PPA的應(yīng)用
發(fā)布時間：2014-05-09
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聚合物加工助劑（PPA）和穩(wěn)定劑體系能夠提高聚乙烯樹脂的性能從而使得聚乙烯這一用途為廣泛的聚合物的應(yīng)用領(lǐng)域得以繼續(xù)拓展，從單純的日常應(yīng)用延伸至以前不能實現(xiàn)的高性能應(yīng)用領(lǐng)域。
聚合物加工助劑有利于線型低密度聚乙烯（LLDPE）薄膜的生產(chǎn)，尤其對于加工性能不好的茂金屬線型低密度聚乙烯(mLLDPE)更為重要。PPA還在增加聚乙烯產(chǎn)出的同時降低了加工成本。
在聚合物的加工過程中，PPA遷移到擠塑鑄模和其他金屬表面可以起到潤滑作用，防止鑄模堵塞，減少聚合物熔融分解，保證了薄膜制品的強(qiáng)度和外觀完好。采用PPA后，一般可以使擠出生產(chǎn)線提速2～3倍，而且解決了消除生產(chǎn)LLDPE吹塑膜和注塑膜中的凝膠、黑點、外觀缺陷和鯊魚皮等問題，可以提高易加工的LDPE的摻混比例，降低薄膜的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。PPA增加的加工成本一般為0.01歐元／千克。
上對PPA的研究工作進(jìn)展很快，幾年前，氟聚合物和氟彈性體PPA已經(jīng)開始應(yīng)用。一些新型PPA可大幅提高聚合物的性能。2002年9月，、杜邦一陶氏彈性體公司向市場投放了采用專有技術(shù)生產(chǎn)的流變改性的氟彈性體VitonFreeflow系列產(chǎn)品，其用量比傳統(tǒng)加工助劑用量少。新型助劑顆粒圓粒徑大，能夠更有效的包覆在鑄模表面，成為更加耐磨和更具應(yīng)用價值的顏料和添加劑。助劑初的應(yīng)用集中在吹塑薄膜，但現(xiàn)在看來，應(yīng)用于注塑薄膜同樣具有優(yōu)越性，可以使加工商在提高產(chǎn)品性能的同時，節(jié)省10％以上的PPA成本。
2002年2月，泰良公司也增加了兩種氟彈性體PPA系列新產(chǎn)品，對彈性體分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，比目前同類助劑提高效率20％～30％，降低了使用成本。2003年上半年，泰良公司向推出一種低成本的氟聚合物PPA。這是一種全氟化聚合物。分子結(jié)構(gòu)與其他的有所不同。另外，泰量公司還致力于研究一種協(xié)合劑，減少物料內(nèi)部相互作用，預(yù)計為2003年底或2004年投放市場。
阿托菲納已經(jīng)開發(fā)成功一種氟聚合物Kynar Flex 2500,其熔點比其他Kynar系列的加工助劑的熔點低25℃，分散性能更好，專門為歐洲生產(chǎn)LLDPE和HDPE薄膜加工商而定制開發(fā)生產(chǎn)，可望于2004年實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。
美國Saint-gobain Advanced Ceramic公司正致力于研究一種氮化硼基PPA，并且命名為“CarboGide”．專為加工茂金屬LLDPE吹塑薄膜而設(shè)計的，具有更高擠出速率和更好的尺寸控制性能，可以控制摩擦，公司的科研人員仍在繼續(xù)優(yōu)化“CarboGlide”配方。另一種專門用于中相對分子質(zhì)量高密度聚聚乙烯（MMW－HDPE）吹塑薄膜以及茂金屬HDPE吹塑薄膜加工的PPA也正在研制中。該P(yáng)PA主要用來提高薄膜的光澤、透明度、硬度和阻濕性能。
用于聚乙烯的包裝穩(wěn)定劑也在不斷改進(jìn)，并將進(jìn)一步擴(kuò)大聚乙烯薄膜的應(yīng)用范圍。2003年三季度，大湖公司預(yù)計將投放一種包裝穩(wěn)定劑，專門用來防止鉻催化劑生產(chǎn)的HDPE薄膜顏色降解。顏色的改變，直接影響了薄膜在對顏色高敏感的應(yīng)用領(lǐng)域如食品和化妝品包裝中的應(yīng)用。今年，還將商業(yè)化生產(chǎn)一種含有防濕添加劑的包裝。該包裝可以防止薄膜在高濕地區(qū)吸濕。
2003年2月，瑞士汽巴（Ciba）精細(xì)化學(xué)品公司推出了一種包裝穩(wěn)定劑用于HDPE吹塑薄膜。這種穩(wěn)定劑不含壬基酚，性能優(yōu)越，不僅能滿足市場對環(huán)境友好穩(wěn)定劑的需求，而且減少起霜和凝膠。與此同時，科萊恩（Cledant）公司也向市場投放了另一種穩(wěn)定劑，該穩(wěn)定劑總體上可以幫助用戶節(jié)約15％－20％的費用，有的個案節(jié)約高達(dá)40％的費用。這一系列新型加工助劑的開發(fā)與應(yīng)用，使傳統(tǒng)的聚乙烯材料在許多應(yīng)用領(lǐng)域，煥發(fā)出新的活力。
