AI正在改写母粒的制造逻辑

母粒为加工商提供添加剂或颜料（彩色、黑色及白色），其形态相比纯原料更易于处理、计量和分散——纯原料可能包含需要特殊处理的粉末。

 

AMI Consulting指出，包装（包括硬质与柔性包装）依然是母粒的最大市场。规模较小但仍重要的市场包括消费品、建筑与基础设施、汽车及其他领域。回收利用——既包括设计适用于回收的配方，也包括使用回收材料——是一个关键驱动因素，在包装领域尤为如此。

当今，母粒供应商在配制母粒以满足可持续性、性能、成本效益及法规要求时，面临的复杂性日益增加。近期备受关注的是对全氟和多氟烷基物质（PFAS）的限制，这持续推动行业从氟聚合物转向用于热塑性塑料添加剂的替代加工助剂。此外，全球消费后回收料（PCR）用量的增加正推动配混工艺的变革。

 

消费后回收料的使用在增加

在美国，州级的再生料含量与包装生产者责任延伸（EPR）法规正推动对消费后回收料兼容、食品接触合规的母粒及经认证的产业链追溯系统（如ISCC PLUS）的需求。

利安德巴塞尔公司（LYB）指出，新型高负载母粒在低稀释比下可提供更优的分散性，其配方设计能够与最终配方中高比例的消费后回收材料兼容。该公司表示，通过稳定流动性与冲击性能，气味中和剂、吸收剂及相容剂等添加剂正在有效提升混合流回收聚丙烯和聚乙烯的质量水平。

欧洲热塑性母粒行业的一个关键趋势是对回收料和生物基材料的兴趣日益增长，Gabriel-Chemie公司正通过其添加剂解决方案支持这一趋势。此外，不断发展的法规及各类可持续性报告标准要求整个供应链具备更完善的文档记录、可追溯性和透明度。

欧洲市场面临的一项挑战是来自亚洲市场的低价原材料和标准母粒。“价格波动与供应不稳定已成为持续挑战。Gabriel-Chemie对此的回应是采取长期、以合作伙伴为导向的策略：确保持续稳定的产品质量，提供专业化和定制化的母粒解决方案，在采购与生产中保持灵活性，同时在整个流程中为客户提供全面支持。”该公司表示。

 

效率和性能

母粒供应商Delta Tecnic专注于聚氯乙烯市场以及采用聚氯乙烯及其他聚合物的电线电缆领域，其客户正受到日益严格的法规影响。除了欧盟《化学品注册、评估、授权和限制法规》及《限制在电子电气设备中使用某些有害物质指令》等广泛法规外，针对户外建筑材料的严格法国建筑科学与技术中心认证对于门窗型材等应用中使用的聚氯乙烯尤为重要。Delta Tecnic近期开发了一种获得该中心认证的聚氯乙烯用颜料组合。

“此次创新的核心在于基于耐光性、耐候性以及与回收材料兼容性的精细颜料筛选，从而确保即使在严苛环境下也能实现长期色彩均匀性。”Delta Tecnic市场经理艾娃·戈托尔表示。她进一步指出，这些颜料经过优化，可在新型和旧式挤出设备中均提供稳定一致的性能表现。

 以该公司分散技术为例，该技术通过优化母粒中颜料的浓度与分布，可使母粒添加量降低高达50%（从典型的2%降至1%），同时保持色彩一致性。戈托尔补充道，此类母粒在重量计量与体积计量系统中均能发挥良好效果。

 

 

图1：Delta Tecnic的新型超小颗粒母粒技术旨在进一步提高颜色均匀性与稀释效率© Delta Tecnic

Delta Tecnic的新型超小颗粒母粒技术旨在进一步提高颜色均匀性与稀释效率（图1）。戈托尔表示，减小的颗粒直径可实现更快稀释、精确计量与均匀分散，从而避免分离和表面不规则现象。该技术最初为聚氯乙烯设计，目前正在其他热塑性塑料中进行验证。

 

填料与载体

除使用消费后回收料外，各公司正广泛采用来自矿物质、木材及农业废弃物等多种来源的填料，以助力实现可持续性目标。母粒被用于解决处理具有粉尘性、流动性差或低堆积密度填料时遇到的问题。当将不相容材料整合入混合物时，相容剂等添加剂可提供进一步益处。

