeteren.

De speciale HMSPP-hars lost het probleem op dat gewoon polypropyleen moeilijk thermovormbaar is. Het kan worden gebruikt voor het vormen van dunwandige containers met een grote rekverhouding op gewone thermovormapparatuur. Het heeft een breed verwerkingstemperatuurbereik, is gemakkelijk te beheersen en heeft een uniforme wanddikte van de container. Het kan worden gebruikt voor het maken van magnetronvoedselcontainers en stoom- en sterilisatiecontainers op hoge temperatuur. Gewoon polypropyleen gemengd met HMSPP heeft een hogere verwerkingstemperatuur en verwerkingssnelheid dan puur gewoon polypropyleen, en de transparantie van de gemaakte film is ook beter dan die van gewoon polypropyleen. Dit komt voornamelijk omdat HMSPP de kenmerken heeft van verharding door trekspanning, en de lange ketenvertakkingen het effect hebben van het verfijnen van de kristalkern.

Het rekhardingsgedrag van HMSPP is de sleutelfactor bij het bereiken van hoge rekverhoudingen en hoge coatingsnelheden. Met HMSPP kunnen hogere coatingsnelheden en dunnere coatingdiktes worden bereikt. HMSPP heeft een hogere smeltsterkte en trekviscositeit, en de trekviscositeit neemt toe met toenemende schuifspanning en tijd. Het rekverhardingsgedrag bevordert de stabiele groei van de poriën, remt de vernietiging van de wanden van de microporiën en opent de mogelijkheid van extrusieschuim van polypropyleen.

Hoewel het onderzoek naar polypropyleen met hoge smeltsterkte pas eind jaren tachtig begon, worden de diverse uitstekende eigenschappen, redelijke prijsvoordelen en het brede scala aan toepassingen ervan wereldwijd erkend. Het heeft een trend waarbij traditionele PS en ABS geleidelijk worden vervangen en zich ontwikkelt tot technische kunststoffen, en de ontwikkelings- en gebruiksvooruitzichten zijn breed.

Polypropyleen is een van de belangrijkste kunststoffen voor algemeen gebruik. Het is de snelst groeiende variëteit, zowel qua absolute hoeveelheid als qua breedte en diepgang van de toepassingen. Als gemodificeerde kunststofindustrie liggen de hoge kosteneffectiviteit, multifunctionaliteit en engineering van polypropyleen altijd belangrijke taken voor de boeg.

Toepassingen

Gebruikstoewijzing

Spuitgietproducten vertegenwoordigen 50% van het totale verbruik in Europa en de Verenigde Staten en worden voornamelijk gebruikt voor auto- en elektrische apparatenonderdelen, diverse verpakkingen, meubels, verpakkingsmaterialen en medische apparatuur, enz. Folies vertegenwoordigen 8% tot 15%, polypropyleenvezels (in China beter bekend als polypropyleen) 8% tot 10%, buizen en platen voor de bouw 10% tot 15%, en overige producten 10% tot 12%. Momenteel is het aandeel geweven producten in China 40% tot 45%, gevolgd door folies en spuitgietproducten met ongeveer 40%; polypropyleen en overige producten vertegenwoordigen 10% tot 20%.

China gebruikt polypropyleen voornamelijk als materiaal in voedselverpakkingen, huishoudelijke artikelen, auto's, optische vezels en andere gebieden. Het grootste gebruik van polypropyleen in China bestaat uit geweven zakken, verpakkingszakken, omsnoeringstouwen en andere producten, goed voor ongeveer 30% van het totale verbruik. Door de ontwikkeling van polypropyleenspuitgietproducten en verpakkingsfolies is het aandeel polypropyleen dat in geweven producten wordt gebruikt de afgelopen jaren afgenomen, maar het is nog steeds het gebied met het grootste polypropyleenverbruik. Spuitgietproducten vormen het op een na grootste verbruiksgebied van polypropyleen in China, goed voor ongeveer 26% van het totale verbruik, en het is ook een van de gebieden met de grootste vraag naar polypropyleen in de toekomst. Een ander belangrijk verbruiksgebied van binnenlands polypropyleen is film, goed voor ongeveer 20% van het totale verbruik, voornamelijk BOPP (biaxiaal georiënteerde polypropyleenfilm). De komende jaren zal het aandeel textielproducten geleidelijk afnemen, terwijl het aandeel spuitgietproducten, buizen en platen zal toenemen. Volgens voorspellingen van experts over de ontwikkeling van de polypropyleenindustrie kan de Chinese vraag naar polypropyleen in 23.7 ongeveer 2020 miljoen ton bereiken. Textielproducten, spuitgietproducten en films zijn nog steeds de belangrijkste vraaggebieden voor polypropyleen in China, terwijl de jaarlijkse vraag voor buizen, platen, vezels en andere gebieden groeit snel, en de Chinese vraag naar polypropyleen groeit ook snel. De markt voor speciale materialen zoals snelle grafische BOPP-films, buizen, dunne non-woven stoffen en zeer transparante voedselcontainers heeft goede ontwikkelingsvooruitzichten.

