Elastômero à base de propileno Vistamaxx™ - ima.ufrj.br · Método de teste: baseado no ASTM...

1

Elastômero à base de

propileno Vistamaxx™

Uma inovação para a indústria de Masterbatch

2

Agenda

• Introdução

• Estudo técnico dos benefícios do elastômero à base de propileno

(PBE) Vistamaxx™ aos produtores de compostos

• Avaliação da dispersão

• Redução da temperatura de processamento

• Maior incorporação de carga

• Melhora no processo de fabricação de compostos

• Benefícios PBE Vistamaxx para usuários finais

• Modificação de polímeros

• Filmes

• Tecidos de PP

• Conclusões

3

Regiões

microcristalinas

de PP isotático

Regiões

amorfas

Elastômeros à base de propileno

Vistamaxx™

• Os elastômeros à base de propileno Vistamaxx

são

• Copolímeros de propileno e etileno

• Ricos em propileno: >80%

• Semicristalinos: alto conteúdo amorfo

• Com base na tecnologia Exxpol™ da

ExxonMobil Chemical

• Compatíveis com outros materiais

poliolefínicos

• O elastômero à base de propileno Vistamaxx é

a próxima geração de produtos feitos para

marcar a história da ExxonMobil de soluções

tecnicamente avançadas lançadas no mercado

Tecnologia e processamento de ponta oferecem novas possibilidades

4

Novas possibilidades em diversas

aplicações

• Tecidos não tecidos

• Elasticidade, maciez e resistência

• Melhor desempenho com fácil

aplicação no processo

• Filmes

• Elasticidade, selabilidade, resistência e

aderência

• Modificação de polímeros e compostos

• Resistência ao impacto, transparência.

flexibilidade/rigidez, maciez, maior

concentração de carga

Novos níveis e combinações exclusivas de propriedades agregam muito valor

5

DSC Melting Scan

A baixa temperatura de fusão do elastômero à base de propileno (PBE) Vistamaxx™ 6202 permite

uma temperatura de mistura mais baixa durante o processo de composição do Masterbatch.

Temperatura de processamento mais

baixa

Protege aditivos sensíveis ao calor em composto de Masterbatch

Vistamaxx 6202 PBE

LLDPE

HPP

Método de teste: baseado no ASTM D3418

6

Seleção de elastômeros à base de

propileno Vistamaxx™

Valores típicos

Classe

Conteúdo de

etileno,

método EM,

%

MFR 230

°C/2,16 kg

Método EM

g/10 min

Densidade

ASTM

D1505

g/cm3

Dureza

ASTM D2240

Shore A/D

Resistência

à tensão

durante a

ruptura

ASTM D638

MPa (psi)

Alongamento

durante a

ruptura

ASTM D638 %

Mód. de

flex.

1% Secant

ASTM

D790

MPa (psi)

Resistência ao

dilaceramento

Molde C

ASTM D624

kN/m (lbf/in)

Ponto de

amolecimento

Vicat, método

EM

°C (°F)

3000 11 8 0.873 33 D 17.1

(2480) 1898

59.3

(8610) 62.3 (356) 65.6 (150)

3020FL* 11 3 0.874 34 D 17.0

(2460) 1756

59.7

(8650) 64.3 (367) 68.3 (155)

3980FL* 9 8 0.878 40 D 17.2

(2500) 1682

110

(16000) 81.3 (464) 76.7 (170)

6102/

6102FL* 16 3 0.862 66 A

>6.89

(>1000) >2000

12.3

(1790) 34.3 (196) 52.2 (126)

6202/

6202FL* 15 20 0.863 66 A

>5.50

(>798) >2000

12.3

(1790) 33.3 (190) 47.2 (117)

*“FL” indica que este produto foi aprovado no teste da ExxonMobil Chemical para visualização do filme com

relação a géis, conforme necessário para aplicações de filme de desempenho (classificação "A").

