Экструдированный полиолефин что это

Что такое полиолефин и где он применяется

Полиолефинами называются целый класс термопластов универсального применения. Из них наибольшее распространение получили: полипропилен различной степени полимеризации; полиэтилены высокой и низкой плотности; полибутилен. Помимо вышеперечисленных производится множество других материалов, относящихся к полиолефинам, но именно эти получили наибольшее распространение в быту и промышленности.

Так что это такое полиолефин, где он применяется, как производится? Полиолефин по большей части используется для производства пленок различного назначения, кабельных изделий, разнообразных емкостей, профильных изделий. Наибольшее распространение эти полимеры получили в производстве полиолефиновой пленки, которое занимает до 90% от общего производства полиолефинов.

Способ получения, применение полипропилена

При крекинге нефти выделяется пропилен, который служит основой для производства полипропилена.

Производство полипропилена

Пропилен растворяют в органическом растворителе (бензине, пропане или гектане). Для полимеризации растворенного газа раствор нагревается и, в присутствии катализаторов, происходит реакция полимеризации. В результате получается суспензия, которую помещают в высшие спирты для прекращения полимеризации и разложения катализатора. Для отделения полученного полимера используется вода, на поверхность которой он всплывает благодаря малой плотности.

При промышленном производстве получают порошок или гранулы белого цвета, которые перерабатываются в готовую продукцию. В зависимости от температуры раствора и применяемого катализатора возможно получение полипропилена с различной степенью полимеризации.

Полипропилен в промышленности

Одним из самых распространенных упаковочных материалов является полипропиленовая пленка. Этот вид пленки по стойкости к повышенным температурам, химическому воздействию, прозрачности, гибкости превосходит пленки из других полимеров. Благодаря своим достоинствам, полипропилен нашел свое применение в производстве наиболее прозрачных пленок, этикеток на бутылках, контейнеров и других видах упаковки.

Благодаря тому, что полипропилен обладает высокой износостойкостью и низкой ценой, он заслужил себе место в машиностроении. Из него изготавливают детали вентиляторов, пылесосов, труб.

В автомобилестроении он применяется для изготовления блоков предохранителей, некоторых деталей кузова, амортизаторов. Хорошие диэлектрические свойства позволяют применять полипропилен в электронике в качестве деталей катушек, изоляционных оболочек. В медицине, благодаря устойчивости к высоким температурам, из него изготавливаются ингаляторы, одноразовые шприцы и упаковки для них.

Полиэтилен низкой и высокой плотности, способы получения, применение в промышленности

Основой для производства всех видов полиэтилена является этилен. Полиэтилен производится в автоклавах или трубчатых реакторах при высокой температуре (низкой плотности образуется при 200-260 С, высокой плотности при 120-150 С) и давлении (достигающем 300 МПа для получения низкой плотности) в присутствии катализирующих веществ.

На производство поступает в виде гранул, из которых путем нагрева получают изделия нужной формы. Полиэтилен низкой плотности обладает следующими свойствами:

Все эти качества позволяют применять полиэтилен низкой плотности для изготовления пленок, используемых для изготовления пакетов, пленок для упаковки продуктов, тары для агрессивных жидкостей и воды, тепличных пленок.

Полиэтилены высокой плотности менее пластичны, более жесткие, еще более устойчивы к воздействию агрессивной среды, что позволяет изготавливать из них полимерные шланги низкого и среднего давления, емкости для перевозки химически активных веществ, более прочные пленки.

Полибутилен, производство и применение

Производство полибутилена основано на полимеризации бутилена в реакторе при воздействии катализаторов. Основным отличием от других полиолефинов является повышенная устойчивость к растрескиванию под нагрузкой.

Кроме того, основными положительными характеристиками этого материала являются:

К отрицательным качествам следует отнести меньшую, чем у полиэтиленов и полипропилена, твердость.

Основное применение этот материал нашел в трубной промышленности. Благодаря своим качествам, трубы из этого материала отлично работают под давлением, воздействием атмосферы, температурных перепадов, химически активных веществ.

Трубы из полибутилена наиболее распространены в области ЖКХ и используются для холодного и горячего водоснабжения, при монтаже канализации многоквартирных домов. Монтаж труб из этого материала осуществляется путем сваривания стыков при высокой температуре.

