Kompatibilitas telah terbukti efektif dalam meningkatkan sifat-sifat utama seperti keseimbangan dampak/kekakuan campuran PCR dan PIR dari poliolefin dan plastik lainnya.#pembangunan berkelanjutan
Sampel HDPE/PP daur ulang tanpa kompatibilitas Dow Engage (atas) dan sampel HDPE/PP daur ulang dengan kompatibilitas Engage POE.Kompatibilitas tiga kali lipat perpanjangan putus dari 130% menjadi 450%.(Foto: Dow Kimia)
Ketika daur ulang plastik menjadi pasar yang berkembang di seluruh dunia, resin dan bahan tambahan yang kompatibel semakin banyak digunakan untuk mengatasi masalah resin hibrida di berbagai bidang seperti pengemasan dan produk konsumen, konstruksi, pertanian, dan otomotif.Meningkatkan kinerja material, meningkatkan pemrosesan, dan mengurangi biaya serta dampak terhadap lingkungan merupakan beberapa tantangan utama, dengan plastik konsumen umum seperti poliolefin dan PET menjadi tantangan utama.
Hambatan besar dalam menggunakan bahan daur ulang adalah pemisahan plastik yang tidak kompatibel yang memakan biaya dan waktu.Dengan membiarkan plastik yang tidak kompatibel dicampur dengan lelehan, bahan yang kompatibel membantu mengurangi kebutuhan pemisahan dan memungkinkan produsen bahan menghasilkan produk berkualitas lebih tinggi, sekaligus meningkatkan konten daur ulang dan mengakses sumber baru yang berkualitas rendah dan berbiaya rendah untuk menurunkan biaya.
Kompatibilitas yang dapat didaur ulang ini mencakup elastomer poliolefin khusus, kopolimer blok stirena, poliolefin yang dimodifikasi secara kimia, dan aditif berdasarkan kimia titanium aluminium.Inovasi lain juga bermunculan.Semua diharapkan menjadi pusat perhatian di pameran dagang mendatang.
Menurut Dow, Engage POE dan Infuse OBC paling cocok untuk kompatibilitas HDPE, LDPE dan LLDPE dengan polipropilen karena tulang punggung PE dan alfa olefin sebagai komonomer.(Foto: Dow Kimia)
Elastomer poliolefin khusus (POE) dan plastomer poliolefin (POP), awalnya diperkenalkan untuk meningkatkan sifat poliolefin seperti benturan dan kekuatan tarik, telah berkembang sebagai penyesuai untuk PE dan PP daur ulang, terkadang juga digunakan dengan bahan lain seperti PET atau PET.nilon.
Produk-produk ini mencakup Dow's Engage POE, kopolimer acak komonomer etilen-alfa-olefin yang diresapi OBC, kopolimer olefin bolak-balik blok keras-lunak, dan Exxon Mobil Vistamaxx Propylene-Ethylene dan Exact Ethylene-Octene POP.
Produk-produk ini dijual ke pendaur ulang/peracik plastik dan pendaur ulang lainnya, kata Jesús Cortes, pengembang pasar di ExxonMobil Product Solutions, seraya mencatat bahwa kompatibilitas dapat menjadi alat untuk membantu pendaur ulang memanfaatkan kontaminasi silang dan agen utama yang berpotensi berbiaya rendah untuk aliran poliolefin.Han Zhang, Direktur Keberlanjutan Global untuk Kemasan dan Plastik Khusus di The Dow Chemical Company, mengatakan: “Pelanggan kami mendapat manfaat dari menciptakan produk akhir berkualitas lebih tinggi dengan akses ke aliran daur ulang yang lebih luas.Kami melayani pemroses yang menggunakan bahan kompatibel untuk meningkatkan konten daur ulang sambil menjaga kemampuan manufaktur.”
“Pelanggan kami mendapat manfaat dari menciptakan produk akhir berkualitas lebih tinggi sekaligus memiliki akses terhadap aliran daur ulang yang lebih luas.”
Cortés ExxonMobil telah mengonfirmasi bahwa kualitas Vistamaxx dan Exact yang sama yang cocok untuk modifikasi resin murni juga dapat digunakan untuk memastikan kompatibilitas dengan plastik daur ulang.Dia mencatat bahwa polimer Vistamaxx membuat HDPE, LDPE dan LLDPE kompatibel dengan polipropilena, menambahkan bahwa karena polaritas polimer seperti PET atau nilon, pencangkokan tingkat Vistamaxx diperlukan untuk membuat poliolefin kompatibel dengan polimer tersebut.“Contohnya, kami telah bekerja sama dengan beberapa peracik untuk mencangkokkan Vistamaxx agar poliolefin kompatibel dengan nilon sekaligus bertujuan untuk mempertahankan peningkatan kinerja yang dapat dihasilkan oleh polimer Vistamaxx pada formulasi senyawa.”
