Chất dẻo phân hủy sinh học có thể được chia thành chất dẻo phân hủy dựa trên sinh học và chất dẻo phân hủy từ dầu mỏ tùy theo nguồn thành phần của chúng. Chúng đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như bộ đồ ăn dùng một lần, bao bì, nông nghiệp, ô tô, chữa bệnh, dệt may… Hiện các nhà sản xuất hóa dầu lớn trên thế giới đã triển khai. Nhựa phân hủy sinh học cố gắng nắm bắt trước các cơ hội thị trường. Vì vậy, nếu những người bạn của chúng ta trong ngành nhựa muốn có được một phần của ngành vật liệu phân hủy sinh học, chúng ta nên tiến hành như thế nào? Làm thế nào để phân biệt giữa nhựa sinh học và nhựa có thể phân hủy từ dầu mỏ? Thành phần và công nghệ nào trong công thức sản phẩm là chìa khóa, và trong điều kiện nào thì các vật liệu khó phân hủy có thể phân hủy đạt tiêu chuẩn ......
Polypropylene (Polypropylene) là một loại vật liệu polyme được sử dụng rộng rãi, gọi tắt là PP, có đặc tính nhiệt dẻo tốt hơn. Do đặc tính vật lý không màu, không mùi và không độc hại, nó hiện được sử dụng làm chất dẻo đa dụng nhẹ. Polypropylene có hiệu suất tuyệt vời, an toàn và không độc hại, nguyên liệu thô dễ kiếm và chi phí thấp, sản phẩm chế biến là vật liệu nhẹ và thân thiện với môi trường. Nó đã được sử dụng trong bao bì sản phẩm, nguyên liệu hóa chất, phụ tùng ô tô, đường ống xây dựng và các lĩnh vực khác.
1. Giới thiệu về quy trình sản xuất các sản phẩm từ polypropylene
Vào những năm 1950, bắt đầu nghiên cứu về công nghệ tổng hợp polypropylene. Từ phương pháp trùng hợp dung môi truyền thống nhất (còn được gọi là phương pháp bùn) đến một phương pháp trùng hợp dung dịch tiên tiến hơn, nó đã phát triển thành phương pháp trùng hợp hàng loạt pha lỏng và pha khí hiện nay. Với sự phát triển không ngừng của quá trình sản xuất, quá trình trùng hợp dung môi nguyên thủy nhất Định luật không còn được sử dụng trong công nghiệp.
Trong suốt công nghệ sản xuất polypropylene tiên tiến của thế giới, sản lượng polypropylene hàng năm của basell vượt quá 50% tổng sản lượng của thế giới, chủ yếu sử dụng quy trình trùng hợp pha khí vòng kép Spheripol; Ngoài ra, quá trình tổng hợp polypropylene Spherizone do basell tiên phong đã được phát triển và đưa vào sản xuất. Công nghệ, quy trình tổng hợp polypropylene Borstar do Borealis phát triển và đưa vào sản xuất đã được sử dụng rộng rãi.
1.1 Quy trình Spheripol
Công nghệ polypropylene pha khí vòng kép Spheripol do basell phát triển và đưa vào vận hành là loại quy trình tổng hợp polypropylene mới có kinh nghiệm nhất. So với quy trình sản xuất truyền thống, các sản phẩm polypropylene được tạo ra có chất lượng tốt hơn và sản lượng lớn hơn.
Tổng cộng bốn thế hệ chất xúc tác đã được cải tiến. Hiện tại, một lò phản ứng tổng hợp polypropylene với cấu trúc vòng kép đã được hình thành, và nhiều loại sản phẩm polypropylene tuyệt vời đã được sản xuất trên cơ sở quy trình này. Cấu trúc ống vòng kép có thể thu được các sản phẩm polypropylene với hiệu suất tốt hơn bằng cách thay đổi áp suất trong quá trình tổng hợp, và nhận ra sự điều hòa khối lượng của các đại phân tử polypropylene và hình thái của các đại phân tử polypropylene; chất xúc tác thế hệ thứ tư thu được sau nhiều lần cải tiến, Sản phẩm polypropylene được xúc tác có độ tinh khiết cao hơn, tính chất cơ học tốt hơn và khả năng chống mài mòn cao hơn.