Источник

Новые технологии для производства полиолефинов

Полиолефин – это полимерный материал, состоящий из атомов углерода и водорода. Термопластичные полиолефины, главным образом ПЭ и ПП, применяются при изготовлении самых разных предметов в нашей жизни: от различных пленок и пакетов до бамперов автомобиля. Производство полиолефинов происходит на нефтехимических заводах. Полиэтилен, полипропилен и другие полиолефины при нагревании могут выделять вредные вещества, плохо влияющие на здоровье человека. В то же время свойства полиолефинов незаменимы, когда нужны одновременно низкая стоимость, долговечность и маленький вес готового изделия.

Развитие бимодальных технологий привело к созданию установок, позволяющих получать ПЭНД и ЛПЭВД в одном газофазном реакторе. Это позволяет на порядок снизить производственные расходы. Подавляющее большинство вводимых в ближайшие годы установки по производству полиэтилена будут иметь данную конфигурацию

На сегодняшний день главной характеристикой мирового рынка технологий производства полиолефинов становится консолидация и глобализация производителей. Этот процесс длится уже много лет, а в последние годы он значительно ускорился. Количество участников рынка сокращается и, как результат, только крупнейшие игроки имеют возможность разработать собственную технологию. Этот фактор резко снизил количество лицензированных технологий сторонних компаний. Вместе с тем, количество технологий для лицензирования растет.

Сегодня на мировом рынке присутствует несколько самых популярных технологий и десятки незапатентованных разработок. Среди наиболее известных лицензированных технологий, можно выделить следующие технологии:

Наиболее распространенные технологии производства полиэтилена

Лидирующими игроками на мировом рынке технологий производства полиолефинов (реакции полимеризации) являются Dow и Carbide. Технология компании Carbide, именуемая Unipol, является самой популярной технологией в мире. Другой не менее известной и широко применяемой технологией является Innovene, принадлежащей компании BP. Согласно обоих технологических процессов, мономер полимеризуется в газовой форме (газовая фаза).

Внедрение бимодальных технологий производства ПЭНД

Бимодальные технологии развиваются по большей части для производства ПНД. За последние десятилетия бимодальный ПНД завоевал популярность благодаря своей улучшенной способности к переработке и другим характеристикам. Основным недостатком бимодальных смол, что представляют большинство рынка ПНД, является необходимость использовать несколько реакторов для производства. Существующие каскадные реакторы имеет более низкую продуктивность по сравнению с жидкофазным процессом. Эволюция таких ключевых рынков как напорные трубы, высокомолекулярные пленки и др. привела к развитию бимодальных смол. Использование бимодальных смол увеличилось и представляет примерно 30% всего мирового рынка ПНД.

Значимость бимодальных смол привела к развитию новых технологий и катализаторов. Компания Univation разработала новую систему катализаторов Prodigy в 2003, которая позволяет получать бимодальные смолы в одном газофазном реакторе. Другие компании также начали разрабатывать бимодальных технологии с использованием одного реактора и ситемы катализаторов. Преимущества производства бимодальных смол в одном реакторе:
 Низкие капиталовложения
 Более низкие расходы на обслуживание производства.
 Система с одним реактором более проста в использовании по сравнению с каскадными реакторами
 Меньшее использование сомономеров
 Другие преимущества связанные с меньшим расходом других компонентов

Учитывая тот факт, что смолы, полученные с помощью системы с одним реактором, имеют такое же или лучшее качество, чем смолы, полученные с помощью традиционной многореакторной системой, можно заявить, что это является важным прорывом в развитии технологий.

Акцент на бимодальные технологии, возможно, воскресит процесс «Unipol II» компании Univation, который не оправдал возлагавшиеся на него ранее ожидания. Этот процесс включает в себя два газофазных реактора, расположенных последовательно.

Процесс “Advanced Sclairtech” компании Nova, представленный на канадском рынке, представляет собой другой бимодальный процесс производства. При данной технологии смолы имеют свойства схожие с металлоценовыми, но при этом металлоценовые катализаторы не используются. Полимеризация проходит в двух жидкофазных реакторах, расположенных последовательно.