Beras.1 Bagan MFR menunjukkan warna campuran HDPE daur ulang dan polipropilen dengan dan tanpa aditif Vistamaxx.(Sumber: ExxonMobil)
Kompatibilitas dapat dikonfirmasi dengan peningkatan sifat mekanik, seperti ketahanan benturan yang sangat diinginkan, menurut Cortez.Meningkatkan fluiditas juga penting ketika menggunakan kembali bahan.Contohnya adalah pengembangan formulasi cetakan injeksi untuk aliran botol HDPE.Dia mencatat bahwa semua elastomer khusus yang tersedia saat ini memiliki kegunaannya masing-masing.“Tujuan dari diskusi ini bukan untuk membandingkan kinerja mereka secara keseluruhan, namun untuk memilih alat terbaik untuk proyek tertentu.”
Misalnya, dia berkata, “Jika PE kompatibel dengan PP, kami yakin Vistamaxx memberikan hasil terbaik.Namun pasar juga memerlukan peningkatan ketahanan terhadap benturan, dan plastomer etilen-okten mungkin cocok untuk mencari ketangguhan pada suhu rendah.”
Cortez menambahkan, “Plastomer etilen-okten seperti grade Exact atau Dow's Engage dan Vistamaxx kami memiliki tingkat muatan yang sangat mirip.”
Zhang dari Dow menjelaskan bahwa meskipun keberadaan polipropilen dalam HDPE umumnya meningkatkan kekakuan yang diukur dengan modulus lentur, hal ini menurunkan sifat yang diukur dengan ketangguhan dan perpanjangan tarik karena ketidakcocokan kedua komponen.Penggunaan bahan penyesuai dalam campuran HDPE/PP ini meningkatkan keseimbangan kekakuan/viskositas dengan mengurangi pemisahan fasa dan meningkatkan adhesi antar muka.
Beras.2. Grafik kekuatan benturan menunjukkan campuran warna berbeda dari HDPE daur ulang dan polipropilen, dengan dan tanpa aditif Vistamaxx.(Sumber: ExxonMobil)
Menurut Zhang, Engage POE dan Infuse OBC paling cocok untuk membuat HDPE, LDPE, dan LLDPE kompatibel dengan polipropilen karena tulang punggung PE dan komonomer alfa-olefin.Sebagai bahan tambahan untuk campuran PE/PP, biasanya digunakan dalam jumlah 2% hingga 5% berat.Zhang mencatat bahwa dengan meningkatkan keseimbangan kekerasan dan ketangguhan, kompatibilitas Engage POE seperti Grade 8100 dapat memberikan nilai lebih untuk campuran PE/PP yang didaur ulang secara mekanis, termasuk aliran limbah yang mengandung PE dan PP tinggi.Aplikasinya meliputi suku cadang otomotif cetakan injeksi, kaleng cat, tempat sampah, kotak kemasan, palet, dan furnitur luar ruangan.
Pasar membutuhkan peningkatan kinerja benturan dan plastomer etilen okten dapat berperan ketika diperlukan ketangguhan benturan pada suhu rendah.
Dia menambahkan: “Penambahan hanya 3 berat.% Engage 8100 melipatgandakan kekuatan impak dan perpanjangan tarik dari campuran HDPE/PP 70/30 yang tidak kompatibel sambil mempertahankan modulus lebih tinggi yang diberikan oleh komponen PP,” tambahnya, untuk persyaratan plastisitas suhu rendah, Engage POE memberikan kekuatan benturan pada suhu sekitar karena suhu transisi gelas yang sangat rendah.
Berbicara tentang biaya elastomer khusus ini, Cortez dari ExxonMobil mengatakan: “Dalam rantai nilai daur ulang yang sangat kompetitif, penting untuk menyeimbangkan biaya dan kinerja.Dengan polimer Vistamaxx, kinerja resin daur ulang dapat ditingkatkan, sehingga resin dapat digunakan dalam aplikasi di mana pendaur ulang dapat memperoleh nilai ekonomi yang lebih tinggi.”sekaligus memenuhi permintaan akan material berperforma tinggi. Hasilnya, para pendaur ulang dapat memiliki peluang lebih besar untuk memasarkan plastik daur ulang mereka, dibandingkan hanya karena biaya sebagai faktor pendorong utama, sehingga mereka dapat fokus pada campuran dan produksi yang disesuaikan dengan kebutuhan.”