Machine- en auto-industrieonderdelen

Polypropyleen heeft goede mechanische eigenschappen en kan direct worden vervaardigd of aangepast om verschillende mechanische onderdelen van apparatuur te vervaardigen, zoals industriële leidingen, waterleidingen in de landbouw, motorventilatoren, infrastructuursjablonen, enz. Gemodificeerd polypropyleen kan worden gegoten in bumpers, antikrasstrips, auto-accessoires, enz. stuurwielen, instrumentenpanelen en interieurdecoratieonderdelen, waardoor het gewicht van de carrosserie aanzienlijk wordt verminderd en het doel van energiebesparing wordt bereikt.

Elektronische en elektrische industriële apparaten

Gemodificeerd polypropyleen kan worden gebruikt om isolatieschalen van huishoudelijke apparaten en voeringen van wasmachines te maken, en wordt vaak gebruikt als isolatiemateriaal voor draden en kabels en andere elektrische apparaten. Het polypropyleencomposietmateriaal, bereid door het mengen van 60-80 delen per gewicht homopolymeerpolypropyleen, 20-40 delen ethyleen-vinylalcoholcopolymeer en 1-10 delen compatibilisator (het reactieproduct van polypropyleen-maleïnezuuranhydride-geënt product en ethyleen-vinylalcohol copolymeer) bij 170°C-190°C heeft een hoge taaiheid en een slagvastheid tot 210 J/m. Het heeft hoge gasbarrière-eigenschappen en een waterdampdoorlaatbaarheid van bijna 2000 g · μm/(m2 · 24 uur). Bij het bereiden van barrièrefilms kunnen voor de productie traditionele filmproductieprocessen worden gebruikt, die relatief eenvoudig zijn en lage productiekosten met zich meebrengen.

Bouwindustrie

Polypropyleenvezel is de lichtste van alle chemische vezels, met een dichtheid van (0.90~0.92) g/cm3. Het heeft de voordelen van hoge sterkte, goede taaiheid, goede chemische weerstand en antimicrobiële resistentie, en een lage prijs. Polypropyleen versterkt met glasvezel of gemodificeerd met rubber of SBS wordt veel gebruikt bij de productie van constructiesjablonen. Geschuimd polypropyleen kan worden gebruikt om decoratieve materialen te maken. Wanneer er een aardbeving plaatsvindt, is de faalwijze van polypropyleenvezel-ceramsietbeton plastisch falen, zonder dat fragmenten eraf vallen. Ceramsietbeton van polypropyleenvezels is veiliger dan gewoon ceramsietbeton.

Landbouw, visserij en voedingsindustrie

Polypropyleen kan worden gebruikt voor de productie van kasoverkappingen, bodemfolie, kweekflessen, landbouwwerktuigen, visnetten, enz., en voor het maken van voedselverpakkingen, voedselzakken, drankflessen, enz. Het kan reactief worden gemengd met afval-PET ( polyethyleentereftalaat ) om multifunctioneel afval-PET te maken, en in-situ vezelvormende composietmaterialen kunnen worden gemaakt door in-situ vezelvorming van multifunctioneel afval-PET en polypropyleen. Het composietmateriaal heeft structurele kenmerken zoals afval-PET dat speciaal gevormde microvezels vormt, en een matig flexibele en sterk hechtende interface tussen de afval-PET-microvezels en de PP-matrixhars. De taaiheid en stijfheid van het in-situ vezelvormende composietmateriaal dat is bereid door afval-PET en PP te mengen, zijn aanzienlijk hoger dan die van PP, en de reproduceerbaarheid van de mechanische eigenschappen is zeer goed. Het recyclen van afval-PET, een grote hoeveelheid afval die jaarlijks in China wordt geproduceerd, heeft aanzienlijke economische en maatschappelijke voordelen.

De oostelijke kustgebieden van China hebben uitgestrekte wadplaten met typische zoute bodemkenmerken. Er zijn onderzoeken naar het gebruik van polyacrylamide (PAM) in combinatie met drie soorten voedergrassen om bodem- en waterbehoud in zoute kustgebieden te implementeren. PAM werd toegepast onder biologische maatregelen. Het heeft een goed bevorderend effect op de drie soorten voedergrassen en verbetert het vermogen van de bodem om erosie te weerstaan. De toepassing van PAM kan bodemerosie verminderen en de onderschepping van regenwater vergroten; lage doses (1 g/m3) krijgen prioriteit, en het voordeel voor bodem- en waterbehoud per massa-eenheid PAM is het hoogst, wat de jaarlijkse erosie met 42.8% ~ 46.7% kan verminderen, en de totale bodemverdamping met 28.7% ~ 40.4% kan remmen, het grondwaterverlies met 5.0% ~ 12.4% verhogen, het waterverlies met 1.83% ~ 3.25% verminderen en het grondwatervasthoudend vermogen bevorderen; in het beginstadium van de ruwvoergroei. Verhoog de onderschepping van regenwater met 16.5%~33.8%. Het synergetische effect van PAM is bevorderlijk voor het remmen van de verdamping van de bodem en het vergroten van de capaciteit voor het opvangen van regenwater.

