Poe American Dow 8200 8402 8411 8440 Aplicação em Cabo Flexível Modificação Plástica Agente de Tenacificação

I. O que é PoE?1、Conceitos Básicos de POE

Em copolímeros de etileno-α-olefinas superiores, quando o teor de α-olefinas superiores no copolímero é alto, eles exibem polímeros semicristalinos de baixo módulo. Os copolímeros de etileno-α-olefinas superiores exibem comportamento de elastômero termoplástico através da cristalização dos segmentos de polietileno, que atua como reticulação física.

Copolímeros de etileno-octeno são uma classe de copolímeros de etileno com α-olefinas superiores em rápido desenvolvimento, entre os quais os copolímeros de etileno-octeno desenvolvidos pela The Dow Chemical Company são muito representativos.

Quando um catalisador de metaloceno com uma configuração geométrica limitada desenvolvido pela Dow é aplicado à copolimerização de etileno-octeno, resinas que variam desde alta cristalinidade, com morfologia lamelar típica de resinas de alto módulo, até baixa cristalinidade, com morfologia fibrilar orientada aleatoriamente, podem ser obtidas à medida que o teor do comonômero aumenta. Bensason et al. propuseram quatro regiões para essa mudança morfológica estrutural:

2、Características de Desempenho e Aplicações do Elastômero de Poliolefina Engage

Engage é um elastômero de poliolefina metalocênica lançado pela Dow em 1994 usando a tecnologia INSITE. Este produto também é um copolímero de etileno-octeno, e copolímeros de etileno-buteno também foram introduzidos nos últimos anos.

Os elastômeros Engage típicos possuem um teor de comonômero octeno superior a 20%. Comparados aos polímeros tradicionais, eles têm uma distribuição molecular de peso estreita e uma distribuição de ramificação de cadeia curta, exibindo assim excelentes propriedades físicas e mecânicas (alta elasticidade, alta resistência e alto alongamento) e bom desempenho em baixas temperaturas. Suas cadeias moleculares são saturadas e contêm relativamente poucos átomos de carbono terciário, resultando em excelente resistência ao envelhecimento térmico e resistência aos raios UV. A distribuição molecular de peso estreita torna o material menos propenso à deformação durante o processamento por injeção e extrusão.

A tecnologia INSITE pode controlar eficazmente a introdução de cadeias laterais longas em estruturas de polímeros lineares ramificados, melhorando assim as propriedades reológicas de processamento do polímero e também aumentando a transparência do material. Através do projeto e controle da estrutura do polímero, uma série de materiais com diferentes densidades, viscosidades Mooney, índices de fluidez a quente, resistências à tração e durezas pode ser sintetizada.

Comparado aos materiais elásticos tradicionais, o elastômero Engage possui muitas vantagens. Em comparação com o EPDM, ele tem as vantagens de excelente resistência da linha de solda, boa dispersibilidade, alta resistência ao impacto quando adicionado em quantidades equivalentes e moldabilidade excepcional. Comparado ao SBR, ele tem as vantagens de boa resistência às intempéries, alta transparência, baixo preço e baixa densidade. Comparado ao EVA, EMA e EEA, ele tem as vantagens de baixa densidade, alta transparência, boa tenacidade e boa flexibilidade. Comparado ao PVC flexível, ele tem as características de não necessitar de equipamentos especiais, baixa corrosividade para os equipamentos, boa termoformagem, boa plasticidade, baixa densidade, boa resistência à fragilização em baixas temperaturas e boa economia.

Elastômeros são usados como agentes de tenacificação para plásticos e encontraram boa aplicação na modificação por tenacificação de vários plásticos. Eles não só podem tenacificar e modificar plásticos poliolefínicos compatíveis, mas também podem sofrer reações de enxertia com monômeros como anidrido maleico e metacrilato de glicidila iniciadas por peróxidos. Os copolímeros enxertados resultantes são amplamente utilizados para tenacificar plásticos de engenharia como nylon e poliéster.