Другие новые технологии

Некоторые компании рассматривают систему каскадных реакторов как источник увеличения продуктивности и расширения ассортимента продукции.

Компания Eastman Chemicals разработала катализатор, с помощью которого производятся пленкообразующие смолы, которые могут конкурировать с гексеновыми типами и даже с металлоценовыми ЛПВД пленками.

Компания Equistar также заявила об усовершенствовании процесса производства смол ПНД. Другие компании, включая DuРont и Japaneses R&D, занимаются разработкой новых систем катализаторов.

Внедрение металлоценовых катализаторов

Последние инновации в области катализа связаны с появлением металлоценов в1990-х годах. Такие катализаторы включают традиционные металлы: цирконий, титан, ванадий или палладий, однако они входят в так называемые координационные соединения, которые «запускают» рост полимеров. Типичным примером металлоцена является хлорид бис(циклопентадиенил)ванадия. В настоящее время эти катализаторы используются во всех четырех вариантах проведения полимеризации. Они позволили создавать новые сочетания сомономеров, в частности вводить в процесс стирол, акрилаты, монооксид углерода, винилхлорид и норборнен (циклический олефин, который способствует поперечному сшиванию полимерных молекул).

При производстве полиэтилена металлоцены обеспечивают целый ряд преимуществ. С их помощью уже получены сополимеры этилена, которые успешно внедряются в области, раньше полностью принадлежавшие более дорогостоящим пластикам. Кроме того, металлоценовые катализаторы усиливают действие катализаторов на основе оксида хрома и каталитических систем Циглера—Натта при получении ПЭВП и линейного ПЭНП. Это обеспечивает более совершенное регулирование свойств полимеров при нулевых дополнительных капиталовложениях, не считая стоимости катализатора.

Внедрение металлоценовых катализаторов («single-site») началось в средине 1990-х годов. Для продвижения на мировом рынке своего новшества Dow с BP, а Exxon-Mobil в свою очередь с Carbide подписали соглашения о внедрении металлоценов при производстве полиолефинов в газовых реакторах. В 1997 году Union Carbide и Exxon Mobil Corp, после успешной адаптации металлоценовых катализаторов, учредили предприятие Univation Technologies LLC (технология Univation) для реализации лицензий на технологии производства полиэтилена.

Другие более мелкие альянсы формировались на протяжении последних нескольких лет для распределения затрат по развитию новых технологий, особенно связанных с металлоценовыми катализаторами. Альянс, основанный на технологии газофазного процесса, был сформирован между компаниями Nova Chemicals и BP Chemicals для усовершенствования Ziegler Natta катализатора компании Nova NOVACAT-T. Это может в какой-то степени повлиять на исследования металлоценовых катализаторов

Металлоценовые катализаторы с единым центром полимеризации для производства полиэтилена

 Металлоценовые катализаторы или катализаторы с единым центром полимеризации характеризуются тем, что они способны контролировать равномерность длины полимерной цепочки и степень разветвления цепочки. Результатом этого является различная однородность полимеров в твердом состоянии, так как они меньше кристаллизуются, чем обычные гетерофазные полиэтилены.

 Контроль над молекулярной массой, добавление сомономера и кристаллическая структура позволяют производить смолы, удовлетворяющие различным потребностям.

Преимущества металлоценовых катализаторов:

 очень высокая активность катализатора, увеличивающая продуктивность
 однородная структура; улучшенные физические и оптические свойства
 низкий уровень экстрагируемости, что очень важно для таких областей применения как медицина и пищевая промышленность
 эффективное использование сомономера (равномерное распределение)
 комплексное использование сомономеров
 более дешевые сырьевые материалы, чем термоэластопласты, сополимеры этилена и винилацетата или мягкие ПВХ.

Перечисленные преимущества объясняют успех катализаторов с единым центром полимеризации на множествах рынках, например пищевая промышленность и медицина, а также то, что они успешно замещают дорогостоящие термоэластопласты и винилопласты.

Преградами для большего захвата рынка являются низкая способность к переработке и низкая прозрачность, по сравнению с обычным ПВД. Так как при использовании катализаторов с единым центром полимеризации структура полимера остается такой же, и получаются полимеры с узким распределением молекулярной массы. Проводятся различные исследования для того, чтобы решить проблему со способностью к переработке.