Do sử dụng cấu trúc phản ứng ống vòng kép, hoạt động sản xuất có thể thuận tiện hơn; áp suất phản ứng tăng lên, do đó hàm lượng hydro trong toàn bộ quá trình sản xuất được tăng lên, điều này cải thiện các tính chất khác nhau của các sản phẩm polypropylene ở một mức độ nhất định; Đồng thời, dựa trên cấu trúc ống vòng kép tuyệt vời Nó có khả năng tạo ra các đại phân tử chất lượng tương đối cao hơn và các sản phẩm polypropylene chất lượng nhỏ hơn, do đó phạm vi phân bố trọng lượng phân tử của các sản phẩm polypropylene được tạo ra lớn hơn và thu được polypropylene sản phẩm đồng nhất hơn.
Cấu trúc này có thể thúc đẩy tốt hơn sự truyền nhiệt giữa các vật liệu phản ứng. Nếu kết hợp với các chất xúc tác metallocene cao cấp hơn, các sản phẩm polypropylene với hiệu suất tốt hơn sẽ được điều chế trong tương lai. Cấu trúc lò phản ứng vòng kép nâng cao hiệu quả sản xuất, giúp quá trình sản xuất thuận tiện và linh hoạt hơn, ở một mức độ nhất định làm tăng sản lượng sản phẩm polypropylene.
1.2 Quy trình Spherizone
Do nhu cầu gia tăng hiện nay đối với polypropylene hai phương thức, basell đã phát triển một quy trình sản xuất hoàn toàn mới. Quy trình Spherizone chủ yếu được sử dụng để sản xuất polypropylene hai phương thức. Sự đổi mới chính của quy trình sản xuất là trong cùng một lò phản ứng, lò phản ứng được phân vùng, và nhiệt độ phản ứng, áp suất phản ứng và áp suất phản ứng trong từng vùng phản ứng có thể được kiểm soát riêng. Nồng độ hydro được lưu thông trong vùng phản ứng với các điều kiện sản xuất khác nhau và điều kiện sản xuất có thể kiểm soát được trong quá trình tăng trưởng liên tục của chuỗi phân tử polypropylene khi tổng hợp polypropylene. Một mặt, polypropylene sinh học với hiệu suất tốt hơn được tổng hợp. Mặt khác, sản phẩm polypropylene thu được có độ đồng đều tốt hơn.
1.3 Quy trình Borstar
Quy trình tổng hợp polypropylene Borstar dựa trên quy trình tổng hợp polypropylene của Tập đoàn basell bởi Borealis, dựa trên lò phản ứng cấu trúc vòng kép, và lò phản ứng tầng sôi pha khí được kết nối nối tiếp cùng một lúc, do đó sản xuất polypropylene với hiệu suất tốt hơn . sản phẩm.
Trước đó, tất cả các quá trình tổng hợp polypropylene đều kiểm soát nhiệt độ phản ứng ở khoảng 70 ° C để tránh tạo bọt trong quá trình sản xuất và làm cho sản phẩm polypropylene đồng nhất hơn. Quy trình Borstar do Borealis thiết kế cho phép nhiệt độ hoạt động cao hơn, thậm chí có thể vượt quá giá trị tới hạn của hoạt động propylene. Sự gia tăng nhiệt độ cũng thúc đẩy sự gia tăng áp suất vận hành, và hầu như không có bong bóng trong quá trình này, đó là một loại hiệu suất. Đó là một quá trình tổng hợp polypropylene tuyệt vời.
Các đặc điểm hiện tại của quá trình được tóm tắt như sau: Thứ nhất, hoạt tính của chất xúc tác cao hơn; thứ hai, lò phản ứng pha khí được kết nối nối tiếp trên cơ sở lò phản ứng ống vòng kép, có thể kiểm soát thuận tiện hơn khối lượng phân tử và hình thái của đại phân tử tổng hợp; Thứ ba, mỗi pic thu được trong quá trình sản xuất polypropylene hai phương thức có thể đạt được sự phân bố khối lượng phân tử hẹp hơn, và chất lượng sản phẩm hai phương thức tốt hơn; thứ tư, nhiệt độ hoạt động được tăng lên, và các phân tử polypropylene bị ngăn cản không thể hòa tan trong Hiện tượng propylene sẽ không làm cho các sản phẩm polypropylene dính vào thành trong của lò phản ứng.