“Selain mampu mendaur ulang poliolefin campuran, kami juga berupaya untuk mempromosikan daur ulang berbagai campuran seperti poliolefin dengan plastik rekayasa seperti nilon dan poliester.Kami telah menyediakan sejumlah polimer fungsional, namun solusi baru masih dalam pengembangan.sedang dikembangkan secara aktif untuk mengatasi berbagai campuran plastik yang ditemukan dalam kemasan, infrastruktur, transportasi, dan aplikasi konsumen.”
Kopolimer blok stirena dan poliolefin yang dimodifikasi secara kimia adalah jenis bahan lain yang mendapat perhatian sebagai bahan penyesuai untuk memperkuat dan meningkatkan kompatibilitas resin daur ulang.
Kraton Polymers menawarkan platform kopolimer blok stirena CirKular+ yang mengandung aditif peningkat kinerja untuk daur ulang dan daur ulang plastik.Julia Strin, direktur pemasaran strategis global untuk Kraton Specialty Polymers, menyebutkan dua seri yang terdiri dari lima tingkatan: Seri Kompatibilitas CirKular+ (C1000, C1010, C1010) dan Seri Peningkatan Kinerja CirKular+ (C2000 dan C3000).Aditif ini merupakan rangkaian kopolimer blok yang berbahan dasar stirena dan etilen/butilena (SEBS).Mereka memiliki sifat mekanik yang luar biasa, termasuk kekuatan benturan yang tinggi pada suhu ruangan atau suhu kriogenik, fleksibilitas untuk menyesuaikan sifat kekakuan dan benturan, peningkatan ketahanan terhadap retak tegangan, dan peningkatan kemampuan proses.Produk Circular+ juga menyediakan kompatibilitas multi-resin untuk limbah plastik murni, PCR, dan PIR.Tergantung pada tingkatannya, bahan ini dapat digunakan dalam PP, HDPE, LDPE, LLDPE, LDPE, PS dan HIPS, serta resin polar seperti EVOH, PVA dan EVA.
“Kami telah menunjukkan bahwa daur ulang sampah plastik campuran poliolefin dapat dilakukan dan didaur ulang menjadi produk yang lebih bernilai.”
“Aditif CirKular+ yang sepenuhnya dapat didaur ulang memungkinkan PCR digunakan kembali dengan meningkatkan sifat mekanik dan mendukung desain produk monomaterial berbasis poliolefin, sehingga memaksimalkan konten PCR hingga lebih dari 90 persen,” kata Stryn.resin yang tidak dimodifikasi.Pengujian menunjukkan bahwa produk CirKular+ dapat dipanaskan hingga lima kali agar lebih sering digunakan.”
Rangkaian ekspander CirKular+ adalah ekspander multi-resin untuk meningkatkan aliran pemulihan campuran PCR dan PIR, biasanya ditambahkan sebesar 3% hingga 5%.Dua contoh daur ulang sampah campuran mencakup sampel komposit cetakan injeksi 76%-PCR HDPE + 19%-PCR PET + 5% Kraton+ C1010 dan sampel 72%-PCR PP + 18%-PCR PET + 10% Kraton+ C1000..Dalam contoh ini, kekuatan impak Izod bertakik masing-masing meningkat sebesar 70% dan 50%, dan kekuatan luluh meningkat sebesar 40% dan 30%, dengan tetap mempertahankan kekakuan dan meningkatkan kemampuan proses.Campuran PCR LDPE-PET juga menunjukkan kinerja serupa.Produk ini juga efektif pada nilon dan ABS.
Seri Peningkatan Kinerja CirKular+ dirancang untuk meningkatkan aliran campuran PCR dan PIR siklik dari poliolefin dan polistiren pada tingkat penambahan tipikal 3% hingga 10%.Uji cetakan injeksi baru-baru ini yang berhasil: 91%-PCR PP + 9% Kraton+ C2000.Formulasi ini memiliki peningkatan 110% dalam keseimbangan modulus dampak dibandingkan produk pesaing.“Aplikasi rPP kelas atas pada aplikasi otomotif dan industri memerlukan perbaikan seperti ini.Hal ini juga dapat diterapkan pada kemasan, namun dengan persyaratan yang tidak terlalu ketat, jumlah C2000 akan dikurangi,” kata Streen.
