Примена и развој полипропилена за термоформирање у области паковања

1. Основни принципи и карактеристике термоформирања

Термоформисање је посебна метода обраде пластике за прераду термопластичних плоча у различите производе. Термопластична плоча се загрева да би омекшала, а затим се под притиском (вакуум или позитивни притисак) делује на површину калупа и добија облик сличан површини калупа. Након хлађења и обликовања, производ се сече да би се добио жељени облик. Термоформисање је брзо и уједначено, са кратким временом циклуса обликовања и ниским трошковима калупа, погодно за аутоматизацију и дугим временом производње, и сматра се најефикаснијом методом обраде са најнижом јединичном ценом међу методама обликовања пластике. Посебно уз континуирано побољшање процеса и опреме за термоформисање и интервенцију компјутерске симулације, термоформисање је постало главна метода обраде која се такмичи са бризгањем и дувањем. Последњих година постигнут је нови напредак у опреми за термоформисање. Џимин је представио опрему и процесе термоформирања изложене на К2013 у Немачкој, где су брзина, свестраност, технологија контроле и смањење трошкова постали кључне теме за нову опрему за термоформирање у паковању и индустрији.

Главне врсте термоформирања су: вакуумско обликовање, обликовање под притиском, обликовање помоћу клипа и њихове комбинације. На тржишту је све више термоформираних производа, као што су шоље, тањири, послужавници за храну, играчке, капе и кациге, делови кућних апарата, као и аутомобилски делови, архитектонски декоративни делови, хемијска опрема итд. У поређењу са бризгањем, термоформирање има предности високе ефикасности производње, ниских улагања у опрему и могућности производње производа са великим површинама. Главне пластике које се користе у термоформирању су полистирен (PS), поливинилхлорид (PVC), полиолефини као што су PE, PP, полиакрилати (PMMA) и целулоза као што је нитроцелулоза (NC), целулозни ацетат (CA) итд. Инжењерске пластике као што суакрилонитрил-бутадиен-стирен (ABS)Такође се користе. Стиренска пластика (ABS), поликарбонат (PC), итд. Развој висококвалитетног PP-а као што су висока транспарентност, висока чврстоћа топљења и мала искривљеност унапредио је примену и развој PP-а у области термоформирања.

2. Статус домаћег тржишта термоформирајуће амбалаже

Постоји више од 3,000 домаћих компанија за термоформирање паковања, од којих више од 300 има годишњу производњу од преко 1,000 тона. Око 70% фабрика са годишњим производним капацитетом од хиљада тона су самостално произведене плоче и интегратори термоформираних производа. PS (OPS) и полиетилен терефталат (PET) су главни спољни извођачи плоча, док неке способне фабрике производе сопствене PP, PS и PVC плоче, а мале фабрике спољне извођаче своје плоче. Термоформирани производи се углавном користе у паковању хране, паковању нехрамбених производа и сеченим плочама, а захтеви за сировинама варирају од примене до примене.

3. Развој ПП за термоформирање

Примена термоформирања ПП у домаћим условима почела је 1990-их и последњих година се брзо развија, са годишњом стопом раста од око 10%. Сада у Кини постоји много великих и познатих произвођача термоформирајуће пластичне амбалаже, као што је Japan Central Chemical, који су изградили погоне у Кини и пустили их у производњу, а њихови производи су углавном фокусирани на производе за термоформирање пластичне амбалаже средњег и високог квалитета. Тренутно у Кини недостају специјални ПП материјали посебно за процес термоформирања. Домаћи произвођачи производа за термоформирање углавном купују Т30С и друге модификоване смоле опште намене, али производи добијени постмодификацијом и производњом у индустријским размерама имају неуједначену контролу адитива, затезна својства не задовољавају захтеве, неуједначена дебљина зидова посуде приликом термоформирања, екструзиони премаз, каландрирање, увијање ивица и други проблеми, тешко је испунити висок квалитет и високе захтеве примене, али је такође тешко испунити потражњу за високим квалитетом и високим захтевима, а такође ограничава ефикасност производње предузећа за низводну прераду.

Специјални материјали за термоформирање из иностранства су углавном хомополимери, транспарентни случајни кополимери су ређи, а неке врсте имају дуге циклусе увоза, тако да домаћи произвођачи термоформирања ретко користе увезене материјале. Постојећа производња плоча произвођача термоформирајућих производа је углавном плоча ширине 600 мм, са напретком технологије машина за обликовање, ширина плоча се повећава, најшира може бити већа од 1000 мм, тако да способност плоча против топљења поставља веће захтеве. Решење у индустрији производа низводно је додавање одређеног процента полиетилена високе густине (PE-HD) обичном PP како би се побољшала отпорност плоча на топљење, али ова метода ће довести до неравномерног мешања и ограничене транспарентности производа. Домаћа индустрија термоформирања има све хитнију потражњу за PP сировинама са високим перформансама и ултра високом транспарентношћу.
Пре 2012. године, истраживање и развој високо транспарентних термоформујућих материјала у Кини су релативно заостајали. У то време, ситуација истраживања и развоја домаћих специјалних термоформујућих материјала наведена је у Табели 2.

Ниједан од ових специјалних материјала није даље обрађен због веће чврстоће растопа и шире расподеле молекулске тежине потребне за термоформирање, а неки нису произведени у великим размерама.

Последњих година, Tianjin Petrochemical је наставио да развија посебне материјале у области термоформирања ПП-а и постигао значајне економске и друштвене користи, додајући боју овој нишној области термоформирања.

Табела 4 приказује специјалне ПП материјале за термоформирање које је развило неколико петрохемијских постројења последњих година, а које су развили Shanghai Ru Xia New Material и свака петрохемијска фабрика за различите захтеве у различитим сегментима термоформирања. Произвођачи производа за термоформирање низводно су широко распрострањени, концентрација индустрије је ниска, постоји мало предузећа изнад обима, а потражња за низводним производима је диверзификована, а петрохемијска постројења имају сопствене планове за заказивање производње, тако да и даље постоје потешкоће у доброј координацији са узводним и низводним ланцима, али правац развоја индустрије термоформирања је с једне стране производња диференцираних низводних производа, а с друге стране коришћење специјалних материјала за производњу, како би се побољшао квалитет производа и побољшала стабилност квалитета производа. Развој и примена специјалних материјала за термоформирање су и даље перспективни.