As classes de elastômero à base de propileno Vistamaxx são usadas nos mercados

de tecidos não tecidos, filmes, modificação de polímeros e compostos

7

Benefícios

Características Benefícios derivados Importância para você

• Morfologia do produto

exclusiva usando a

tecnologia de propriedade

da ExxonMobil

• Excelente estabilidade térmica e menos

degradação do polímero ou formação

de géis reticulados em comparação com

o LLDPE e hPP

• Distribuição estreita de peso molecular

• Grânulos transparentes

• Densidade mais baixa vs.PE e PP e

maior incorporação de carga

• Janela de processamento ampla em vários tipos

de máquinas e equipamentos

• Melhor dispersão e capacidade de absorção de

pigmentos e cargas em comparação com o

LLDPE e hPP

• Fácil combinação de cores com vários pigmentos

• Mais peças acabadas por massa de resina (kg) e

custo do MB mais baixo graças ao maior uso de

cargas de baixo custo em comparação com o

LLDPE e hPP

• Baixa temperatura de

fusão

• Potencial economia de energia ao

compor a uma temperatura mais baixa e

tempo de ciclo mais curto

• Redução do custo de energia potencial e menos

degradação térmica do polímero veículo

• Excelente veículo para aditivos sensíveis ao

calor, como agentes de expansão e retardantes

de chama

• Compatível com ambos,

polietileno (PE) e

polipropileno (PP)

• Veículo universal de MB à base de PE e

PP permite consolidar diferentes

“grades” oferecidos aos clientes finais

• Redução do número de polímeros e melhor

controle de estoque permitem um melhor fluxo de

caixa e menos desperdício de produto

• Polímero inerte sem odor

em conformidade com a

legislação alimentar dos

EUA, Europa e Japão

• Não corrosivo para os equipamentos de

composição em comparação com o

Etileno Acetato de Vinila

• Aplicações para contato com alimentos

• Pode diminuir o custo de manutenção de

equipamentos

• Atendem à crescente demanda do usuário final

de conformidade e certificação em normas e

legislação alimentar.

8

Dis

trib

uiç

ão

(%

)

Dimensão das partículas (mm) 100 200 300 400 500 600 700 800

40

20

60

80

100

0

Distribuição da dimensão das partículas – hPP como veículo

100

100 200 300 400 500 600 700 800

40

20

60

80

0

Dimensão das partículas (mm)

Dis

trib

uiç

ão

(%

)

PBE Vistamaxx como veículo

Distribuição da dimensão das partículas

100 200 300 400 500 600 700 800

40

20

60

80

100

0


Dis

trib

uiç

ão

(%

)

Distribuição da dimensão das partículas – LLDPE como veículo

Avaliação da dispersão do negro de

fumo

• Melhor dispersão de negro de

fumo em elastômero à base de

propileno (PBE) Vistamaxx™

6202 do que LLDPE ou hPP

9

Avaliação da dispersão do CaCO3

• Melhor dispersão do CaCO3 em

elastômero à base de propileno

(PBE) Vistamaxx™ 6202 do que

LLDPE

• A dispersão do CaCO3 em

hPP é comparável com o PBE

Vistamaxx

80


0

20

40

60

80

50 100 150 200 300 500 700

Dis

trib

uiç

ão

(%

)

Distribuição da dimensão das partículas – LLDPE como veículo

0

20

40

60


PBE Vistamaxx como veículo

Distribuição da dimensão das partículas

50 100 150 200 300 500

Dis

trib

uiç

ão

(%

)

0

20

40

60

80

50 100 150 200 300 500 700

Distribuição da dimensão das partículas – hPP como veículo


Dis

trib

uiç

ão

(%

)

10

Estudo da dispersão de carga em

microscópio eletrônico

• Partículas individuais de carga e aglomerados são claramente visíveis em ambas as

amostras e facilmente distinguidos da fase de polímero

• A dispersão de carga é mais uniforme no veículo de elastômero à base de propileno (PBE)

Vistamaxx™ do que no veículo LLDPE

Masterbatch LLDPE

Carga

Partículas

PBE

Fase

Masterbatch à base de PBE Vistamaxx

Carga

Partículas

Aglomerado

Partículas

70% carga 80% carga

PE

Fase

Observação: O carbonato de cálcio da matéria-prima é o médio

da dimensão da partícula < 1 µm

11

Alta capacidade de incorporação de carga

• Até 85% de CaCO3 podem ser

incorporados em elastômero à base

de propileno (PBE) Vistamaxx™

massa% CaCO3 em Vistamaxx 6202 PBE

20

40

60

80

100

50 65 75 80 85

Shore A

Shore D

Du

reza

Método de teste: ASTM D2240

Dureza

LCR

50 65 75 80

400

100

150

200

250

300

350

Vis

co

sid

ad

e d

e 1

20

0 1

/s(p

a.s

)

