Металлоцены продвигаются вперед

PP, который производится с помощью металлоценовых катализаторов (mPP), до сих пор был компонентом для использования в некоторых нишах отдельных специальных рынков, но, возможно, эта ситуация вот-вот изменится.

Металлоценовые полипропилены более знакомого изотактичексого типа mPP в настоящее время вышли за рамки употребления в нетканых волокнах, они могут использоваться для литьевого формования и производства пленок. Скоро будут представлены марки для выдувного формования с раздувом и горячего формования.

Для таких разрешенных mPP для контактов с пищевыми продуктами марок характерны более высокие температура допустимой деформации и модуль упругости при изгибе, чем у традиционных гомополимеров.

Ожидается разработка металлоценового катализатора, над которым работает компания ExxonMobil, и который позволит адаптировать распределение молекулярной массы mPP и производить смолы с относительной MFR, аналогичной той, которая получается при использовании традиционных катализаторов Циглера - Натта. Предложены гомополимеры mPP для производства пленки и литьевого формования, для которых характерны прозрачность, термостойкость и хорошая жесткость, а также изготовляемые в реакторе смолы с высокой прочностью расплава для горячего формования и выдувного формования с растяжкой и раздувом. Смолы для производства пленок с лучшим соотношением прозрачности и жесткости могут составить конкуренцию статистическим сополимерам. mPP являются гомополимерами с необычным сочетанием жесткости, высокой прозрачности и низкой степени коробления.

У материалов mPP улучшенные оптические свойства, которые сочетаются с высокой прочностью, низкой степенью коробления и улучшенной барьерной устойчивостью. В число целевых применений входят: футляры для DVD и CD-ROM, контейнеры и косметические товары.

По словам руководителя проекта Metocene д-ра Дэвида Фишера, следующими mPP, которые появятся, будут реакторные марки со сверхвысокой MFR. Также в разработке находятся ударопрочные сополимеры для литьевого формования, которые будут сочетать оптические свойства mPP с хорошей ударопрочностью при температуре ниже точки замерзания.

Три компании сейчас предлагают изотактические марки mPP в США, а одна из них только что после долгих лет разработки начала коммерческое использование первых в отрасли синдиотактических PP (sPP). Создание такой абсолютно новой формы полимеров стало возможным с приходом металлоценов.

На состоявшейся в феврале в Хьюстоне международной конференции по полиолефинам SPE (Общества инженеров по переработке пластмасс), AtoFina Petrochemicals запустила свою линию sPP, в которую изначально входили три вида пленочных/листовых смол и одна марка для литьевого формования, которые производятся в Лапорте, Техас.

Смолы sPP компании Finaplas представляют собой сополимеры с более низкой по сравнению со стандартными изотактическими РР кристалличностью. Сообщается, что их уникальная молекулярная структура дает исключительные глянец и прозрачность (см. график напротив), более низкую температуру плавления (265 F), и более низкие уровни извлечения. Эти полимеры могут похвастаться прекрасной ударопрочностью при комнатной температуре (значения с надрезом по Изоду 11-12 ф-фн/дюйм.) и значительно большей, чем у изотактических РР, мягкостью. Менеджер по маркетингу Джо Шардл говорит, что последнее свойство позволяет участвовать в конкурентной борьбе с другими материалами с низкой температурой плавления, такими как эластичные PVC. Мягкие sPP также являются альтернативой семейству Rexflex FPO (эластичных полиолефинов), которое ранее производилось компанией Rexene Polyolefins до ее приобретения Huntsman, и производство которого было прекращено.

Schardl сообщает, что sPP также обнаруживает потенциал для использования в качестве соэкструзионного соединительного слоя или же улучшающего совместимость агента в смесях PP или PE с ABS, поликарбонатом или TPU. Для этой цели у AtoFina имеется разработанный функционализированный sPP, SM7-001, привитый сополимризацией с малеиновым ангидридом.

Новое поколение катализаторов Циглера-Натта

Компания AtoFina использует новый катализатор Циглера-Натта для получения гомополимера для выдувной пленки с высокой кристалличностью (марка 3270), имеющего более высокую обрабатываемость, барьерные свойства и жесткость, чем у марки 3276. Новая смола обладает модулем упругости при изгибе 560,000 фунтов на кв. дюйм, прочностью на разрыв 33,000 фунтов на кв. дюйм, а также скоростью проницаемости водяных паров (MVTR) 0.2 г/100 кв. дюйм/24 ч/мил.

Помимо своей работы с металлоценами, ExxonMobil также имеет новую технологию с использованием катализатора Циглера-Натта (Z-N), на основе которой производятся такие марки как PP4792 E1, марка OPP с более простой обработкой, применимая для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами. У смолы со скоростью течения расплава 2.7, 1% секущий модуль в 119,000 фунтов на кв. дюйм MD и 120,000 фунтов на кв. дюйм TD, коэффициент трения >1, значение дымчатости 1.0%, а также глянцевость 89.

Phillips Sumika Polypropylene Co. (PSPC), подразделение Chevron Phillips Chemical, использует улучшенные варианты катализаторов Z-N для расширения ассортимента продукции. Одним из них является усовершенствованный гомополимер для экструзии и горячего формования. Marlex HNZ-02, марка со структурообразователем и 2-MFR, выглядит многообещающе в качестве альтернативы статистическим сополимерам при производстве контейнеров для пищевых продуктов на одну порцию от 4 унций до 1 кв. Д-р Чарльз Кэпшью из отдела технического обслуживания PSPC говорит, что HNZ-02 дает хорошую прозрачность в сочетании с хорошей жесткостью гомополимера (модуль упругости при изгибе составляет 230,000 фунтов на кв. дюйм).

Huntsman представила семейство статистических сополимеров медицинских марок, производимых с использованием технологии с жидким бассейном Rexene и катализаторов Циглера-Натта четвертого поколения. По словам директора по полипропилену Стива Литерланда, Rexene 13M11A представляет собой марку для литьевого формования с 1-MFR для изготовления фармацевтической и электронной упаковки (например, контейнеров для хранения кремниевых интегральных схем). У нее модуль упругости при изгибе 150,000 фунтов на кв. дюйм и ударопрочность по Изоду с разрезом 1 ф-фн/дюйм.

Имеются также три смолы для литьевого формования, экструзии и формования с раздувом и вытяжкой Rexene. У марок 23M2A, 23M2ACS 198, и 23M2ACS 038 скорость течения расплава 2 и модуль упругости при изгибе 150,000 фунтов на кв. дюйм, а также различные добавки для упаковки определенных лекарственных препаратов, включая и кошерные. Для этих смол характерны повышенная жесткость, стабильность окраски и термостойкость, которые позволяют осуществлять автоклавирование и этилен-оксидную стерилизацию.

Basell также скоро запустит в Италии первую установку коммерческого уровня для использования своей абсолютно новой технологии изгиба а петлю в газовой фазе. Сообщается, что технология с использованием многозонового циркуляционного реактора (MZCR) (PT, март '02, стр. 35) является уникальной с точки зрения своей способности производить однородный продукт с усовершенствованными параметрами эксплуатационных характеристик. MZCR, который будет устанавливаемым при модернизации к лицензированным Basell полипропиленовым установкам, является шагом вперед по сравнению с технологией Basell, с использованием мультиреактора Catalloy. Его можно использовать для изготовления бимодальных гомополимеров, статистических и ударопрочных сополимеров, терполимеров и специальных послереакторных смесей с улучшенным соотношением жесткости и ударопрочности, термостойкости, прочности расплава и температуры инициации герметизации.