Singkatan bahasa Inggrisnya adalah MDPE (Medium Density polietilen)
Polietilena densitas sedang (MDPE) dibuat dengan mengkopolimerisasi alfa olefin selama proses sintesis untuk mengendalikan densitasnya.
Pengalaman Penelitian dan Pengembangan
Pada tahun 1970, Amerika Serikat memproduksinya dengan metode bubur, dan proses produksi serta sintesisnya mengadopsi metode LLDPE. Alfa olefin yang umum digunakan adalah propilena, 1-butena, 1-heksena, l-oktena, dll., dan jumlah olefin yang digunakan memengaruhi kepadatannya. Umumnya, jumlah olefin yang digunakan sekitar 5% (fraksi massa).
Struktur molekul
Rata-rata, 20 cabang metil atau 13 cabang etil dimasukkan ke dalam setiap 1000 atom karbon dalam rantai utama molekul MDPE. Kinerjanya bervariasi tergantung pada jumlah dan panjang cabang. Kopolimerisasi dapat meningkatkan jumlah rantai penghubung antara kristal kecil.
Karakteristik dan parameter kinerja
MDPE dicirikan oleh ketahanan terhadap retak akibat tekanan lingkungan dan retensi kekuatan jangka panjang. MDPE memiliki kepadatan relatif 0.926-0.953, kristalinitas 70%-80%, berat molekul rata-rata 200,000, kekuatan tarik 8-24 MPa, perpanjangan putus 50%-60%, suhu leleh 126-135°C, laju aliran leleh 0.1-35 g/10 menit, dan suhu deformasi panas (0.46 MPa) 49-74°C.
penggunaan
MDPE dapat diproses dengan ekstrusi, injeksi, pencetakan tiup, pencetakan rotasi, rotasi, dan pencetakan bubuk. Parameter proses produksinya mirip dengan parameter proses produksi lainnya. HDPE dan LDPE. Sering digunakan untuk pipa, film, wadah berongga, dll. Produk ini digunakan untuk pencetakan berkecepatan tinggi berbagai botol, film kemasan otomatis berkecepatan tinggi, berbagai produk cetakan injeksi, produk cetakan rotasi, pelapis kawat dan kabel, bahan tahan air, pipa air, pipa gas, dll.
Metode pengolahan
Ini dibagi menjadi tiga jenis: metode tekanan tinggi, metode tekanan rendah dan metode tekanan sedang. Metode tekanan tinggi digunakan untuk memproduksi polietilena dengan kepadatan rendah. Metode ini dikembangkan lebih awal, dan polietilena yang diproduksi dengan metode ini menyumbang sekitar 2/3 dari total produksi polietilena. Namun, dengan perkembangan teknologi produksi dan katalis, laju pertumbuhannya telah jauh tertinggal dari metode tekanan rendah. Dalam hal metode implementasinya, metode tekanan rendah mencakup metode bubur, metode larutan dan metode fase gas. Metode bubur terutama digunakan untuk memproduksi polietilena dengan kepadatan tinggi, sedangkan metode larutan dan metode fase gas tidak hanya dapat memproduksi polietilena dengan kepadatan tinggi, tetapi juga memproduksi polietilena dengan kepadatan sedang dan rendah dengan menambahkan komonomer, yang juga dikenal sebagai polietilen densitas rendah linierDalam beberapa tahun terakhir, berbagai proses tekanan rendah telah berkembang pesat. Metode tekanan sedang masih hanya digunakan oleh Philips, dan terutama memproduksi polietilena berdensitas tinggi.
