聚丙烯產(chǎn)品的性能及其應(yīng)用進展

周剛

摘要： 隨著中國工業(yè)的不斷發(fā)展，對聚丙烯的需求也在不斷增加。雖然國內(nèi)生產(chǎn)能力正在逐步提高，但供應(yīng)仍然短缺。中國的聚丙烯工業(yè)生產(chǎn)始于20世紀70年代。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，聚丙烯的主要生產(chǎn)工藝有溶劑法、氣相法和間歇相本體法。然而，無論哪種生產(chǎn)工藝，聚丙烯產(chǎn)品質(zhì)量的檢測指標基本相同，其中關(guān)鍵指標主要包括溶液流量、粉末含量、表觀密度、等規(guī)度、力學性能、分子量分布和溫血性能等。在聚丙烯產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，有必要對這些方面進行有效的控制，以保證聚丙烯產(chǎn)品的質(zhì)量符合標準。鑒于此，本文對聚丙烯產(chǎn)品的性能及其應(yīng)用進展進行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞： 聚丙烯;化學性質(zhì);用途

【中圖分類號】TQ325.14【文獻標識碼】A【文章編號】1674-3733（2020）15-0235-01

引言：聚丙烯是使用廣泛的高分子材料，生產(chǎn)工藝成熟、原料價廉易得、產(chǎn)品安全無毒且環(huán)境友好，在產(chǎn)品包裝、日用品生產(chǎn)、汽車制造、建筑材料、醫(yī)療器械等多個領(lǐng)域得到了應(yīng)用。目前我國大多數(shù)聚丙烯生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝、催化劑仍采用國外技術(shù)，應(yīng)加快聚丙烯生產(chǎn)設(shè)備以及工藝的研究，在吸收國外經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，設(shè)計效果更好的聚丙烯生產(chǎn)工藝。同時要加大科研投入，研發(fā)性能更加優(yōu)良，附加值更高的聚丙烯產(chǎn)品，提高我國的核心競爭力。

1聚丙烯產(chǎn)品生產(chǎn)工藝介紹

1.1Spheripol工藝

雙環(huán)管結(jié)構(gòu)可以通過改變合成工藝中的壓力，得到性能更優(yōu)良的聚丙烯產(chǎn)品，實現(xiàn)了對聚丙烯大分子質(zhì)量以及聚丙烯大分子形態(tài)的調(diào)控;經(jīng)多次改良后得到的第四代催化劑，催化生成的聚丙烯產(chǎn)品純度更高，機械性能更好，具有更高的耐磨性能;由于使用了雙環(huán)管反應(yīng)結(jié)構(gòu)，可以更方便生產(chǎn)操作;提高了反應(yīng)壓力，所以整個生產(chǎn)工藝中氫氣含量增加，在一定程度上改良了聚丙烯產(chǎn)品的各項性能;同時，基于雙環(huán)管結(jié)構(gòu)的優(yōu)良特性，能夠生產(chǎn)相對質(zhì)量更高的大分子，以及質(zhì)量更小的聚丙烯產(chǎn)品，使生產(chǎn)出的聚丙烯產(chǎn)品分子質(zhì)量分布范圍更大，且得到的聚丙烯產(chǎn)品更加均質(zhì);這一結(jié)構(gòu)能更好地促進反應(yīng)物料之間的傳熱，如果結(jié)合目前更為先進的茂金屬催化劑，未來將會制備出性能更加優(yōu)良的聚丙烯產(chǎn)品。雙環(huán)管反應(yīng)器結(jié)構(gòu)使得生產(chǎn)效率提高，使生產(chǎn)過程變得更加便捷靈活，在一定程度上提高了聚丙烯產(chǎn)品的產(chǎn)量。