 

图2：UBQ Materials推出了由其混合生活垃圾制成的循环材料母粒产品组合©UBQ

去年五月，UBQ Materials推出了由其混合生活垃圾制成的循环材料母粒产品组合（图2）。这一新的母粒形式是对其现有商用UBQ热塑性复合材料的补充，该材料产自荷兰的制造工厂。公司表示，UBQ母粒具备良好的操作性与分散性、成本竞争力以及负碳足迹。

供应商已开始提供采用100%消费后回收树脂作为母粒载体树脂的方案，使企业能够实现配方中100%消费后回收含量的目标。同时，生物基载体也已问世，其中包括可堆肥载体。

 例如，Chroma Color推出了三种彩色母粒——橙色、红色和白色，它们采用聚羟基脂肪酸酯生物基聚酯载体树脂，符合ASTM D-6400/DIN EN13432可堆肥标准。

 

数字科技

新兴技术——包括人工智能工具、在线测量与先进过程控制——正推动生产向更快速、高效、高质量方向迈进，有助于母粒供应商满足性能预期。尽管基于人工智能的工具尚处于不同的开发与应用阶段，但自动化和数字化系统的趋势已显著推进。

Gabriel-Chemie表示：“数字化系统能够接管重复性、常规性任务，使我们的团队能更专注于真正创造价值的创造性、分析性及复杂性职责。同时，我们也看到将人工智能集成至这一数字化转型中的巨大潜力。虽然我们仍处于开发阶段，但正在探索人工智能如何帮助识别工艺模式、支持预测性调整并优化生产工作流程。”

 

图3：德国色母粒制造商CPC使用科倍隆C-Beyond完成多项任务© 科倍隆

挤出机制造商科倍隆的C-Beyond数字平台可实时追踪生产情况，使企业能够评估整体设备效率并最大化运营效率（图3）。科倍隆报告称，德国色母粒制造商CPC正在使用C-Beyond来追踪生产、支持订单规划并安排维护，以最大限度地减少停机时间。此外，该平台还监控能耗数据以支持优化。

科倍隆复合与挤出业务研发负责人马库斯·施穆德表示：“对我们而言，CPC的数字化举措证实了C-Beyond所能提供的附加价值。我们坚信，从长远来看，这将成为一项开创性工具，帮助客户提升生产效率和可持续性。”

 利安德巴塞尔补充道：“客户如今期望更快的配色、数字化原型制作以及数据驱动的质量控制。在线光谱技术和数字化色调控制的更广泛应用正在提升颜色准确性、减少废品率，并支持更稳定、可回收的包装生产。”

“人工智能正通过实现虚拟颜色与性能预测、配方优化以及实时异常检测来防止不合格废料，从而变革母粒制造。”利安德巴塞尔继续道。“这些工具可实现更快的配色匹配、更严格的规格控制、减少废料与能耗，并改善需求规划。数据质量、标准化、知识产权管理及工厂层面的应用仍是当前面临的挑战。展望未来，利安德巴塞尔预期人工智能将整合实验室、生产及生命周期数据，自动推荐低环境足迹且合规的配方，同时保持品牌颜色一致性，并利用来自加工商运营的闭环反馈不断优化性能与可持续性成果。”

母粒生产商Ampacet推出数字设计资料库，允许设计师在KeyShot的设计到市场软件中，将该公司材料整合至产品的三维可视化呈现。该资料库涵盖不同树脂类型的颜色与效果，并在部分情况下适用于不同加工工艺。

Avient埃万特的消费后回收料颜色预测服务是一项面向回收材料的全球可用数字工具。该公司表示，该工具有助于展示含聚烯烃或再生聚对苯二甲酸乙二醇酯的消费后回收料的颜色可能性或局限性，并可帮助品牌所有者和技术配色师简化整体决策流程，同时缩短新产品系列的上市时间。

 

本文由荣格独家翻译自AMI《COMPOUNDING WORLD》，全文有删减
作者：Jennifer Markarian

 

来源：荣格-《国际塑料商情》

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