2. Tiến bộ trong việc ứng dụng polypropylene
Polypropylene (Polypropylene) đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như đóng gói sản phẩm, sản xuất nhu yếu phẩm hàng ngày, sản xuất ô tô, vật liệu xây dựng, thiết bị y tế, ... do quy trình sản xuất thuần thục, nguồn nguyên liệu rẻ và dễ kiếm, an toàn, không -sản phẩm độc hại và thân thiện với môi trường. Do hiện nay theo đuổi cuộc sống xanh và nhiều yêu cầu hơn về bảo vệ môi trường, polypropylene đã thay thế nhiều vật liệu kém thân thiện với môi trường.
2.1 Phát triển các sản phẩm polypropylene cho đường ống
Ống polypropylene copolymer ngẫu nhiên, còn được gọi là PPR, là một trong những sản phẩm polypropylene được yêu cầu nhiều nhất hiện nay. Nó có tính chất cơ học tốt và khả năng chống va đập mạnh. Ống được chế biến từ nó làm nguyên liệu thô có độ bền cơ học cao, trọng lượng nhẹ và chống mài mòn. Chống ăn mòn và thuận tiện cho quá trình chế biến tiếp theo. Bởi vì nó có thể chịu được nhiệt độ cao và nước nóng, nó có tuổi thọ lâu dài dựa trên kiểm tra chất lượng, chất lượng sản phẩm tốt và độ ổn định cao, và nó đã được sử dụng rộng rãi trong vận chuyển nước lạnh và nước nóng.
Do tính năng ổn định, độ an toàn và độ tin cậy cao cùng với giá cả hợp lý, nó được Bộ Xây dựng và các cơ quan ban ngành liên quan liệt kê là vật liệu lắp đặt đường ống được khuyến nghị. Nên thay thế dần các loại ống truyền thống bằng các loại ống xanh bảo vệ môi trường như PPR. Theo sáng kiến của chính phủ, đất nước của tôi hiện đang được xây dựng. Hơn 80% khu dân cư sử dụng ống xanh PPR. Với sự phát triển nhanh chóng của ngành xây dựng nước tôi, nhu cầu sử dụng ống PPR cũng ngày càng tăng cao. Theo thống kê, nhu cầu trung bình hàng năm khoảng 200kt.
2.2 Phát triển các sản phẩm polypropylene màng
Các sản phẩm phim cũng là một trong những sản phẩm polypropylene được yêu cầu nhiều nhất. Sản xuất phim là một cách quan trọng cho các ứng dụng polypropylene. Theo thống kê, khoảng 20% lượng polypropylene được sản xuất mỗi năm được sử dụng để sản xuất phim. Vì màng polypropylene ổn định và thân thiện với môi trường, nó có thể được sử dụng trong nhiều loại bao bì sản phẩm, làm vật liệu cách nhiệt khác nhau trong các sản phẩm chính xác và cũng có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như vật liệu xây dựng. Đặc biệt trong những năm gần đây, vật liệu màng polypropylene có giá trị gia tăng cao hơn đã được phát triển. Ví dụ, màng polypropylene đồng trùng hợp bậc ba propylene-ethylene-1-butene có thể được sử dụng cho lớp niêm phong nhiệt ở nhiệt độ thấp, có nhu cầu thị trường lớn hơn.
So với các vật liệu lớp keo nhiệt dạng phim truyền thống, nó cũng có thể đạt được độ bền cơ học và khả năng chống va đập tốt hơn. Có nhiều loại sản phẩm phim, và các loại phim tiêu biểu đang có nhu cầu lớn hơn là: màng BOPP định hướng hai trục, Màng CPP polypropylene đúc, màng CPP chủ yếu được sử dụng để đóng gói thực phẩm và dược phẩm, màng BOPP chủ yếu được sử dụng để đóng gói sản phẩm và sản xuất các sản phẩm kết dính. Theo số liệu, Trung Quốc hiện có nhu cầu nhập khẩu khoảng 80 nghìn tấn vật liệu polypropylene dạng màng mỗi năm.
2.3 Phát triển các sản phẩm polypropylene cho xe cộ
Vật liệu polypropylene sau khi được biến tính có tính chất gia công tốt hơn, độ bền cơ học cao, có thể duy trì hoạt động tốt sau nhiều lần va chạm. Nó phù hợp với khái niệm phát triển về an toàn và bảo vệ môi trường. Vì vậy, nó đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực ô tô.