Kraton+ dapat dicampur terlebih dahulu atau dicampur kering dengan plastik daur ulang sebelum dicetak, diekstrusi, atau sebagai bagian dari proses daur ulang, kata Stryn.Sejak meluncurkan CirKular+ beberapa tahun lalu, perusahaan telah mencapai adopsi awal di berbagai bidang seperti palet industri, pengemasan makanan dan minuman, komponen otomotif, dan kursi mobil anak.CirKular+ juga dapat digunakan dalam berbagai aplikasi proses termasuk pencetakan injeksi atau kompresi, ekstrusi, pencetakan rotasi, dan peracikan.
Polybond 3150/3002 adalah bagian dari rangkaian lengkap poliolefin Polybond yang dimodifikasi secara kimia milik SI Group dan dapat digunakan sebagai pengikat dan aditif kompatibilitas.Ini adalah polipropilen cangkok anhidrida maleat yang membuat polipropilena daur ulang kompatibel dengan semua jenis nilon.Menurut John Yun, manajer teknis dan dukungan teknis, pada tingkat penggunaan tipikal 5%, ini menunjukkan lebih dari tiga kali lipat kekuatan benturan Izod dan membalikkan kekuatan benturan Izod.Irfaan Foster, direktur pengembangan pasar, mencatat bahwa penerapan awal adalah peredam suara mobil.Baru-baru ini, bahan ini telah digunakan dalam campuran polipropilen dan nilon daur ulang untuk panel di bawah lantai, komponen di bawah kap, dan di belakang dasbor.
Kelas lainnya adalah Polybond 3029, polietilen densitas tinggi cangkok anhidrida maleat yang diperkenalkan dua tahun lalu sebagai aditif untuk meningkatkan kompatibilitas komposit kayu-plastik.Menurut Yun, sepertinya perusahaan berada di jalur yang tepat untuk kompatibel dengan campuran 50/50 PCR/HDPE murni.
Kelas kompatibilitas lainnya didasarkan pada kimia titanium-aluminium, seperti katalis titanat (Ti) dan zirkonat (Zr) yang ditawarkan oleh Kenrich Petrochemicals dan dijual ke peracik dan pembuat cetakan.Produk perusahaan mencakup katalis baru dalam bentuk masterbatch atau bubuk yang berfungsi sebagai aditif kompatibilitas untuk berbagai polimer, termasuk poliolefin, bioplastik seperti PET, PVC, dan PLA.Penggunaannya dalam campuran PCR seperti PP/PET/PE mendapatkan momentum, menurut presiden Kenrich dan salah satu pemiliknya, Sal Monte.Hal ini dilaporkan meningkatkan produktivitas ekstrusi dan mengurangi waktu siklus pencetakan injeksi.
Manik-manik Ken-React CAPS KPR 12/LV dan bubuk Ken-React KPR 12/HV dilaporkan dapat mengembalikan PCR ke keadaan semula.Monte mengatakan produk tersebut merupakan hasil penggabungan katalis alkoksi titanat LICA 12 baru perusahaan dengan katalis logam campuran yang “lebih hemat biaya.”“Kami menawarkan butiran CAPS KPR 12/LV dalam jumlah mulai dari 1,5% hingga 1,75% dari total berat semua bahan daur ulang yang ditambahkan ke wadah, seperti masterbatch, dan mengurangi suhu proses sebesar 10-20%, untuk mempertahankan geseran dari campuran reaksi.Mereka beroperasi pada tingkat nanometer, sehingga diperlukan geser reaktif pada komposit, dan lelehannya memerlukan torsi tinggi.”
Monte mengatakan bahan aditif ini merupakan bahan penyesuai yang efektif untuk polimer aditif seperti LLDPE dan PP serta polikondensat seperti PET, bahan pengisi organik dan anorganik, serta bioplastik seperti PLA.Hasil umumnya mencakup penurunan suhu ekstrusi, cetakan injeksi, dan cetakan tiup sebesar 9%, serta peningkatan kecepatan pemrosesan sebesar 20% untuk sebagian besar termoplastik yang tidak terisi.Hasil serupa diperoleh dengan campuran LDPE/PP daur ulang 80/20%.Dalam satu kasus, 1,5% CAPS KPR 12/LV digunakan untuk memastikan kompatibilitas tiga resin PIR: LLDPE film leburan bertingkat, tutup kopolimer polipropilena cetakan injeksi campuran 20-35 MFI, dan kemasan lipat makanan PET thermoformed.Giling campuran PP/PET/PE hingga ukuran 1/4″.hingga ½ inci.Serpihan dan lelehan dicampur ke dalam pelet cetakan injeksi.