massa% CaCO3 em Vistamaxx 6202 PBE

Método de teste: ExxonMobil TPE-0200

0 50 65

400

800

1200

60 70 75

Vistamaxx 6202 PBE

Vistamaxx 3000 PBE

LDPE RCP


wt% CaCO3 em misturas com veículos diferentes

Alongamento na ruptura

12

Maior proporção de MB no hPP

• Até 40% de MB à base de

elastômero à base de propileno

(PBE) Vistamaxx™ podem ser

carregados no hPP, sem

sacrificar a integridade mecânica

67

69

71

73

0 20 30 40

Du

reza,

Sh

ore

D

MB% em misturas de hPP

Dureza


Tb

, M

Pa

0

10

20

30

0 20 30 40 MB% em misturas de hPP

Resistência à tração na ruptura


0

40

80

120

0 20 30 40

Eb

, %

Alongamento na ruptura


MB% em misturas de hPP

Masterbatch LLDPE

Masterbatch hPP

MB à base deVistamaxx PBE

13

Masterbatch à base de Vistamaxx™ PBE para

aumentar as propriedades dos produtos

• Elastômero à base de

propileno (PBE) Vistamaxx™

para:

• Melhor alongamento, aumentando

a flexibilidade

• Resistência ao impacto mais alta

• Maior fluidez para um

processamento mais fácil

0

1

2

3

4

MF

R, g

/10 m

in

hPP MB de LLDPE MB de hPP

Taxa de escoamento do material fundido*

Método de teste: ISO1133 Método B

Tipo de MB

33

35

37

39

Izo

d c

om

en

talh

e,

J/M

Izod com entalhe*

hPP MB de LLDPE MB de hPP

Método de teste: ASTM D256 Método A

Tipo de MB

Elongação durante a ruptura

hPP MB de LLDPE MB de hPP MB de VM 0

40

80

120

Eb

%


Alongamento na ruptura*

0

20

40

60

80

100

120

140

hPP MB de LL MB de hPP MB à base de PBE

Vistamaxx Tipo de MB

Eb

, %

* 100% hPP vs. 80/20 de misturas com vários lotes mestres

MB à base de PBE

Vistamaxx

MB à base de PBE

Vistamaxx


14

Estudo de desempenho do uso final –

filme soprado, “balão”

• O elastômero à base de propileno (PBE) Vistamaxx™ proporciona custos mais

baixos e melhor desempenho através de melhores propriedades mecânicas

• A adição de PBE Vistamaxx fornece melhor balanço de propriedades mecânicas,

especialmente em resistência ao rasgo MD e alongamento na ruptura

Observação:

MD = sentido da máquina;

TD = sentido transversal



Método de teste: ASTM D1922-06a


Método de teste: ASTM D1922-06a




15

Benefícios para seus clientes

Aplicação em sacolas de compras e sacos de lixo em HDPE

• Melhora as principais propriedades do filme, como; resistência ao impacto, rasgo e resistência ao furo.

• Melhor balanço da blenda de HDPE/ MB de carga / reciclado com excelente equilibrio de força e permite um maior potencial de redução de custos.

• Possibilidade de diminuição da espessura do filme.

Aplicação em TNT , Tecido Não Tecido de PP

• Fácil Aplicação para se atingir menor diâmetro da fibra com alta resistência a tração devido a estreita distribuição de peso molecular do Vistamaxx PBE.

• Redução de custo de matéria-prima atravës do aumento da porcentagem de uso de MB Vistamaxx vs. MB PE/PP

• Fibra mais macia, melhor equilibrio de propriedades MD/TD, potencial redução de espessura vs. PE/PP MB

• Redução de quebra da fibra em em altas velocidade vs. o tradicional MB de carga com base em PP.

Aplicação em tecido de PP “Ráfia”

• Maior tenacidade da fita/fibra com maior taxa de estiramento para atingir maior resistência da fita/fibra comparado ao tradicional AFMB

• Maior percentual de aplicação do AFMB com Vistamaxx para redução de custo comparado ao tradicional AFMB

• Menor arraste de água, geração de pó e quebra da fita/fibra durante o processo, comparado ao tradicional MB de carga.