Hiện tại, các sản phẩm polypropylene được sử dụng trong các bộ phận ô tô khác nhau như bảng điều khiển, vật liệu nội thất và cản. Các sản phẩm polypropylene biến tính hiện đã trở thành sản phẩm nhựa chính cho phụ tùng ô tô. Đặc biệt, vẫn còn khoảng cách lớn về vật liệu polypropylene cao cấp và triển vọng phát triển rất lạc quan.
Với sự cải thiện liên tục các yêu cầu hiện tại của Trung Quốc đối với sản xuất ô tô và nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường trong lĩnh vực sản xuất ô tô, sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô phải giải quyết được vấn đề tái chế và tái sử dụng vật liệu polypropylene cho ô tô. Những vấn đề chính của các sản phẩm polypropylene được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô Do thiếu nguồn cung cấp các sản phẩm polypropylene cao cấp, nên các sản phẩm polypropylene phải xanh, thân thiện với môi trường, không ô nhiễm, có khả năng chịu nhiệt cao hơn, độ bền cơ học cao hơn và chống ăn mòn hóa học mạnh hơn.
Vào năm 2020, Trung Quốc sẽ thực hiện tiêu chuẩn "Quốc gia VI", và việc phát triển ô tô hạng nhẹ sẽ được thực hiện. Sản phẩm polypropylene tiết kiệm chi phí và nhẹ. Chúng sẽ có nhiều lợi thế hơn và sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong ngành công nghiệp ô tô.
2.4 Phát triển các sản phẩm polypropylene y tế
Vật liệu tổng hợp Polypropylene an toàn và không độc hại, chi phí sản xuất thấp hơn và thân thiện với môi trường hơn khi sử dụng. Do đó, nó hầu hết được sử dụng trong việc chuẩn bị các sản phẩm y tế dùng một lần khác nhau như bao bì thuốc, ống tiêm, chai truyền dịch, găng tay và ống trong suốt trong thiết bị y tế. Việc thay thế vật liệu kính truyền thống về cơ bản đã đạt được.
Với yêu cầu ngày càng cao của công chúng về điều kiện y tế và đầu tư ngày càng tăng của Trung Quốc vào nghiên cứu khoa học cho thiết bị y tế, mức tiêu thụ các sản phẩm polypropylene trên thị trường y tế sẽ tăng lên rất nhiều. Ngoài việc sản xuất các sản phẩm y tế tương đối thấp như vậy, nó cũng có thể được sử dụng để chuẩn bị các vật liệu y tế cao cấp như vải không dệt y tế và nẹp thận nhân tạo.
3. Tóm tắt
Polypropylene là vật liệu polyme được sử dụng rộng rãi với công nghệ sản xuất hoàn thiện, nguồn nguyên liệu rẻ, dễ kiếm, sản phẩm an toàn, không độc hại, thân thiện với môi trường. Nó đã được sử dụng trong đóng gói sản phẩm, sản xuất nhu yếu phẩm hàng ngày, sản xuất ô tô, vật liệu xây dựng, thiết bị y tế và các lĩnh vực khác. .
Hiện tại, hầu hết các thiết bị sản xuất polypropylene, quy trình sản xuất và chất xúc tác ở Trung Quốc vẫn sử dụng công nghệ nước ngoài. Việc nghiên cứu về thiết bị và quy trình sản xuất polypropylene cần được đẩy mạnh và trên cơ sở tiếp thu những kinh nghiệm xuất sắc, cần thiết kế một quy trình sản xuất polypropylene tốt hơn. Đồng thời, cần tăng cường đầu tư cho nghiên cứu khoa học, phát triển các sản phẩm polypropylene có hiệu suất tốt hơn và giá trị gia tăng cao hơn, nâng cao năng lực cạnh tranh cốt lõi của Trung Quốc.
Được thúc đẩy bởi các chính sách bảo vệ môi trường, việc ứng dụng nhựa phân hủy sinh học trong bộ đồ ăn dùng một lần, bao bì, nông nghiệp, ô tô, điều trị y tế, dệt may và các lĩnh vực khác đang mở ra những cơ hội mới để phát triển thị trường.