一些新型氟聚合物和氟彈性體的PPA預(yù)計將大幅提高聚合物的性能。2002年9月，杜邦——陶氏彈性體公司向市場投放了采用專有技術(shù)生產(chǎn)的VitonFreeFlowZloo和Z200兩種助劑，這兩種PPA本身就是流變改性的氟彈性體，并且所需用量比傳統(tǒng)加工助劑少。新型助劑顆粒更圓，且粒徑更大，這使得它們能夠更有效地包覆在鑄模表面，成為更加耐磨和更具應(yīng)用價值的顏料和添加劑。VitonFreeFlow助劑初的應(yīng)用集中在吹塑薄膜，但現(xiàn)在看來，應(yīng)用于注塑薄膜同樣具有優(yōu)越性。
VitonFreeFlowZ100和Z200的價格相同，Z100使用作為表面活性劑，但用量低于其他PPA，Z200則使用專有的聚已酸內(nèi)酯基表面活性劑，該表面活性劑具有更高的耐氧化和耐熱穩(wěn)定性，不增加加工產(chǎn)品異味，而且事實上消除了螺紋滑動現(xiàn)象。公司表示使用VitonFreeFlow加工助劑可以使加工商節(jié)省10%以上的PPA成本，并且能夠提高產(chǎn)品性能。
2002年2月，泰良公司也為PPA系列增加了2種新產(chǎn)品。該公司表示這兩種PPA名稱尚未起好，但可比目前同類助劑提高效率20%～30%，從而降低了使用成本。該種助劑性能的提高來自于彈性體分子結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，而非助劑顆粒大小的改變。
另外，泰良公司還致力于研究一種粘合劑。該粘合劑能夠調(diào)節(jié)物料內(nèi)部相互作用，可將彈性體吸附在無機(jī)粒子上，養(yǎng)活氟彈性體的磨損，還可降低改換樹脂填充劑的頻率。該粘合劑投放市場的時間預(yù)計為2003年底或2004年。
聚合物加工商目前已轉(zhuǎn)向使用氟聚合物或彈性體PPA。阿托菲納公司已經(jīng)開發(fā)成功了KynarFlex2500氟聚合物，其熔點比其他Kynar系列的加工助劑熔點低25℃,分散性能更好。KynarFlex2500的生產(chǎn)成本也增加了大約10%～15%，它是專門為歐洲加工商用來生產(chǎn)LLDPE和HDPE薄膜而定做的。阿托菲納公司希望能夠盡快商業(yè)化生產(chǎn)。KynarFlex2500，早可于2004年投產(chǎn)。該產(chǎn)品在加工過程中因二氧化鈦和二氧化硅摩擦料桶和螺紋表面，從而影響了PPA的效果。為了解決這一問題，阿托菲納公司發(fā)明了一種改性KynarFlex配方。
2003年上半年，泰良公司計劃向市場推出一種低成本的氟聚合物PPA。這是一種全氟化聚合物，聚合物分子結(jié)構(gòu)也與其他產(chǎn)品有所不同。
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研究開發(fā)新型PPA
美國紐約Saint-GobainAdvancedCeramics公司正在致力于研究一種氮化硼基PPA，命名為“CarboGlide”。該P(yáng)PA是專為用于加工茂金屬LLDPE吹塑薄膜而設(shè)計的。“CarboGlide”具有更高擠出速率和更好的尺寸控制性能，可以控制摩擦情況。然而其商業(yè)化前景卻不明朗，原因是有一種新型氟彈性體PPA已投放市場，且性能幾乎與“CarboGlide”相當(dāng)。因此Saint——GobainAdvancedCeramics公司的科研人員仍在繼續(xù)優(yōu)化“CarboGlide”配方。
科研人員正在研制一種專門用于中分子量高密度聚乙烯（MMW-HDPE）吹塑薄膜以及茂金屬HDPE吹塑薄膜加工的PPA。該P(yáng)PA主要用來改善初始薄膜的性能，從而提高薄膜產(chǎn)品的光澤、透明度、硬度和阻濕性能。目前，位于美國德克薩斯州Houston的EquistarChemical（量子化學(xué)）公司生產(chǎn)出了含有專用PPA的3個等級的MMW-HDPE薄膜樣品。
包裝穩(wěn)定劑不斷改進(jìn)
2003年三季度，大湖公司預(yù)計將投放一種包裝穩(wěn)定劑“AnoxProcessPlus”。這是專門為了防止薄膜出現(xiàn)褪色，而褪色在鉻催化劑生產(chǎn)的HDPE中經(jīng)濟(jì)發(fā)生。大湖公司認(rèn)為鉻的顏色容易改變，從而影響了薄膜在對顏色高度敏感的應(yīng)用領(lǐng)域如食品和化妝品包裝中的應(yīng)用。
今年還將商業(yè)化生產(chǎn)一種含有防濕添加劑包裝產(chǎn)品，可以防止薄膜在高濕地區(qū)吸濕。防濕添加劑具有更長的使用壽命，并能減少加工難度。
今年2月，瑞士汽巴特種化學(xué)品公司推出了一種包裝穩(wěn)定劑IrgastabFilmeNPO,用于LLDPE吹塑薄膜。這種穩(wěn)定劑主要原料是固體非亞磷酸（三基）酯（non-TNPP），取代了Irgafos168TNPP配方。IrgastabFilmeNPO具有很高的性能。
同時，法國科萊恩公司也向市場投放了一種穩(wěn)定劑。而且，該穩(wěn)定劑總體上可以幫助用戶節(jié)約15%～20%的費用，有的費用節(jié)約高達(dá)40%。