Textiel- en grafische industrie

Polypropyleen is de grondstof voor synthetische vezels. Polypropyleenvezels worden veel gebruikt om lichtgewicht, mooie en duurzame textielproducten te maken. Afbeeldingen die zijn afgedrukt met polypropyleenmaterialen zijn bijzonder helder, kleurrijk en mooi.

Andere industrieën

In de chemische industrie kan polypropyleen worden gebruikt voor het voorbereiden van diverse corrosiebestendige pijpleidingen, opslagtanks, kleppen, speciaal gevormde pakkingen in pakkingtorens, filterdoeken, corrosiebestendige pompen en bekledingen van corrosiebestendige containers; in de geneeskunde kan het worden gebruikt om medische hulpmiddelen te maken; polypropyleen kan ook worden ontwikkeld en toegepast op energiegebied door middel van ent-, compound- en mengprocessen.

Afval PP-recyclingtechnologie

Polypropyleen (PP) is momenteel het op één na grootste plastic voor algemene doeleinden. Met de ontwikkeling van industrieën zoals de bouw, auto's, huishoudelijke apparaten en verpakkingen, is PP-afval de afgelopen jaren een van de grootste afvalpolymeermaterialen geworden. Momenteel zijn de belangrijkste manieren om PP-afval aan te pakken: verbranding voor de energievoorziening, katalytisch kraken om brandstof te bereiden, direct gebruik en recycling. Rekening houdend met de technische haalbaarheid, kosten, energieverbruik en milieubeschermingsfactoren bij het proces van de verwerking van afval-PP, is recycling momenteel de meest gebruikte, effectieve en meest aanbevolen manier om afval-PP te behandelen.

Als gevolg van de invloed van licht, hitte, zuurstof en externe krachten tijdens het gebruik zal de moleculaire structuur van PP veranderen en zullen de producten geel, bros of zelfs barsten worden, wat resulteert in een aanzienlijke verslechtering van de PP-taaiheid, maatvastheid, thermische eigenschappen. zuurstofstabiliteit en verwerkbaarheid. Het rechtstreeks gebruiken van afval-PP om producten te vervaardigen is moeilijk om aan de vereisten van verwerking en gebruik te voldoen.

Daarom ontwikkelt de recyclingtechnologie van PP-afval zich voortdurend. Door te legeren met andere polymeren of te compounderen met vulstoffen kunnen de verwerkingsprestaties, thermische eigenschappen en fysische en mechanische eigenschappen van afval-PP aanzienlijk worden verbeterd, waardoor hoge prestaties van afval-PP worden bereikt.

Legering

Legeren is het proces waarbij afval-PP met andere polymeermaterialen wordt gemengd om een ​​macroscopisch uniform materiaal te bereiden. Door verschillende polymeermaterialen voor het legeren te selecteren, kunnen de verwerkingsprestaties en de fysieke en mechanische eigenschappen van afval-PP worden verbeterd. Het gebruik van elastomeren kan bijvoorbeeld de slagvastheid van afval-PP aanzienlijk verbeteren.

Uit een onderzoek naar de mechanische eigenschappen en het thermische vervormingsgedrag van afvalmengsels van PP/RU-composietrubber (natuurlijk rubber en styreen-butadieenrubber zijn elk verantwoordelijk voor 50%) bleek dat het eerst plastificeren van het RU-composietrubber in fijne rubberdeeltjes en deze vervolgens gelijkmatig verspreidt in de continue fase van afval-PP kan de slagsterkte en rek bij breuk van het afval-PP aanzienlijk verbeteren, maar zal leiden tot een afname van de stijfheid en thermische vervormingsweerstand van PP.

Omdat de meeste elastomeren incompatibel zijn met afval-PP en een slechte grensvlakbinding hebben, treedt fasescheiding op tijdens verwerking en gebruik, wat de prestaties ervan beïnvloedt. Om de grensvlakcompatibiliteit van afval-PP-legeringen te verbeteren en de grensvlakbinding te verbeteren, hebben veel wetenschappers uitgebreid onderzoek gedaan en twee compatibilizers ontdekt die de grensvlakbinding van gemengde materialen kunnen verbeteren en de opslagmodulus, verliesmodulus en systeemviscositeit van gemengde materialen kunnen verbeteren.

