新一代塑料聚合物的發(fā)展方向是什么？看這些巨頭們怎么說
點擊次 更新：2022-03-14 14:28:42 來源/作者：im17.cn
雖然聚丙烯具有廣泛的性能和用途，但新一代高性能聚丙烯樹脂和化合物具有兩個特點。其一是不僅要與PS和PET等其他商品樹脂競爭，還要與尼龍和PC等更昂貴的工程聚合物競爭。另一個是在不影響性能的情況下大力推動可持續(xù)發(fā)展。最新的產(chǎn)品體現(xiàn)了這些趨勢，包括擴展輕量化機會的等級，如泡沫PP，短和長玻璃增強化合物，碳纖維增強PP，以及具有再循環(huán)含量或由生物基原料制成的產(chǎn)品。
可持續(xù)的PP
如先前報道，SABIC的Trucircle產(chǎn)品組合包括其基于第二代、不含動物，生物基原料（例如木漿廢料）的經(jīng)過認(rèn)證的可再生的原始PP聚合物。Trucircle還包括可回收利用性設(shè)計等級，以幫助減少廢物并鼓勵回收利用，還包括機械回收的產(chǎn)品以及來自混合塑料廢物原料的經(jīng)認(rèn)證的可循環(huán)產(chǎn)品。
Braskem的“I'm Green”品牌包括生物基樹脂、消費后回收(PCR)樹脂，以及混合生物基塑料和PCR產(chǎn)品，盡管該公司還沒有在工業(yè)規(guī)模上生產(chǎn)“I'm Green”品牌產(chǎn)品。
在新的和未來的PP開發(fā)中，有三家領(lǐng)先的PP樹脂生產(chǎn)商，分別是exxonmobil Chemical、SABIC和braskemm，以及兩家主要的“工程”復(fù)合公司，rtp Co.和Albis Plastics。
汽車用高性能PP等
先進的PP汽車材料似乎主導(dǎo)了最新的發(fā)展。RTP的一位消息人士表示，隨著樹脂制造商不斷改善純PPs的性能，復(fù)合材料可以利用這些改進的牌號來提高TPOs等pp基化合物的性能，例如，新型高流量共聚物PPs的抗沖擊性能和撓性模量平衡越來越好，可通過添加改性劑或礦物填料進一步改善。
?？松梨?ExxonMobil)推出了兩種新的性能等級，通過使零部件更薄、更輕，同時保持抗沖擊性能和剛性，來解決汽車重量下降的問題，埃克森美孚PP、Vistamaxx和粘合劑業(yè)務(wù)全球市場經(jīng)理Olivier Lorge表示：New Achieve Advanced PP7925E1(北美)和ExxonMobil PP7495E1(亞太)的設(shè)計滿足各自地區(qū)客戶的規(guī)格偏好。能夠提供100 MFR或更高的流量，兩個等級允許高效成型較薄的部件。Lorge指出，隨著輕量化繼續(xù)成為內(nèi)燃機和電動汽車的目標(biāo)，這一領(lǐng)域有望進一步創(chuàng)新。
Lorge以流行的跨界SUV上的大型升降門為例，這些車越來越多地使用PP/玻璃纖維復(fù)合材料，而不是鋼材。他預(yù)計電動汽車只會擴大PP的市場份額。向電動汽車轉(zhuǎn)型的一個結(jié)果是消除了一種高溫?zé)嵩矗簝?nèi)燃機(ICE)，這使得PP可以取代引擎蓋下的工程樹脂和金屬，或許就像升降門的例子一樣，也可以取代引擎蓋本身。小型化也為增加聚丙烯在進氣歧管和發(fā)動機蓋等應(yīng)用領(lǐng)域的使用提供了機會。此外，低溫LED允許在燈殼中使用更多的PP，即使它們處于‘全天候開機’模式。
SABIC的PP業(yè)務(wù)全球總監(jiān)Lada Kurelec指出，該公司的新型無鹵阻燃PP化合物具有短和長玻璃增強，可在高要求的應(yīng)用中提供低密度解決方案。該化合物具有良好的耐溫性和電氣、機械性能，適用于汽車零部件、電氣/電子(E&E)、建筑和家電。這些材料具有加工性能、機械和電氣性能的顯著結(jié)合，以及低可燃性等級。由這些化合物制成的組件針對E&E應(yīng)用，包括電動汽車動力系統(tǒng)和充電基礎(chǔ)設(shè)施，以及微型斷路器、配電箱、連接器、開關(guān)和插座、電動工具外殼和建筑結(jié)構(gòu)部件。該組合適用于連續(xù)使用溫度在100℃/212℉范圍內(nèi)的材料，足以取代尼龍6和66。