II. Aplicação de PoE na Indústria Fotovoltaica

Antes de entender a aplicação do POE na indústria fotovoltaica, é necessário entender o PID, que é frequentemente mencionado na indústria fotovoltaica. O nome completo em inglês do PID é: Potencial Induced Degradation (Degradação Induzida por Potencial).

▶ Em 2005, a SunPower Corporation nos Estados Unidos descobriu e propôs pela primeira vez o efeito PID. Refere-se à corrente de fuga que ocorre entre o vidro de cobertura, o material de encapsulamento e a moldura quando um módulo opera em alta tensão por um longo tempo. Uma grande quantidade de carga se acumula na superfície da célula solar, deteriorando o efeito de passivação da superfície da célula, levando a uma diminuição no fator de preenchimento, na corrente de curto-circuito e na tensão de circuito aberto, fazendo com que o desempenho do módulo seja inferior ao padrão de projeto. No entanto, essa degradação é reversível.

▶ Algumas pesquisas também encontraram e explicaram o efeito PID: Quando os módulos fotovoltaicos são submetidos a uma tensão reversa, íons do ânodo da corrente de fuga (geralmente íons Na+) fluem para as células solares, reduzindo a resistência paralela das células. Ou seja, impurezas aparecem dentro do semicondutor, e essas impurezas formam canais condutores dentro das células, reduzindo a saída de corrente do módulo.

▶ A terceira causa do efeito PID em módulos fotovoltaicos é: O vapor de água tende a entrar nas partes da borda do módulo fotovoltaico. Após o EVA sofrer hidrólise, o ácido acético é gerado. O ácido acético reage com o Na no vidro, o que pode gerar um grande número de íons Na em movimento livre. Esses íons reagem com as linhas de grade de prata na superfície da célula solar, corroendo assim as linhas de grade da célula, levando a um aumento na resistência em série, causando a degradação do desempenho do módulo. Este tipo de degradação é irreversível.

Depois de dizer tanto, o propósito real é expressar uma coisa: o PID está relacionado à hidrólise do EVA.

Módulos fotovoltaicos encapsulados com filme POE possuem baixa transmitância de vapor d'água, eliminando os problemas de corrosão que podem surgir do uso de filme de encapsulamento EVA, e podem alcançar uma vida útil de produto mais longa e melhor durabilidade. Eles melhoram a capacidade de geração de energia, a eficiência de geração de energia, a confiabilidade e a vida útil dos módulos fotovoltaicos, aumentam a tolerância à Degradação Induzida por Potencial (PID) e reduzem a possibilidade de falha prematura e substituição do módulo. Adicionalmente, para módulos bifaciais e módulos com células PERC, o POE é mais frequentemente usado na parte traseira para tratar o PID. Módulos TOPCon tipo N são propensos ao PID na parte frontal, portanto, o POE é usado na parte frontal.

Com base nas características acima, as direções de aplicação para PoE são as seguintes:

1、Modificação de PP

Misturado com POE elastomérico para melhorar o desempenho de impacto do PP. O PP modificado e tenacificado pode ser usado para para-choques automotivos, painéis de porta automotivos, carcaças de eletrodomésticos, material de escritório, peças plásticas para scooters elétricas e motocicletas, e potes de gelatina de PP, etc.

2. Melhorar o desempenho de materiais reciclados de PP/PE

PP/PE reciclado, misturado com POE e granulado ou moldado por injeção diretamente, pode ser aplicado a paletes plásticos, caixas plásticas de giro, caixas plásticas de ferramentas, acessórios plásticos para mesa e cadeira de escritório, cadeiras de praia, etc.

3、Endurecimento de plásticos de engenharia como PA nylon, compatibilizantes

O POE pode sofrer reações de enxertia de forma suave e eficaz com monômeros como anidrido maleico (MAH), metacrilato de glicidila (GMA) e ácido acrílico (AA) iniciadas por peróxidos. Os copolímeros enxertados resultantes são amplamente utilizados para tenacificação de plásticos de engenharia como PA e também podem ser usados como compatibilizantes em ligas plásticas.