Teknologi aditif diblock yang dipatenkan oleh Interface Polymers dilaporkan mengatasi ketidakcocokan yang melekat pada poliolefin pada tingkat molekuler, sehingga memungkinkannya untuk diproses.(Foto: polimer antarmuka)
Bisnis distribusi SACO AEI Polymers adalah distributor eksklusif Fine-Blend di Tiongkok, yang memproduksi berbagai macam bahan kompatibel untuk polipropilen, nilon, PET, termoplastik teknik, dan biopolimer seperti PLA dan PBAT, termasuk campuran daur ulang, bahan tambahan, dan pemanjang rantai.kata manajer unit bisnis Mike McCormach.Bahan pembantu termasuk bahan penyesuai non-reaktif, terutama kopolimer blok dan cangkok, atau kopolimer acak yang tidak ikut serta dalam reaksi kimia ketika polimer dicampur.BP-1310 adalah contoh dimana tingkat penambahan 3% hingga 5% meningkatkan kompatibilitas campuran daur ulang polipropilen dan polistiren.Aditif untuk meningkatkan kompatibilitas campuran PE/PS daur ulang sedang dikembangkan.
Kompatibilitas reaktif Campuran Halus meningkatkan kompatibilitas dengan bereaksi secara kimia dengan polimer murni selama pencampuran, termasuk ECO-112O untuk PET daur ulang, polikarbonat, dan nilon;HPC-2 untuk kompatibilitas ABS dan PET daur ulang;dan SPG-02 untuk produksi polipropilen dan polipropilena daur ulang.Kompatibel dengan hewan peliharaan.Mereka mengandung kelompok epoksi yang dapat bereaksi dengan kelompok hidroksil poliester daur ulang untuk meningkatkan ketangguhan dan kompatibilitas, kata McCormach.Ada juga CMG9801, polipropilen cangkok anhidrida maleat yang dapat bereaksi dengan gugus amino nilon.
Sejak tahun 2016, perusahaan Inggris Interface Polymers Ltd. mengembangkan teknologi aditif kopolimer diblok Polarfin miliknya, yang dilaporkan dapat mengatasi ketidakcocokan molekuler yang melekat pada poliolefin, sehingga memungkinkan poliolefin untuk didaur ulang.Aditif diblock ini cocok untuk senyawa, lembaran, dan film polietilen dan polipropilen murni dan daur ulang.
Sebuah produsen film besar sedang mengerjakan proyek untuk memproses film multilapis tanpa kehilangan produktivitas secara signifikan.Direktur Pengembangan Bisnis Simon Waddington mengatakan bahwa bahkan pada tingkat pemuatan yang rendah, Polarfin telah menghilangkan pembentukan gel, sebuah masalah umum yang menghambat daur ulang film poliolefin menggunakan plastik campuran daur ulang.“Kami telah berhasil menunjukkan bahwa sampah plastik campuran poliolefin dapat didaur ulang dan didaur ulang menjadi produk yang lebih bernilai menggunakan teknologi aditif Polarfin kami.”
Menurut Cortes ExxonMobil, kompatibilitas (misalnya Vistamaxx dengan PE/PP daur ulang) dapat ditunjukkan dengan peningkatan sifat mekanik seperti ketahanan terhadap benturan.(Foto: ExxonMobil)
Dalam peracikan sekrup kembar, sebagian besar insinyur menyadari keuntungan karena dapat mengonfigurasi elemen sekrup.Inilah yang perlu Anda ketahui tentang menyortir bagian ember.
Carilah pola spasial dan/atau temporal untuk memberikan petunjuk ketika menyelidiki cacat kualitas tautan atau menentukan akar penyebab masalah pemrosesan.Strategi untuk mengidentifikasi dan menangani penyebab yang dapat diidentifikasi adalah dengan terlebih dahulu menentukan apakah masalahnya bersifat kronis atau sementara.
Insight Polymers & Complexers menggunakan keahliannya dalam bidang kimia polimer untuk mengembangkan material generasi berikutnya.
Waktu posting: 28 Juli-2023