SABIC推出了Hapsoft S3615, S3620和S3625 PP化合物，可以提供柔軟的觸覺，具有優(yōu)異的抗劃傷性，用于未涂漆，低光澤的應(yīng)用。這些注塑牌號擁有豪華的觸覺和飾面，可以幫助制造商減少50%的成本，避免二次操作，常應(yīng)用于包括汽車內(nèi)飾，小家電和消費電子產(chǎn)品等。
通過最近與葡萄牙的Solaris-Protevs的合作，SABIC為Solaris-Protevs浮動太陽能電池板系統(tǒng)的注塑浮子提供了一種特殊的PP化合物。這些輕質(zhì)、高剛度的浮動太陽能電池板可以放置在內(nèi)陸的水面上，如湖泊，并可以連接到電網(wǎng)，為城市提供可再生能源。
Albis Plastics現(xiàn)在在新的Mocom品牌下運營，因為母公司Otto Krahn集團已經(jīng)將其復(fù)合業(yè)務(wù)和樹脂分銷業(yè)務(wù)(保留Albis品牌)分開，作為兩個獨立的公司運營。根據(jù)Bernd Sparenberg表示，新的和未來的性能PP化合物可以縮小標(biāo)準(zhǔn)PP和尼龍6之間的差距。包括Altech NXT PP，短玻璃化合物，高剛度，低密度，高耐化學(xué)性，低吸濕，在150 C/302 F熱老化2000小時。
Mocom的另一個經(jīng)過高度工程設(shè)計的系列是Alcom LB PP復(fù)合材料，旨在替代反射鏡和LED外殼（例如汽車儀表板）中的PC。據(jù)說Alcom LB PP能夠在狹窄的空間內(nèi)分離不同的光源。該材料在0.5 mm處的透光率<0.2％，光反射率高達97％，流動性好，熱穩(wěn)定性高，強度和剛度平衡好，尺寸穩(wěn)定性高，翹曲低。當(dāng)前的汽車應(yīng)用是本田反射器，據(jù)說該反射器在薄壁厚度下具有高不透明性，高反射率和增加的光輸出。新型PP化合物還針對電子/電氣、家電、消費品、醫(yī)療保健以及草坪和花園應(yīng)用。
Mocom還與姐妹公司W(wǎng)ipag(德國塑料回收公司)合作，提供可回收成分的化合物，包括Altech Eco接近于頂級的PP化合物，Altech IQ（工業(yè)質(zhì)量）等級，Wipelast PP / EPDM和Wipaflex PP / PE / EPDM，主要針對汽車行業(yè)。
RTP公司的消息人士稱，長玻璃和短碳纖維PP等化合物在汽車設(shè)計中很有意義，因為像電動汽車一樣，汽車設(shè)計主要考慮的是額外的燃油經(jīng)濟性和續(xù)航里程。RTP預(yù)計，長玻璃PP將進一步增長，因為作為短玻璃尼龍或PBT等重型工程化合物的替代材料，將繼續(xù)轉(zhuǎn)向更輕、更環(huán)保的材料。
RTP最近還開發(fā)了一種新型短碳纖維PP化合物，為更輕的部件鋪平了道路。商務(wù)部還在研究名為WIC PP的碳纖維PP化合物，目前使用的玻璃填充尼龍6的比例高達60%。關(guān)鍵是使用其姊妹公司W(wǎng)ipag提供的低成本回收碳纖維?；厥盏奶祭w維成本低于原纖維的10%。其中一個應(yīng)用就是寶馬奧迪的填充帽鉸鏈臂，WIC PP 30取代了50%的玻璃填充尼龍6，重量和成本降低了32%。另一個是保時捷(porsche)新推出的電動Taycan汽車，WIC PP取代了儀表板和后備箱支撐梁中的玻璃填充尼龍6和66。
泡沫PP勢將廣泛增長
無論是包裝、汽車、建筑材料還是消費品，傳統(tǒng)的固體材料都在向輕質(zhì)泡沫結(jié)構(gòu)發(fā)展。SABIC的Kurelec表示，下一代熱塑性泡沫解決方案具有更好的尺寸穩(wěn)定性和剛度，更少的翹曲，是通過一系列持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新的加工技術(shù)生產(chǎn)出來的。
歷史上，泡沫應(yīng)用一直由非晶態(tài)聚合物，如PS, PUR和PVC主導(dǎo)。埃克森美孚的Lorge表示，泡沫半結(jié)晶PP是一種相對較新的材料，它還沒有獲得很大的商業(yè)吸引力。上個月，該公司推出了foamable Achieve Advanced PP6302E1，它們被描述為一種易于處理、可持續(xù)的高容量應(yīng)用解決方案。這種新型高熔點強度(HMS) PP比標(biāo)準(zhǔn)HMS PP泡沫提供了高達30%的高剛度，在一系列應(yīng)用中顯著降低了成本。