Также производители металлоценовых катализаторов столкнулись с двумя другими проблемами: (1) относительно высокая цена за единицу катализатора и (2) сильная экзотермическая реакция, сказывающаяся негативно на обычный газофазный реактор. Но эти проблемы были частично решены с появлением нового поколения катализаторов.

Полиэтилен, полученный с помощью катализаторов с единым центром полимеризации, будет представлять собой значительную часть мирового спроса на ЛПВД к 2009. Предполагается, что это будет около 20-25% спроса на ЛПВД к 2009.

Новые технологии производства полипропилена

Компания Basell объявила о новой технологии, которая называется “Spherizone”. Эта технология использует многозональный циркуляционный реактор (MZCR). При технологии MZRC используются два отдельных, но связанные между собой, реактора. То есть имеется несколько реакционных зон с различным временем выдерживания. Компания Basell утверждает, что данный процесс позволит улучшить жесткость, ударопрочность и другие свойства ПП. Помимо этого, при данном процессе могут производиться гомополимеры, мономодальные, бимодальные, статистические сополимеры. Процесс MZCR улучшает такие свойства как: жесткость, термоустойчивость, прочность расплава и мягкость. Компания Dow так же занялась разработкой производства ПП в жидкофазном процессе.

Металоценовые катализаторы для производства полипропилена

Также развивается использование металлоценовых катализаторов при производстве полипропилена. Как и в случае с полиэтиленом, ожидается, что металлоценовые катализаторы станут следующим поколением катализаторов. Новые свойства:

 Более низкая температура плавления
 Добавление новых сомономеров, таких как гексен-1
 Более высокая прозрачность продукции на выходе из реактора
 Возможность добиваться необходимых свойств уже в реакторе (например, более высокий уровень текучести расплава) без использования контроля над реологическими свойствами.

Для развития металлоценовых технологий для ПП был создан альянс между компаниями ExxonMobil и Basell. ExxonMobil преуспела в развитии металлоценов для волокон, в то время как Basell (благодаря своему прорыву Targor) укрепила позиции в сфере литьевого формования. Компания ATOFINA также является сильным игроком на рынке металлоценов для ПП.

Укрупнение масштабов производств

“Больше – значит лучше” данная фраза отражает движение и развитие технологий промышленности. Более крупные заводы могут обеспечить экономическую выгоду, если целевой рынок имеет несколько смол или же если производитель имеет несколько специализированных реакторных линий.

Как новые технологии отразятся на рынке

• Степень загрузки производственных мощностей ПЭВД значительно выше в некоторых мировых регионах, несмотря на более низкие показатели роста, по сравнению с другими видами полиэтилена. Причиной этому послужило сокращение количества производственных мощностей во всем мире. Большие затраты на установку реакторов высокого давления и на разработку катализаторов для ЛПЭВД служат причиной сокращения появления новых проектов по ПЭВД. По существу, увеличение производственных мощностей не намечается в течение периода прогноза.

• Многие из намеченных проектов на Ближнем Востоке ориентированы на производство ЛПЭВД и ПЭНД. Доступность сомономеров альфа олефинов высокого уровня (бутен, гексен, октен) в данном регионе будет влиять на тип производимого ЛПВД. Газофазные установки используют только бутен или гексен, а жидкофазные – только бутен или октен.

• Предложение ПЭВД продолжает расти на некоторых ключевых рынках и регионах. Необходимость производить ПЭВД будет продолжаться до тех пор, пока будет использоваться старое экструзионное оборудование для обработки ПЭВД. ПЭВД все еще представляет значительную долю спроса на полиэтилен. Но, в перспективе, спрос будет увеличивать по норме ниже ВВП на протяжении 2004-2009.

• Благодаря возможностям газофазных и жидкофазных технологий (возможность производить ЛПЭВД или ПЭНД в одном реакторе), количество производимого ЛПЭВД будет отличаться от ПЭНД, так как процент времени, когда реактор производит либо ЛПЭВД, либо ПЭНД, определяется непосредственно производителем.

• Новые производственные мощности, совмещающие в себе газофазный и жидкофазный процесс, позволяют получать продукцию со сравнительно низкими затратами, чем обычный ПЭВД. Сополимеры на основе бутена составляют самый большой объем ЛПЭВД, в то время как сополимеры на основе гексена – самый быстроразвивающийся сектор.

