Применение и разработка полипропилена для термоформования в сфере упаковки

1. Основные принципы и характеристики термоформования

Термоформование — это специальный метод обработки пластика для переработки термопластичных листов в различные продукты. Термопластичный лист нагревается до размягчения, а затем подвергается давлению (вакуум или положительное давление), чтобы термопластичный лист воздействовал на поверхность формы для получения формы, аналогичной форме поверхности формы, а после охлаждения и формования изделие обрезается для получения желаемой формы. Термоформование является быстрым и равномерным, с коротким циклом формования и низкой стоимостью формы, подходит для автоматизации и длительного времени производства и считается наиболее эффективным методом обработки с самой низкой себестоимостью единицы среди методов формования пластика. Особенно благодаря постоянному совершенствованию процесса и оборудования термоформования и вмешательству компьютерного моделирования, термоформование стало основным методом обработки, конкурирующим с литьем под давлением и выдувным формованием. В последние годы были достигнуты новые успехи в оборудовании для термоформования. Jimin представил термоформовочное оборудование и процессы, представленные на выставке K2013 в Германии, где скорость, универсальность, технология управления и снижение затрат стали ключевыми темами для нового оборудования для термоформования в упаковке и промышленности.

Основными типами термоформования являются: вакуумное формование, формование под давлением, формование с помощью плунжера и их комбинации. На рынке появляется все больше термоформованных изделий, таких как чашки, тарелки, подносы для еды, игрушки, колпачки и шлемы, детали бытовой техники, а также автомобильные детали, архитектурные декоративные детали, химическое оборудование и т. д. По сравнению с литьем под давлением термоформование имеет преимущества высокой эффективности производства, низких инвестиций в оборудование и возможности производства изделий с большой площадью поверхности. Основными пластиками, используемыми при термоформовании, являются полистирол (ПС), поливинилхлорид (ПВХ), полиолефины, такие как ПЭ, ПП, полиакрилаты (ПММА) и целлюлоза, такая как нитроцеллюлоза (НЦ), ацетат целлюлозы (АЦ) и т. д. Инженерные пластики, такие какакрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС)Также используются стирол-пластик (АБС), поликарбонат (ПК) и т. д. Разработка полипропилена с высокими эксплуатационными характеристиками, такими как высокая прозрачность, высокая прочность расплава и низкая деформация, способствовала применению и развитию полипропилена в области термоформования.

2. Состояние внутреннего рынка термоформовочной упаковки

Существует более 3,000 отечественных компаний по термоформовке упаковки, из которых более 300 имеют годовой объем производства более 1,000 тонн. Около 70% заводов с годовой производительностью в тысячи тонн производят листы собственного производства и интеграторы термоформованных продуктов. PS (OPS) и полиэтилентерефталат (PET) являются основными аутсорсинговыми листами, в то время как некоторые способные заводы производят собственные листы PP, PS и PVC, а небольшие заводы передают свои листы на аутсорсинг. Термоформованные изделия в основном используются в пищевой упаковке, непищевой упаковке и нарезанных листах, а требования к сырью различаются в зависимости от области применения.

3. Разработка ПП для термоформования

Внутренние приложения термоформования ПП начались в 1990-х годах и быстро развивались в последние годы с годовым темпом роста около 10%. Сейчас в Китае много крупных и известных производителей термоформованной пластиковой упаковки, таких как Japan Central Chemical, которые построили заводы в Китае и запустили их в производство, и их продукция в основном ориентирована на термоформованную пластиковую упаковку среднего и высокого класса. В настоящее время в Китае не хватает специальных материалов ПП, специально предназначенных для процесса термоформования. Внутренние производители термоформованной продукции обычно закупают T30S и другие универсальные смолы, модифицированные для использования, но продукты, полученные путем пост-модификации и промышленного производства продуктов, имеют неравномерный контроль добавок, свойства растяжения не соответствуют требованиям, неравномерная толщина стенки контейнера при термоформовании, экструзионное покрытие, каландрирование, скручивание краев и другие проблемы, трудно удовлетворить высокое качество и высокие требования требований к применению, но также трудно удовлетворить спрос на высокое качество и высокие требования, а также ограничивает эффективность производства предприятий по переработке ниже по течению.

Зарубежные термоформовочные специальные материалы в основном представляют собой гомополимеры, прозрачные случайные сополимеры - меньше, а некоторые марки имеют длительные циклы импорта, поэтому отечественные производители термоформовочных изделий редко используют импортные материалы. Существующее производство листов производителями термоформовочной продукции в основном представляет собой лист шириной 600 мм, с развитием технологии формовочных машин ширина листа увеличивается, самая широкая может быть более 1000 мм, поэтому способность листа противостоять плавлению выдвигает более высокие требования. Решение в отрасли продукции для переработки - это добавление определенного процента полиэтилена высокой плотности (PE-HD) к обычному ПП для улучшения сопротивления провисанию расплава листа, но этот метод приведет к неравномерному смешиванию и ограниченной прозрачности продукции. Отечественная термоформовочная промышленность испытывает все более острую потребность в сырье ПП с высокими эксплуатационными характеристиками и сверхвысокой прозрачностью.
До 2012 года исследования и разработки высокопрозрачных термоформовочных материалов в Китае были относительно отстающими. В то время ситуация с НИОКР отечественных термоформовочных специальных материалов приведена в Таблице 2.

Ни один из этих специальных материалов не подвергался дальнейшей доработке с целью придания им более высокой прочности расплава и более широкого молекулярно-массового распределения, необходимых для термоформовочной обработки, а некоторые из них не производились в больших масштабах.

В последние годы компания Tianjin Petrochemical продолжила разработку специальных материалов в области термоформования полипропилена и достигла значительных экономических и социальных выгод, добавив красок в эту нишевую область термоформования.

Таблица 4 показывает специальные материалы PP для термоформования, разработанные несколькими нефтехимическими заводами в последние годы, которые разрабатываются Shanghai Ru Xia New Material и каждым нефтехимическим заводом для различных потребностей в различных сегментах термоформования. Производители продукции для термоформования ниже по течению широко распределены, концентрация отрасли низкая, предприятий выше масштаба немного, а спрос на продукцию ниже по течению диверсифицирован, и у нефтехимических заводов есть свои собственные планы по планированию производства, поэтому все еще есть некоторые трудности в хорошей координации с вышестоящими и нижестоящими, но направление развития отрасли термоформования заключается в том, чтобы производить дифференцированные продукты ниже по течению, с одной стороны, и использовать специальные материалы для производства, с другой стороны, чтобы улучшить качество продукции и повысить стабильность качества продукции. Разработка и применение специальных материалов для термоформования по-прежнему многообещающе.