4. Espumação em conjunto com EVA

A flexibilidade e a resiliência do POE são muito maiores do que as do EVA, e usá-lo para espumação produz melhores resultados, como menor peso do produto após a espumação, melhor resiliência à compressão, bom toque, estrutura celular uniforme e fina, e vantagens notáveis como alta resistência ao rasgo. Seja por espumação por moldagem por compressão ou espumação por injeção após granulação, o POE já é amplamente utilizado em produtos espumados como sandálias de praia, chinelos, entressolas de calçados, apoios de pulso para mouse, almofadas de assento, materiais de isopor, materiais de isolamento, folhas de amortecimento e forros de malas.

5、POE para modificar mangueira de EVA extrudada

A mistura de EVA e POE é adicionada à camada interna da mangueira extrudada, conferindo à mangueira uma vedação resistente à poluição. A temperatura de selagem a quente necessária é baixa e a resistência da selagem a quente é maior. Amplamente utilizada para mangueiras de aspirador de pó, mangueiras de máquina de lavar e tubos de drenagem.

6、Masterbatch ou masterbatch de carga

O POE pode ser usado como um transportador ou como um substituto para a cera de PE em masterbatches (cor ou carga), o que pode melhorar a qualidade do masterbatch.

7、Cola quente

O POE pode substituir o EVA para produzir adesivos hot melt de alta qualidade, e os produtos podem alcançar propriedades de revestimento inodoras, de baixa densidade e alto fluxo, boa molhabilidade, etc. Ele também pode ser usado em combinação com o EVA.

8、Material do cabo

O POE pode substituir EVA, EEA ou EPDM para material isolante de bainha de cabo não-PVC; adicionalmente, a baixa taxa de variação da dureza e da resistência do POE permite que ele substitua o EVA ou seja usado em conjunto com o EVA para produzir materiais de cabo retardantes de chama sem halogênio.

9、Produtos de Membrana

Como filme de PE, à base de mistura de POE/LLDPE/CPP.

10、Tecido não tecido

Para melhorar a maciez e o caimento dos não tecidos spunbond, é necessário selecionar elastômeros de poliolefina adequados e adicionar outros aditivos funcionais durante o processo de produção do não tecido. Através do design da formulação, adicionar uma certa proporção de elastômero pode melhorar significativamente o desempenho do tecido não tecido e reduzir muito o peso base do produto. Sua maciez, coeficiente de atrito estático e coeficiente de atrito dinâmico serão todos significativamente melhorados.

IV. Principais Fabricantes de PoE

1. ExxonMobil:

Em 1991, a ExxonMobil utilizou o processo Exxpol em sua unidade de produção de monômero de etileno propileno dieno (EPDM) para obter um novo material elastomérico de poliolefina, o POE, com o nome comercial Exact, copolimerizando etileno e buteno. Posteriormente, utilizando este processo, eles abriram a copolimerização de etileno, propileno e hexeno para produzir elastômeros de poliolefina com os nomes comerciais Vistamaxx e Exceed.

2. Dow Chemical:

Em 1993, a Dow Chemical Company produziu um novo material elastômero de poliolefina, POE, utilizando a Tecnologia de Catálise Geométrica Restrita (CGCT) e o processo INSITE. Este produto é um copolímero de etileno e 1-octeno e é comercializado sob o nome comercial Engage. Posteriormente, a Dow Chemical Company também desenvolveu elastômeros de poliolefina POE que são copolímeros de etileno com propileno e buteno, comercializados sob nomes comerciais como Versify e Affinity. Este processo pode ser usado para produzir os produtos em equipamentos de EPDM (monômero de etileno propileno dieno). No campo fotovoltaico, a principal marca da DOW é ENGAGE™ PV.

Copolímero de α-Olefinas TAFMER™TAFMER™ é um copolímero de α-olefinas amorfo ou de baixa cristalinidade desenvolvido por nossa empresa utilizando tecnologia de polimerização proprietária.