Lorge說，隨著PS泡沫、VOCs和單體的監(jiān)管日益嚴(yán)格，PP6302E1是一種可行的替代品，重要的是，PP6302E1可以在PS泡沫生產(chǎn)線上使用各種發(fā)泡劑進行處理。處理器、品牌所有者和原始設(shè)備制造商可以在利用PP特性的同時，從輕量化和絕緣中獲益:
?在食品和飲料包裝領(lǐng)域——肉類托盤、微波碗/餐/托盤、蛤殼和杯子，pp6302e1據(jù)稱具有更高的硬度和降低成本，同時具有優(yōu)異的絕緣性能、良好的可回收性，以及耐用的潤滑脂和耐潮濕性，即使在微波爐和洗碗機的高溫下也是如此。該包裝保留內(nèi)部內(nèi)容物溫度在運輸期間，并提供舒適的觸摸表面。
?在工業(yè)包裝盒、分配器和板材中，pp6302e1具有韌性和強度、溫度穩(wěn)定性、防潮性和耐化學(xué)性，并且重量輕。堅固耐用的包裝可以重復(fù)使用，是非常適合取代瓦楞紙板，以保護寶貴的材料。
?在建筑產(chǎn)品，絕緣和混凝土接頭，pp6302e1具有耐久性和靈活性，易于安裝。該產(chǎn)品在寬溫度范圍內(nèi)具有熱穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性的防潮性。
?在汽車零部件方面，比如車頂襯墊、導(dǎo)管、地板襯墊等，pp6302e1提高了剛度，使制造商能夠在保持性能性能的同時，減輕重量，提高燃油效率。
ExxonMobil的Lorge補充說，微波性的耐熱性仍然是一個關(guān)鍵的區(qū)別因素，使發(fā)泡PP在食品包裝中比PS有吸引力的選擇。與紙張相比，PP6302E1提供了經(jīng)濟實惠的絕緣性能，為包裝應(yīng)用提供了更好的消費者體驗。韌性/剛度也有助于產(chǎn)品的耐久性，從而使產(chǎn)品可以重復(fù)使用。
下一代包裝用PP
聚丙烯供應(yīng)商表示，出于可持續(xù)發(fā)展的考慮，促使注塑硬包裝從PS轉(zhuǎn)向PP的重大轉(zhuǎn)變。SABIC的Kuralec認(rèn)為，PP和PP泡沫塑料與浮子/水槽分離的回收系統(tǒng)兼容，這是因為PP的密度低于PS，因此會下沉并有污染PET瓶回收流的風(fēng)險。
SABIC推出了Flowpact FPC75，這是一種用于注塑成型的新型不含鄰苯二甲酸酯的PP抗沖共聚物。據(jù)說這種材料可為食品和非食品薄壁包裝提供減薄和更快的加工。
Braskem最近推出了可以替代PET的新型Inspire熱成型等級。新牌號的光學(xué)性能與PET相似，具有比PET或PP無規(guī)共聚物更好的耐熱性。它的目標(biāo)應(yīng)用是要求透明度和耐熱性達到很高平衡的應(yīng)用，例如商店和飯店的預(yù)先準(zhǔn)備和即食餐。改進的耐熱性使得這些容器可以在洗碗機中清洗再使用。
Braskem還擁有一種新的PCR均聚物PP，據(jù)說非常適合混配，并用于包裝、汽車、家庭用品和消費品。
SABIC擁有一種用于軟包裝的新型多相沖擊聚丙烯。SABIC PP BCT18F的目標(biāo)是在食品干餾瓶的層壓膜中使用。最近的客戶試驗證實，它在包括澆鑄、吹塑和拉幅機生產(chǎn)線在內(nèi)的所有薄膜擠出工藝中均具有很好的加工性能。另外，該等級在低溫（-20 C / -4 F_）下為冷凍食品包裝提供了非常好的抗沖擊強度，并且勝過了市場上的同類材料。
SABIC的另一新產(chǎn)品是用于BOPP薄膜的高硬度PP 5212P，用于標(biāo)簽、膠帶和食品包裝，如糖果、零食、烘焙食品、干果、面食和新鮮食品包裝。據(jù)說其廣泛的分子量分布使得在高達1722 ft / min的高速生產(chǎn)中能夠輕松處理，并減少了膜斷裂。據(jù)報道，它提供了優(yōu)化的MFR，高剛度和阻隔性能。
Lorge說，埃克森美孚還在探索其現(xiàn)有產(chǎn)品組合的新組合。例如，?？松梨赑P2252 PP與Exceed XP性能PE的結(jié)合，可以制造出具有更高抗落鏢沖擊性，蠕變改善以及減少因收縮而引起的薄膜變形的薄膜，從而提高了吹塑薄膜的質(zhì)量。耐高溫和收縮性能為壓縮襯里，熱填充包裝和直立式包裝袋創(chuàng)造了機會。
