Примена и развој на полипропилен за термоформирање во областа на пакувањето

1. Основни принципи и карактеристики на термоформирање

Термоформирањето е посебен метод за обработка на пластика за обработка на термопластични листови во различни производи. Термопластичниот лист се загрева за да омекне, а потоа се притиска (вакуум или позитивен притисок) за да се направи термопластичниот лист да дејствува на површината на калапот за да се добие облик сличен на оној на површината на калапот, а по ладењето и обликувањето, производот се сече за да се добие посакуваниот облик. Термоформирањето е брзо и униформно, со кратко време на циклус на лиење и ниска цена на калапот, погодно за автоматизација и долго време на производство, и се смета за најефикасен метод на обработка со најниска единечна цена меѓу методите за лиење пластика. Особено со континуираното подобрување на процесот и опремата за термоформирање и интервенцијата на компјутерската симулација, термоформирањето стана главен метод на обработка што се натпреварува со лиењето со вбризгување и дување. Во последниве години, постигнати се нови достигнувања во опремата за обработка на термоформирање. Џимин ја претстави опремата и процесите за термоформирање изложени на K2013 во Германија, каде што брзината, разновидноста, технологијата за контрола и намалувањето на трошоците станаа клучни теми за новата опрема за термоформирање во пакувањето и индустријата.

Главните видови на термоформирање се: вакуумско формирање, притисочно формирање, клипно обликување и нивни комбинации. На пазарот има сè повеќе термоформирани производи, како што се чаши, чинии, послужавници за храна, играчки, капи и шлемови, делови за домашни апарати, како и автомобилски делови, архитектонски декоративни делови, хемиска опрема итн. Во споредба со лиењето со инјектирање, термоформирањето има предности како што се висока производствена ефикасност, ниски инвестиции во опрема и можност за производство на производи со големи површини. Главните пластики што се користат во термоформирањето се полистирен (PS), поливинил хлорид (PVC), полиолефини како што се PE, PP, полиакрилати (PMMA) и целулоза како што е нитроцелулоза (NC), целулозен ацетат (CA) итн. Инженерските пластики како што сеакрилонитрил-бутадиен-стирен (ABS)се користат и стиренска пластика (ABS), поликарбонат (PC) итн. Развојот на високо-перформансен PP, како што се високата транспарентност, високата цврстина на топење и ниското искривување, ја промовираше примената и развојот на PP во областа на термоформирање.

2. Статус на домашниот пазар за термоформирање на пакување

Постојат повеќе од 3,000 домашни компании за термоформирање на пакувања, од кои повеќе од 300 имаат годишно производство од над 1,000 тони. Околу 70% од фабриките со годишен производствен капацитет од илјадници тони се самопроизведени листови и интегратори на термоформирани производи. PS (OPS) и полиетилен терефталат (PET) се главните листови за надворешни изведувачи, додека некои способни фабрики произведуваат свои PP, PS и PVC листови, а малите фабрики ги надворешни изведувачи ги произведуваат своите листови. Термоформираните производи главно се користат во пакување на храна, пакување за непрехранбени производи и сечени листови, а барањата за суровини варираат од примена до примена.

3. Развој на ПП за термоформирање

Домашните апликации за термоформирање на ПП започнаа во 1990-тите и брзо се развиваат во последниве години, со годишна стапка на раст од околу 10%. Сега во Кина има многу големи и познати производители на термоформирање на пластична амбалажа, како што е Japan Central Chemical, кои изградија погони во Кина и ги пуштија во производство, а нивните производи се главно фокусирани на производи за термоформирање на пластика со средна и висока класа. Во моментов, во Кина недостасуваат специјални ПП материјали специјално за процесот на термоформирање. Домашните производители на термоформирачки производи генерално купуваат T30S и друга смола за општа намена модифицирана за употреба, но производите добиени преку пост-модификација и индустриско производство на производи, имаат нееднаква контрола на адитиви, затегнувачките својства не ги исполнуваат барањата, нееднаква дебелина на ѕидот на контејнерот при термоформирање, екструзионо обложување, валање на рабовите и други проблеми, што доведува до тешко исполнување на високиот квалитет и високите барања на барањата за апликација, но исто така е тешко да се задоволи побарувачката за висок квалитет и високи барања, а исто така ја ограничува и ефикасноста на производството на претпријатијата за преработка низводно.

Специјалните материјали за термоформирање во странство се претежно хомополимери, транспарентните случајни кополимери се помалку, а некои видови имаат долги циклуси на увоз, па затоа домашните производители на термоформирање ретко користат увезени материјали. Постоечкото производство на лимови од производителите на термоформирачки производи е главно лим со ширина од 600 mm, со напредокот на технологијата на машини за лиење, ширината на лимот се зголемува, најширокиот може да биде повеќе од 1000 mm, па затоа способноста на лимот против топење се поставуваат повисоки барања. Решението во индустријата за производи за термоформирање е да се додаде одреден процент на полиетилен со висока густина (PE-HD) на обичниот PP за да се подобри отпорноста на листот на виткање на топењето, но овој метод ќе донесе нерамномерно мешање и ограничена транспарентност на производите. Домашната индустрија за термоформирање има сè поголема итна побарувачка за PP суровини со високи перформанси и ултра-висока транспарентност.
Пред 2012 година, истражувањето и развојот на високопроѕирни термоформирачки материјали во Кина релативно заостануваа. Во тоа време, состојбата со истражувањето и развојот на домашните специјални материјали за термоформирање е наведена во Табела 2.

На ниеден од овие специјални материјали не е дополнително обработен за поголемата јачина на топење и пошироката распределба на молекуларната тежина потребни за термоформациска обработка, а некои не се произведени во голем обем.

Во последниве години, „Тјанџин Петрохемикал“ продолжи да развива специјални материјали во областа на термоформирање на ПП и постигна значајни економски и социјални придобивки, додавајќи боја на оваа нишна област на термоформирање.

Табела 4 ги прикажува специјалните ПП материјали за термоформирање развиени од неколку петрохемиски фабрики во последниве години, кои се развиени од Shanghai Ru Xia New Material и секоја петрохемиска фабрика за различни барања во различни сегменти на термоформирање. Производителите на производи за термоформирање во низводно производство се широко распространети, индустриската концентрација е ниска, има малку претпријатија над обемот, а побарувачката за производи во низводно производство е диверзифицирана, а петрохемиските фабрики имаат свои планови за закажување на производството, па затоа сè уште има некои тешкотии за добра координација со нагорно и низводно производство, но насоката на развој на индустријата за термоформирање е од една страна да се произведуваат диференцирани производи во низводно производство, а од друга страна да се користат специјални материјали за производство, со цел да се подобри квалитетот на производот и да се подобри стабилноста на квалитетот на производот. Развојот и примената на специјални материјали за термоформирање сè уште ветуваат.