Aplicação em Peças Injetadas de PP

• Melhor alongamento e resistência ao impacto proporcionan menor quebra das pecas durante o uso em comparados aos masterbatches (MB) de PE/PP.

• Maior productividade/menor tempo de ciclo vs. PE/PP MB devido a maior condutividade térmica do MB de carga de CaCo3.

• Maior porcentagem de uso do MB proporciona redu,ão de custo com um mínimo impacto nas propriedades mecânicas.

Masterbatch à base de PBE Vistamaxx™ vs. Masterbatch à base de LLDPE/LDPE/hPP

16

Sacolas de compras e sacos de lixo em HDPE

• Tendências

• Redução de custos e demanda estável

• Aumento de carga e material reciclado

• Opções limitadas de redução de espessura

• Novas legislações sobre o uso de sacolas de plástico

• Motivos

• Margens mais baixas, concorrência mais forte

• Proibição de sacolas de plástico em alguns estados e

países

17

Dados da ExxonMobil

Filmes produzidos em linha comercial

20mm espessura nominal

Todos os Masterbatches contêm 80% de CaCO3

Aumento do conteúdo de CaCO3 Aumento do conteúdo da reciclado

Substituição do MB de CaCO3 atual por maior carga

ou aumento de reciclado com MB em Vistamaxx

O Masterbatch com elastômero à base de propileno (PBE) Vistamaxx™ proporciona

uma forma técnica de melhorar o perfil das propriedades a um custo mais baixo



18

Vantagens

• A adição de elastômero de propileno (PBE) Vistamaxx™ à base de PP

homopolímero (hPP) isotático cristalino da ráfia a torna mais macia e introduz

flexibilidade e elasticidade

• O PBE Vistamaxx melhora o alongamento em misturas com HPP • As fitas podem ser mais estiradas em fornos de ar quente, trazendo maior orientação

• Maior orientação resulta em tenacidade mais alta

• Com a tenacidade mais alta, clientes podem reduzir o denier e fabricar um tecido mais leve

com a mesma tenacidade (referência)

• Aplicações onde os clientes não querem diminuir a espessura (venda de tecido/kg)

• Podem adicionar níveis mais altos de AFMB para manter a tenacidade e manter/aumentar o

peso da sacaria através do aumento de carga.

• Outros benefícios vs. AFMB à base hPP • Aumento na resistência a ruptura

• Empilhamento graças ao COF mais alto

• Estabilidade UV melhor que hPP

19

Outras vantagens de fios mais

resistentes e macios

• Os sacos feitos de tecido a partir de fios modificados com elastômero à base de

propileno (PBE) Vistamaxx™ terão melhor capacidade de empilhamento

• O tecido mais macio e mais elástico proporciona maior resistência a queda de

sacos, de 25 a 50 kg

• O tecido de hPP modificado com PBE Vistamaxx será beneficiado com uma

melhor resistência a UV do PBE Vistamaxx, proporcionando a exposição

prolongada às condições atmosféricas exteriores

• Em média, os produtores de ráfia PP têm resíduos entre 6 a 8%

• Tecido perde propriedades quando regranulado

• Alguns clientes usam uma pequena porcentagem do material reciclado em

tecidos de aplicações não críticas

• PBE Vistamaxx facilita o uso do material reciclado da seguinte maneira

• Aumento no alongamento

• Redução na ruptura de fitas

• Alguns clientes podem usar até 30% do material reciclado para aplicações

não críticas

20

Substituir AFMB à base de LL por AFMB com elastômero à base de propileno

(PBE) Vistamaxx 6202, sob as mesmas condições de processo, proporciona

maior resistência e alongamento

• Vistamaxx 6202 PBE como veículo de MB de CaCO3 permite uma melhor dispersão do mineral

no material base, bem como uma melhor dispersão de MB na matriz de homo-PP das fitas de

ráfia

• Com um alto conteúdo de AFMB, o MB à base de PBE Vistamaxx proporciona um aumento

significativo no alongamento e na tenacidade

Da

do

s a

na

lisa

do

s e

m n

om

e d

a E

xxo

nM

ob

il

Ch

em

ica

l.