Metode tekanan tinggi menggunakan oksigen atau peroksida sebagai inisiator untuk mempolimerisasi etilena menjadi polietilena berdensitas rendah. Setelah kompresi dua tahap, etilena memasuki reaktor (Gambar 3) dan mempolimerisasi menjadi polietilena di bawah aksi inisiator pada tekanan 100-300 MPa dan suhu 200-300°C. Reaktan dipisahkan dengan dekompresi, dan etilena yang tidak bereaksi dipulihkan dan didaur ulang. Polietilena cair diekstrusi dan digranulasi setelah penambahan aditif plastik(Lihat gambar berwarna)
Reaktor polimerisasi yang digunakan adalah reaktor tubular (panjang tabung dapat mencapai 2000m) dan reaktor ketel. Laju konversi satu lintasan dari proses tubular adalah 20% hingga 34%, dan kapasitas produksi tahunan dari satu jalur adalah 100kt. Laju konversi satu lintasan dari proses ketel adalah 20% hingga 25%, dan kapasitas produksi tahunan dari satu jalur adalah 180kt.
Metode tekanan rendah dibagi menjadi tiga jenis: metode bubur, metode larutan, dan metode fase gas. Kecuali metode larutan, tekanan polimerisasi di bawah 2MPa. Langkah-langkah umumnya meliputi persiapan katalis, polimerisasi etilen, pemisahan polimer, dan granulasi.
- Polietilena yang diproduksi melalui proses bubur tidak larut dalam pelarut dan berbentuk bubur. Kondisi polimerisasi dari proses bubur bersifat ringan dan mudah dioperasikan. Alkil aluminium sering digunakan sebagai aktivator dan hidrogen digunakan sebagai pengatur berat molekul. Reaktor ketel sering digunakan. Bubur polimer yang keluar dari ketel polimerisasi melewati ketel kilat dan pemisah gas-cair ke pengering bubuk, lalu ke granulasi (Gambar 4). Proses produksi juga mencakup langkah-langkah seperti pemulihan pelarut dan pemurnian pelarut. Dengan menggunakan berbagai kombinasi ketel polimerisasi secara seri atau paralel, produk dengan distribusi berat molekul yang berbeda dapat diperoleh.
- Polimerisasi larutan dilakukan dalam pelarut, tetapi etilena dan polietilena keduanya terlarut dalam pelarut, dan sistem reaksinya adalah larutan homogen. Suhu reaksi (≥140°C) dan tekanan (4-5MPa) relatif tinggi. Karakteristiknya adalah waktu polimerisasi yang singkat, intensitas produksi yang tinggi, dan kemampuan untuk menghasilkan polimer dengan kepadatan tinggi, sedang, dan tinggi. polietilen densitas rendah, dan pengendalian sifat produk yang lebih baik; namun, polimer yang diperoleh dengan metode larutan memiliki berat molekul rendah, distribusi berat molekul sempit, dan kandungan padatan rendah.
- Metode fase gas: Etilen dipolimerisasi dalam keadaan gas, dan reaktor fluidized bed umumnya digunakan. Ada dua jenis katalis: kromium dan titanium. Katalis-katalis tersebut ditambahkan secara kuantitatif ke bed dari tangki penyimpanan, dan sirkulasi etilen berkecepatan tinggi digunakan untuk mempertahankan fluidisasi bed dan menghilangkan panas polimerisasi. Polietilen yang dihasilkan dibuang dari dasar reaktor (Gambar 5). Tekanan reaktor sekitar 2MPa dan suhunya 85-100℃. Metode fase gas merupakan lini produksi polietilen densitas rendah.
Metode yang paling penting, metode fase gas, menghilangkan proses pemulihan pelarut dan pengeringan polimer, serta menghemat 15% investasi dan 10% biaya operasi dibandingkan dengan metode larutan. Metode ini merupakan 30% investasi metode tekanan tinggi tradisional dan 1/6 biaya operasi. Oleh karena itu, metode ini telah berkembang pesat. Namun, metode fase gas perlu ditingkatkan lebih lanjut dalam hal kualitas dan variasi produk.
