Полипропилен для спанбонда: свойства и применение

Полипропилен для нетканых материалов (спанбонд) - полный обзор

Что такое полипропилен для спанбонда?

Полипропилен для спанбонда - это специальные гомополимерные марки полипропилена, разработанные для производства нетканых материалов методом экструзии непрерывных волокон с последующей укладкой и скреплением (технология spunbond). В отличие от полипропилена общего назначения, эти марки обладают строго контролируемыми реологическими характеристиками: высокой текучестью расплава, узким молекулярно-массовым распределением и специальными стабилизирующими добавками, обеспечивающими стабильность процесса формования волокон и высокое качество готового полотна.

Спанбонд - один из ведущих и быстроразвивающихся нетканых материалов. Его используют как для создания одноразовых гигиенических изделий, так и для многоразовых технических применений. Мировой рынок спанбонда в 2024 году оценивался примерно в 13,2 млрд долларов США, и ожидается повышение среднегодового спроса на 6,4%.

Что такое спанбонд?

Спанбонд (от англ. spunbond, spunlaid) - это технология производства нетканого материала из расплава полимера фильерным способом. Сущность фильерного способа заключается в следующем: расплав полимера выдавливается через фильеры в виде тонких непрерывных нитей, которые затем вытягиваются в воздушном потоке и, укладываясь на движущийся транспортёр, образуют текстильное полотно.

В профессиональной среде термином «спанбонд» обозначают как саму технологию, так и материал, произведённый по этой технологии. Наиболее часто для производства спанбонда используется полипропилен, поскольку он позволяет получать наиболее плотное распределение волокон в холсте и обеспечивает высокую выработку волокон в перерасчёте на килограмм сырья.

Основным сырьём для изготовления служит полипропилен - полимер, обладающий высокой термостойкостью, химической стабильностью и экологической безопасностью.

Как производят полипропилен для спанбонда?

Полипропилен для спанбонда производится на основе гомополимера пропилена с использованием современных каталитических систем и специальных рецептур стабилизации. Ключевые особенности этих марок:

• Узкое молекулярно-массовое распределение - обеспечивает однородность волокон и стабильность процесса прядения.

• Высокий показатель текучести расплава - обычно 25-40 г/10 мин (при 230 °C, 2,16 кг), что обеспечивает хорошую перерабатываемость.

• Специальные стабилизирующие добавки - защищают волокна от обесцвечивания и нежелательного изменения цвета (газофейдинг).

• Бесфталатные каталитические системы - современные марки не содержат фталатов.

В производстве используются контролируемая реология и специальные катализаторы, обеспечивающие высокую стереорегулярность полимера. Некоторые марки, например SABIC PP 511A, имеют специальную разработанную анти-газофейдинговую формулу для минимизации обесцвечивания волокон.

Производство нетканого материала спанбонд

Процесс формирования полотна спанбонда включает следующие основные этапы:

Подготовка и подача полимерного сырья - гранулы полимера поступают в экструдер.

Плавление полимера и фильтрация расплава - в экструдере осуществляется процесс плавления при температуре около 220-250 °C.

Подача расплава на фильерный комплект - расплавленный полимер продавливается через специальные отверстия - фильеры, образуя бесконечные нити. Диаметр отверстий в фильере может варьировать от 250 до 1200 мкм.

Формирование волокон - нити формируются диаметром от 15 до 40 микрон.

Аэродинамическая вытяжка и охлаждение - нити проходят стадию вытяжки под действием высокоскоростного воздуха, охлаждаются и приобретают прочность.

Укладка волокна на транспортёр - охлаждённые нити укладываются на движущийся транспортёр, формируя холст.

Скрепление (каландрирование) - волокна скрепляются между собой. Существуют разные технологии скрепления:

• Термоскрепление на каландре - волокна пропускают через горячие ролики, где они частично плавятся и прочно слипаются под давлением. Метод придаёт полотну гладкость и мягкость.

• Иглопробивка - механическое связывание при помощи игл, создающих микропроколы и сцепление волокон, создаёт материал с повышенной прочностью и износостойкостью.