• ЛПЭВД продолжает проникать на рынок ПЭВД благодаря более низкой стоимости производства и улучшенным характеристикам. ЛПЭВД дает возможность производителям пленок получать продукцию более высокого качества, сокращая при этом затраты и использование сырьевых материалов.

• ЛПЭВД продолжит захватывать рынки ПЭВД, благодаря замещению старого экструзионного оборудования новым и усовершенствованиям в области технологии катализаторов.

• Западная Европа представляет собой самый большой рынок для ПЭВД во всем мире. Данный вид полиэтилена используется в первую очередь в секторе пленок и покрытий, и при обработке на не обновленном экструзионном оборудовании. В последние годы ЛПЭВД на основе металлоценов завоевывают рынок ПЭВД, особенно сополимеры этиленвинилацетата.

• Мировая торговля полипропиленом будет протекать по той же модели, что и торговля полиэтилена, где в экспорте главную роль будет играть Ближний Восток, а в импорте – Китай. Важное отличие заключается в том, что Северная Америка также станет ведущим экспортером полипропилена в 2009. Данный факт объясняется наличием большого количество мономера пропилена, полученного с нефтеперерабатывающих заводов в США.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на

Источник

Экструдированный полиолефин что это

Принцип получения рукавных пленок заключается в следующем: полимер расплавленный в цилиндре экструдера поступает в кольцевую головку через боковой вход фильеры меняя свое движение на 90 о С. В кольцевой фильере расплав полимера равномерно распределяется за счет винтового распределителя по всей окружности фильеры и выходит в виде цилиндрической заготовки. Затем заготовка раздувается с помощью воздуха подаваемого через отверстие в дорне. Рукав охлаждается с помощью равномерного обдува воздухом из специального обдувочного кольца установленном на фильере.

Технология производства экструзионного пенополистирола

На сегодняшний день образовался довольно большой спрос на эсктрузионный вспененный полистирол в связи с развитием строительства как частного, так и коммерческого. Вспененный полистирол обладает лучшими потребительскими свойствами по сравнению с обычным пенопластом, обладает практически нулевым влагопоглощением, повышенной жесткостью.

В зависимости от технологии производства вспененный полистирол бывает следующих типов:

Экструзия Плёнок стретч-худ

В последнее время стабильно набирает популярность упаковочная плёнка стретч-худ. Она медленно, но уверенно вытесняет собой стретч-пленку и термоусадочную пленку.

Термоусадочная пленка требует применения термокамер и термошкафов, по сравнению с ней для стретч-худа они не нужны, также она имеет более быстрый цикл упаковки.

По сравнению со стретч-плёнкой её отличает меньший расход материала на одну единицу упаковываемого товара и быстрота упаковки.

Единственным сдерживающим фактором быстрого распространения пленки стретч-худ является дороговизна упаковочного оборудования и необходимость пересмотра и перестройки линии по упаковке.

Экструзия стрейч пленки методом горячего полива на охлаждаемый барабан

Экструзия стрейч пленки.

Данную статью, я решил написать в связи с тем, что на предприятии где я работаю, решили наладить производство стрейч пленки. Естественно, как отпетый ПВХшник я столкнулся с целой кучей вопросов, так как передо мной стояла задача по запуску этого самого производства, а опыта соответственно не было…
Начну по порядку…

Источник

Полиолефины

Наиболее известные их представители: полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), полипропилен (ПП), сополимеры этилена с другими мономерами (ПП, винилацетатом), полибутен, поли-4-метилпентен и т.п.

Основными областями переработки полиолефинов являются:

Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) по объему производства и применения занимает ведущее место во всех странах мира.

Свойства ПЭНП в значительной степени определяются степенью разветвленности, которая характеризуется количеством ответвлений на 100 углеродных атомов.

Разветвленность цепи препятствует плотной упаковке макромолекул ПЭНП и уменьшает степень кристалличности, которая колеблется в интервале 55-70%. Другим важным показателем, на который влияет разветвленность цепи, является температура размягчения. Температура размягчения ПЭНП намного ниже температуры кипения воды, поэтому этот материал не может быть использован для контакта с кипящей водой или паром при стерилизации.