Vulcanisatoren kunnen de impact- en treksterkte, de smeltviscositeit, de rek bij breuk en de ductiliteit van de gemengde materialen verbeteren; de toevoeging van peroxide-vernettingsmiddelen kan de compatibiliteit van de gemengde materialen verder verbeteren en de schok- en treksterkte van de gemengde materialen vergroten, maar leiden tot een lichte afname van de rek bij breuk.

Composiet

Composietmateriaal is het proces waarbij PP-afval wordt gemengd met niet-polymeermaterialen om composietmaterialen te bereiden. Het is de belangrijkste manier om hoge prestaties en functionaliteit van afval-PP te bereiken. Composietmateriaal kan de fysieke en mechanische eigenschappen ervan verbeteren, zoals stijfheid, sterkte, thermische en elektrische eigenschappen, en de kosten verlagen.

Afhankelijk van de vulstofsamenstelling kunnen vulstoffen worden onderverdeeld in anorganische vulstoffen en organische vulstoffen.

Anorganische vulstof

Anorganische vulstoffen die gewoonlijk in PP-composieten worden gebruikt, kunnen worden gebruikt voor composieten met afval-PP, zoals calciumcarbonaat, talk, montmorilloniet, metaaloxiden, vliegas en glasvezel. Studies hebben aangetoond dat, hoewel deze anorganische vulstoffen de stijfheid van afval-PP aanzienlijk kunnen verbeteren en de kosten kunnen verlagen, ze een groot verschil in polariteit hebben met afval-PP, hoge oppervlakte-energie en slechte compatibiliteit, wat resulteert in een afname van de rek bij breuk en slagvastheid. van het composietmateriaal.

Organische vulstof

Veel voorkomende organische vulstoffen zijn onder meer houtpoeder en houtvezels, zetmeel, tarwestro, hennepvezels en afvalkranten. Er wordt onderzoek gedaan naar de microporeuze schuimtechnologie van afval-PP gevuld met houtvezels. De resultaten laten zien dat wanneer de smelttemperatuur 180°C is en de houddruk 12.5 MPa is, de microporeuze structuur gelijkmatig verdeeld is. De microporeuze structuur kan het voortplantingspad van de scheuren verlengen en externe impactenergie absorberen, waardoor de impactsterkte wordt verbeterd.

Natuurlijke vezels zijn een opkomend vulmateriaal voor PP-afval. Vanwege de hoge waterabsorptie en de onverenigbaarheid met afval-PP, is oppervlaktebehandeling de belangrijkste methode om hoge prestaties te bereiken van met natuurlijke vezels gevulde afval-PP-composieten. Daarnaast kan afvalpolyester ook worden gebruikt om afval-PP te modificeren. Sommige wetenschappers hebben het kristallisatiegedrag van β-kernhoudende afval-PP/afval-polyesterweefselcomposieten bestudeerd. De resultaten laten zien dat afvalpolyester en β-kiemvormend middel heterogene kiemvormingseffecten hebben op de kristallisatie van afval-PP, de kristallisatietemperatuur van afval-PP verhogen en de vorming van β-kristallen induceren.

Hybridisatie

Hybride composiet is het proces waarbij composietmaterialen worden bereid door polymeren te vullen met twee of meer vulstoffen. Vanwege de beperkingen van een enkele vulstof kan hybride composiet de algehele prestaties van polymeren verbeteren door de complementaire voordelen en synergetische effecten van verschillende vulstoffen. Daarom heeft onderzoek naar de bereiding en gerelateerde eigenschappen van composietmaterialen gevuld met gemengde vulstoffen de aandacht getrokken. De betrokken vulstoffen omvatten voornamelijk gemengde anorganische vulstoffen en gemengde anorganische/organische vulstoffen.

Legering composiet

Om de voordelen van legeren en compounderen ten volle te benutten, zijn sommige onderzoekers begonnen met het combineren van legeren en compounderen om de fysieke en mechanische eigenschappen van afval-PP verder te verbeteren en te verbeteren, en de hoge prestaties en industrialisatie van afval-PP te realiseren, zoals organische vulstoffen en elastomeren, anorganische vulstoffen en elastomeren gecombineerd om afval-PP te modificeren.

De onderzoeksresultaten in dit verband laten zien dat het breken van PP-afval en met talk gevulde PP-afvalcomposieten bij lage temperaturen broos gedrag vertoont, en dat de toevoeging van EOC (ethyleen-octeencopolymeer) de slagvastheid van de composieten aanzienlijk kan verbeteren; het dynamische mechanische gedrag van EOC-geharde, met talk gevulde PP-afvalcomposieten verandert niet met de toename van het aantal recyclingtijden.