• Химическая пропитка - нанесение связующих веществ для адаптации полотна под нестандартные условия эксплуатации.

• Водоструйное скрепление - высокоскоростные струи воды переплетают волокна, придавая материалу повышенную эластичность, воздухопроницаемость и объём.

• Термоскрепление горячим воздухом - волокна соединяются под действием нагретого воздуха, создавая более однородные структуры.

Основные характеристики полипропилена для спанбонда

Полипропилен для спанбонда обладает следующими ключевыми характеристиками:

Плотность - 0,900-0,910 г/см³.

Показатель текучести расплава (MFR) - 25-40 г/10 мин (при 230 °C, 2,16 кг).

Предел текучести при растяжении - 30-35 МПа.

Модуль упругости при растяжении - 1300-1550 МПа.

Модуль упругости при изгибе - 1200-1250 МПа.

Относительное удлинение при пределе текучести - 8-11%.

Температура размягчения по Вика - 152-155 °C.

Твёрдость по Роквеллу - R 91-106.

Применение нетканых материалов из полипропилена

Нетканые материалы из полипропилена (спанбонд) благодаря своим уникальным свойствам нашли широчайшее применение в самых разных отраслях.

Медицина и здравоохранение - одно из ключевых направлений. Из спанбонда производят одноразовые медицинские изделия: хирургические маски, шапочки, бахилы, халаты, нарукавники, операционные простыни, одноразовую одежду для медицинского персонала.

Гигиенические изделия - производство подгузников, женских гигиенических прокладок, детских пелёнок, влажных салфеток.

Сельское хозяйство - укрывные материалы, агротекстиль, мульчирующие покрытия, тепличные материалы.

Строительство - геотекстиль, изоляционные материалы, гидроизоляция, дорожное строительство.

Лёгкая промышленность - упаковка, сумки, чехлы, обувные и швейные материалы.

Фильтрация - фильтрующие материалы для промышленности и быта.

Автомобильная промышленность - автомобильные коврики, обивка, шумоизоляция.

Крупнейшие страны-производители полипропилена для спанбонда

Ведущие мировые производители полипропилена для спанбонда базируются в США, Саудовской Аравии, Западной Европе, Южной Корее и Китае.

Среди крупнейших компаний-производителей:

• ExxonMobil Chemical (США) - производит марки Exceed™ PP3155E5 и PP3684, специально разработанные для спанбонда.

• SABIC (Саудовская Аравия) - марка SABIC® PP 511A, одна из самых известных для спанбонда.

• LyondellBasell (Нидерланды/США) - марки Moplen HP561X, HP562T, HP563S для тонких волокон.

• LG Chem (Южная Корея) - марка PP H7700.

• Borealis (Австрия)

• INEOS (Великобритания)

В Китае основными производителями являются Sinopec, CNPC, а также крупные частные компании. Китай является крупнейшим в мире производителем и потребителем полипропиленовых нетканых материалов.

В России и странах СНГ полипропилен для спанбонда производят:

• ООО «Ставролен» (Россия) - марка PPG1380-20.

• SOCAR Polymer (Азербайджан) - марка HB 2662 FS.

• «СИБУР» (Россия) - марки PP H263 FF и другие.

• «Нижнекамскнефтехим» (Россия)

Также на рынке представлены марки Tatren HT2511 (Slovnaft Petrochemicals) и PP 6202 (Exxon).

Заключение

Полипропилен для нетканых материалов - один из важнейших сегментов полимерной индустрии, обеспечивающий производство широкого ассортимента продукции - от медицинских масок и гигиенических изделий до геотекстиля и сельскохозяйственных материалов. Специальные гомополимерные марки с высокой текучестью и узким молекулярно-массовым распределением позволяют производить качественные нетканые материалы с заданными характеристиками. Растущий спрос на нетканые материалы в мире, особенно в медицинской и гигиенической сферах, делает этот сегмент одним из самых перспективных в полимерной промышленности.