Metode tekanan sedang menggunakan katalis kromium yang dimuat pada gel silika untuk mempolimerisasi etilena di bawah tekanan sedang dalam reaktor loop untuk menghasilkan polietilena dengan kepadatan tinggi. Pemrosesan dan aplikasi dapat diproses dengan metode blow molding, ekstrusi, injection molding, dan metode lainnya, dan banyak digunakan dalam pembuatan film, produk berongga, serat, dan keperluan sehari-hari. Dalam produksi aktual, untuk meningkatkan stabilitas polietilena terhadap sinar ultraviolet dan oksidasi, dan meningkatkan kinerja pemrosesan dan penggunaan, sejumlah kecil aditif plastik perlu ditambahkan. Penyerap ultraviolet yang umum digunakan adalah o-hydroxybenzophenone atau turunan alkoksinya, dll., dan karbon hitam adalah agen pelindung ultraviolet yang sangat baik. Selain itu, antioksidan, pelumas, pewarna, dll. ditambahkan untuk lebih memperluas jangkauan aplikasi polietilena.
Pasar Cina
Bagi pasar Tiongkok, medium-density polyethylene (MDPE) tampaknya merupakan istilah baru, tetapi karena kinerjanya berada di antara high-density polyethylene (HDPE) dan low-density polyethylene (LDPE), ia tidak hanya mempertahankan kekakuan HDPE, tetapi juga memiliki fleksibilitas dan ketahanan mulur LDPE, dan menggabungkan keunggulan keduanya. Ia memiliki keunggulan absolut dalam pembuatan pipa distribusi gas, pipa distribusi air, komunikasi dan selubung kabel, dan karenanya semakin menarik perhatian pasar. Kinerja unik memantapkan posisi pasar: MDPE telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir karena ketahanannya yang baik terhadap retak tegangan lingkungan, kemampuan las, dan masa pakai yang lama. Jumlah penggunaannya telah meningkat pesat. MDPE dianggap sebagai bahan selubung yang paling cocok untuk kabel komunikasi dan kabel serat optik di dunia.
Di luar negeri, pengembangan MDPE disinkronkan dengan LDPE bahan baku plastik dan bahan baku plastik HDPE. Dow Chemical Co., Ltd. telah berhasil mengembangkan resin PE yang disempurnakan DOW LEX2344 E menggunakan teknologi Insite. Resin ini adalah MDPE yang sangat stabil, resin kopolimer etilena-oktena, dengan rantai utama etilena linier khusus dan rantai samping oktena, dengan ketangguhan yang unggul dan ketahanan tekanan air jangka panjang yang luar biasa. Borealis telah mengembangkan berbagai jenis MDPE, yang banyak digunakan dalam produksi pipa gas alam, pipa air minum, kabel koaksial berbusa, papan telepon berinsulasi berbusa, selubung kabel komunikasi dan listrik. Di antara semuanya, resin PE100 yang diproduksi menggunakan teknologi bimodal North Star telah berhasil mengekstruksi pipa terbesar di dunia dengan diameter 1600mm. Samsung dari Korea Selatan telah mengembangkan serangkaian produk MDPE kelas cetakan putar, yang terutama digunakan untuk tangki penyimpanan bahan kimia, mainan, tangki minyak, dan tangki air. SK Korea Selatan menggunakan proses Mitsui dan Sclairtech pada perangkat HDPE, menggabungkan keunggulan mereka untuk mengembangkan produk MDPE kelas cetak putar, pelapisan pipa, cetak injeksi, dan penarikan kawat. Di Eropa, MDPE telah membangun posisi dominan di pasar pipa tekanan distribusi gas dan air. Di bidang pipa distribusi gas berdiameter besar (diameter luar lebih dari 100 mm), pipa transmisi gas (diameter luar lebih dari 300 mm) dan pipa distribusi air (diameter luar lebih dari 200 mm), MDPE memiliki potensi besar untuk memasuki industri logam dan polivinil klorida wilayah. Dalam hal pipa distribusi air saja, konsumsi MDPE tahunan Eropa adalah 160,000 ton.