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

4.6

4.7

4.8

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Elongation

Tenacity

Alo

ngam

ento

(%)

Tenacid

ade(g

pd)

27% LL-based AFMB 27% Vistamaxx-based AFMB

+ 73% homo-PP

Materiais usados:

Propriedades C4-LLDPE Vistamaxx 6202 hPP

Densidade,

g/cm3 0.918 0.861 0.9

MFR, dg/min 20 18 2.8

Condições usadas:

Referência À base de PBE

Vistamaxx

Largura da fita (mm) 2.77 2.72

Peso da fita (denier) 591 579

Proporção de estiramento (%) 4.49 4.47

AFMB à base de Vistamaxx™ 6202 PBE

21

Substituir AFMB à base de LL por AFMB com elastômero à base de propileno (PBE)

Vistamaxx 6202 permite uma dosagem mais alta da carga com propriedades de fita

semelhantes.

• A substituição simples de AFMB proporciona melhoria no alongamento e tenacidade

• Dosagens mais altas e aumento do estiramento produzem fitas com propriedades semelhantes à referência

• A proporção SR mais alta proporcionará uma melhor tenacidade por conta do alongamento, bem como o

aumento no nível de AFMB com maior SR produzirá fitas com alongamento semelhante por conta da tenacidade D

ad

os a

na

lisa

do

s e

m n

om

e d

a E

xxo

nM

ob

il

Che

mic

al.

4.9

5.0

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

20.5

21.0

21.5

22.0

22.5

23.0

23.5

24.0

24.5

25.0

18 20 22 24 26

Elongation

Tenacity

AFMB content (%)

Te

na

cid

ad

e (g

pd)

Alo

ng

am

en

to(%

)

À base de LL

À base de Vistamaxx

Aumento no SR Materiais usados:

Propriedades C4-LLDPE Vistamaxx 6202 hPP

Densidade,

g/cm3 0.918 / 0.926 0.861 0.9

MFR, dg/min 0.9 / 50 18 2.8

Condições usadas:

Reference

Tape width (mm) 2.45 2.45 2.49 2.58 2.62

Tape weight (denier) 862 863 864 830 877

Stretch ratio (%) 6.87 6.87 7.08 7.49 7.75

Vistamaxx based

AFMB à base de Vistamaxx™ 6202 PBE

22

Características e Vantagens

Características Benefícios derivados e valores

potenciais

Filmes e fitas mais macios • Mais estiramento, mais orientação

• Aumento na tenacidade

• Oportunidades de redução de custos ao diminuir

o denier mantendo a resistência.

• Menos ruptura nas fitas

• Aumento da produtividade

• Maior o estiramento à temperatura mais baixa,

menor o consumo de energia

Maior carga de AFMB

(com elastômeros à base de propileno

[PBE] Vistamaxx)

• Mantém alongamento e resistência

• Menor acúmulo de pó nos teares

• Oportunidades de redução de custos ao

acrescentar mais AFMB

COF mais alto do filme • Menos transporte de água

AFMB à base de Vistamaxx™ PBE vs. AFMB à base de hPP

23

Resumo

• O elastômero à base de propileno (PBE) Vistamaxx™ como veículo do

Masterbatch oferece melhor processamento e desempenho do

composto em relação às alternativas atuais

• Fabricantes de produtos PP podem se beneficiar com o uso de até 40%

de Masterbatch de carga à base de PBE Vistamaxx, sem sacrificar a

integridade mecânica

• Produtores de sacolas de compras e sacos de lixo em filmes de HDPE

podem otimizar ainda mais o custo e o desempenho ao usar PBE

Vistamaxx como veículo

• Produtores de tecidos de ráfia PP podem usar Masterbatches de carga

à base de PBE Vistamaxx para melhorar as propriedades da fita, o PBE

Vistamaxx é muito mais do do que um veículo.

24

Conclusões

• Está buscando:

• Custo mais baixo e soluções de desempenho mais alto

• Melhor dispersão de difíceis aditivos e pigmentos

• Maior teor de carga em Masterbatches e de MB no produto final

• Temperaturas mais baixas na fabricaçao de compostos

• Excelente em:

• Modificação de polímeros

• Filme com melhores propriedades mecânicas

• Tecido de PP

• Tecidos não tecidos

Elastômeros à base de propileno Vistamaxx™ expande sua

possibilidades em Masterbatchs de cargas e cores !

25

Isenção de responsabilidade

Ma

io d

e 2

01

0

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