Полиэтилены низкой плотности применяются в изготовлении контейнеров и пленки для обертки и изготовления пластиковых пакетов. Получаемый из ПЭНП укрывной материал и пленки для мусорных мешков достигают толщины до 250 микрон. В изготовлении мешков для покупок используются пленки с вариацией по толщине примерно от 30 до 65 микрон. Для пакетов в магазинах самообслуживания достаточно толщины всего 10 микрон.

Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) синтезируется с использованием катализатора Циглера-Натта (комбинация триэтилалюминия и производ-ных титана).

Для ПЭВП характерно линейное строение, боковые цепи образуются, но они коротки и количество их невелико. Пленки на основе ПЭВП более жестки, менее воскообразны на ощупь, имеют большую плотность (0,96 г/см3) по сравнению с пленками на основе ПЭНП. Прочность при растяжении и сжатии выше, чем у ПЭНП, а сопротивление раздиру и удару ниже. Благодаря более плотной упаковке макромолекул проницаемость ПЭВП ниже, чем у ПЭНП примерно в 5-6 раз. По водопроницаемости ПЭВП уступает только пленкам на основе сополимеров винилхлорида и винилиденхлорида. По химической стойкости ПЭВП также превосходит ПЭНП (особенно по стойкости к маслам и жирам).

Одной из важнейших областей применения ПЭЗП является изготовление дутых экструдированных пустотелых сосудов (бочек, канистр, бутылей) для транспортирования и хранения кислот и щелочей, а также контейнеров для мусора.

Полипропилен (ПП) по свойствам приближается к ПЭВП, выгодно отличаясь от последнего меньшей плотностью, большой механической прочностью, жиро- и теплостойкостью, однако ПП значительно уступает ПЭ в морозостойкости.

Определяющим преимуществом применения ПП по сравнению с другими полиолефинами является более высокая температура плавления (170°С), что выражается в высокой теплостойкости материалов на его основе. Продукты, упакованные в ПП, кратковременно выдерживают температуру до 130°С. Последнее позволяет применять полипропилен в качестве упаковочного стерилизуемого материала.

Применяют неориентированные и ориентированные (в одном или в двух направлениях) ПП-пленки. Ориентированная пленка отличается высокой механической прочностью, особенно стойкостью к проколам, однако с трудом подвергается термической сварке, вызывая усадку материала в месте сварного шва. Ориентированную пленку из ПП используют в качестве защитного наружного слоя в многослойных материалах, а неориентированную ПП-пленку в качестве внутреннего термосвариваемого слоя. Неориентированные раздувные ПП-пленки наиболее широко применяют для упаковки текстильных товаров (трикотаж, рубашки, белье и т.д.). Их использование здесь обусловлено большей прозрачностью по сравнению с ПЭНП в сочетании с прекрасной свариваемостью на любых упаковочных машинах. Неориентированные ПП пленки применяют для упаковки медицинских изделий (особенно многоразового использования). Относительно высокая температура размягчения позволяет проводить автоклавную стерилизацию.

Крупнотоннажные сегменты рынка потребления ПП базируются на уникальных свойствах ориентированного ПП. К этим свойствам относятся более высокая прозрачность, высокие и барьерные свойства, более высокая ударная прочность (особенно при низких температурах) по сравнению с ПЭ. Для улучшения качества сварного шва ориентированный ПП покрывают другим полимером с более низкой температурой плавления. Часто для этой цели используют сополимер винилиденхлорида с винилхлоридом, как для покрытия пленок из целлофана. Покрытые и соэкструдированные ПП пленки используют для упаковывания печенья, где нужны особенно хорошие барьерные свойства к кислороду и водяным парам. Их же применяют для упаковки хрустящего картофеля и других видов сухих завтраков, предельно чувствительных к кислороду и парам воды. В такие пленки упаковывают кондитерские изделия и сигареты. Ориентированный ПП используют также для усадочных оберток, там, где нужен красивый внешний вид. Стоимость ПП-пленок выше, чем аналогичных изделий из ПЭНП; поэтому они применяют ся только там, где требуются большие прозрачность и блеск, чем может дать ПЭНП.

Источник