Laju penelitian dan pengembangan Tiongkok perlu dipercepat: pengembangan resin MDPE di pasar Tiongkok tertinggal, dan tidak banyak produk di pasaran. Sebagian besar produsen selubung kabel hanya dapat menggunakan blendingFasilitas produksi polietilena kepadatan penuh yang diperkenalkan oleh Maoming Petrochemical dan Zhongyuan Ethylene Company memiliki mutu MDPE, seperti bahan pipa DGDA-2401 dan untuk pencetakan rotasi.DNDD-7152, tetapi outputnya sangat kecil. Unit produksi LDPE 200,000 ton/tahun yang baru diperkenalkan oleh Yanhua Company dari EXXON Chemical Company memiliki tiga mutu MDPE (117, 151, 157), dengan nilai kepadatan berkisar antara 0.9280g/cm³ hingga 0.9355g/cm³. Dua dari mutu tersebut, 117 dan 151, telah menghasilkan 600 ton produk, tetapi kepadatan produknya rendah dan bukan merupakan produk kopolimer. Produk ini memiliki ketahanan retak tegangan lingkungan yang buruk dan tidak cocok untuk membuat pipa bertekanan seperti pipa gas. Unit polietilena berkapasitas 250,000 ton/tahun yang mulai diproduksi oleh Shanghai Petrochemical Company pada tahun 2004 menggunakan teknologi polietilena bimodal dari Borealis Chemicals dan dapat memproduksi material khusus untuk pipa PE100, tetapi pekerjaan pemeringkatan produk tidak akan selesai hingga tahun 2004, yang berarti bahwa bahan baku yang digunakan di Tiongkok masih perlu diimpor. Potensi permintaan pasar cukup besar: bidang-bidang di mana MDPE digunakan di Tiongkok meliputi material selubung kawat dan kabel, jaringan pipa transmisi air, jaringan pipa gas yang terkubur, selang irigasi pertanian (sabuk), dll., dan permintaan untuk penggunaan terus meningkat.
Sebagian besar produsen menggunakan HDPE plus LDPE untuk memproduksi kabel komunikasi MDPE dan bahan selubung kabel optik, dengan hasil tahunan sekitar 30,000 ton; bahan pipa gas harus memiliki kemampuan las yang baik, ketahanan terhadap retak tegangan lingkungan dan ketahanan terhadap transmisi cepat retak, dan semua produsen menggunakan bahan baku MDPE impor; selang irigasi pertanian (sabuk) juga merupakan salah satu area aplikasi MDPE. Untuk mengurangi harga dan mengendalikan biaya produksi, hanya beberapa dari produsen ini yang menggunakan MDPE impor, dan sebagian besar menggunakan LDPE dan LLDPE Tiongkok. Beberapa produsen menambahkan sejumlah kecil HDPE untuk dicampur guna meningkatkan kekakuan; penyiram otomatis gulungan selang terbaik di dunia adalah penyiram yang cocok untuk kondisi nasional Tiongkok. Selang PE yang dililitkan pada mesin tidak hanya harus menahan tekukan, tegangan tarik, dan tekanan air internal, tetapi juga harus menahan gesekan tanah, matahari dan hujan, pergantian panas dan dingin, dan efek gabungan lainnya. Pipa MDPE telah dikembangkan di luar negeri untuk menyinkronkan masa pakai selang dengan penyiram. Tiongkok mengembangkan jenis alat penyiram ini pada pertengahan hingga akhir tahun 1980-an. Akan tetapi, belum ada laporan tentang keberhasilan pengembangan selang MDPE berkualitas tinggi yang sesuai dengannya, dan permintaan pasar sekitar 20,000 hingga 30,000 ton/tahun. Pengembangan proyek Transmisi Gas Barat-Timur dan Transmisi Daya Barat-Timur di Pembangunan Barat, serta pembangunan jaringan pipa transmisi gas alam perkotaan, jaringan pipa air dan gas perkotaan dan pedesaan, dan status Tiongkok sebagai negara agraris utama semuanya telah melukiskan masa depan yang cerah bagi favorit baru dari keluarga PE – MDPE dan produk-produknya. Akan tetapi, untuk pasar Tiongkok, pengguna Tiongkok memiliki pemahaman yang sangat kurang tentang MDPE baik secara rasional maupun emosional. Akan tetapi, dengan meningkatkan publisitas dan pengembangan merek MDPE, diyakini bahwa MDPE secara bertahap akan dikenal oleh masyarakat dan akan memberikan kontribusi yang semakin luar biasa bagi pembangunan dan pengembangan negara tersebut.