1.2Borstar工藝

Borstar聚丙烯合成工藝是北歐化工在Basell公司的聚丙烯合成工藝的基礎(chǔ)上，在雙環(huán)管結(jié)構(gòu)反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，同時串聯(lián)氣相流化床反應(yīng)器，由此生產(chǎn)出了性能更加優(yōu)良的聚丙烯產(chǎn)品。：第一，催化劑活性更高;第二，在雙環(huán)管反應(yīng)器的基礎(chǔ)上串聯(lián)了氣相反應(yīng)器，能夠?qū)铣纱蠓肿拥姆肿淤|(zhì)量以及大分子形態(tài)進行更便捷的調(diào)控;第三，在進行雙峰聚丙烯的生產(chǎn)時得到的每個峰都能實現(xiàn)較窄的分子質(zhì)量分布，雙峰產(chǎn)品質(zhì)量更好;第四，提高了操作溫度，避免了聚丙烯分子溶解于丙烯的現(xiàn)象，不會出現(xiàn)聚丙烯產(chǎn)品粘連在反應(yīng)釜內(nèi)壁的情況。

2聚丙烯應(yīng)用進展

2.1管材用聚丙烯產(chǎn)品開發(fā)

無規(guī)共聚聚丙烯管，又稱PPR，是目前需求量較大的聚丙烯產(chǎn)品之一，機械性能良好，抗沖擊能力強，以其作為原料制備的管材，機械強度高，質(zhì)量輕便，耐磨耐腐蝕、方便進一步加工。由于其可以承受高溫熱水，根據(jù)質(zhì)量檢測使用壽命較長，產(chǎn)品質(zhì)量好、穩(wěn)定性高，目前已被廣泛應(yīng)用于冷熱水輸送。由于其性能穩(wěn)定，安全可靠且價格合適，被我國建設(shè)部等相關(guān)部門列為推薦使用的管件材料，應(yīng)逐漸用PPR此類綠色環(huán)保的管材來替代傳統(tǒng)管材，在政府倡導下，目前我國在建住宅80%以上采用了PPR綠色管材。隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，對于PPR管材的需求量也不斷增加，據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，年需求量平均約為200kt。

2.2等規(guī)度

一種是活化劑，主要用于聚丙烯原料中的雜質(zhì)，以保證催化劑能夠發(fā)揮有效作用，因此適當增加活化劑的用量可以提高聚丙烯產(chǎn)品的等規(guī)度。然而，在實際生產(chǎn)過程中，應(yīng)注意控制活化劑的用量。不同用途的聚丙烯產(chǎn)品對等規(guī)度有不同的要求，活化劑的使用也有劑量限制，因此工人需要合理控制。第二是關(guān)于催化劑的使用。在聚丙烯產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，催化劑是直接影響產(chǎn)品等規(guī)度的因素。一般來說，催化劑的定向能力越強，產(chǎn)物的等規(guī)度越高[2]。因此，在生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)產(chǎn)品的實際需要增強催化劑的取向能力，提高產(chǎn)品的等規(guī)度。第三，它來自聚丙烯的原料。聚丙烯原料中含有各種雜質(zhì)，會影響催化劑的功能。因此，如果要提高聚丙烯產(chǎn)品的全同立構(gòu)規(guī)整度，就必須徹底提純原料，并了解原料中的硫化物、一氧化碳和氮氧化物。

2.3熔體流動速率

目前，在聚丙烯生產(chǎn)過程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的可能影響聚丙烯熔體流動速率的原因包括但不限于對產(chǎn)品熔體流動速率有或多或少顯著影響的聚丙烯原料、催化劑性能、生產(chǎn)工藝和氫化控制[5]。在實際生產(chǎn)過程中，可以通過降解法和氫氣調(diào)節(jié)來控制產(chǎn)品熔體的流速，氫氣調(diào)節(jié)主要采用性能優(yōu)良的催化劑來調(diào)節(jié)聚合過程，同時加入適量的氫氣來調(diào)節(jié)分子量，從而達到調(diào)節(jié)聚丙烯產(chǎn)品熔體流速的目的。分解法主要用于通過過氧化物和聚丙烯的反應(yīng)進行處理，達到提高聚丙烯制品熔體流速的目的。這兩種調(diào)節(jié)方式各有利弊，具體需求根據(jù)實際生產(chǎn)情況確定。

2.4產(chǎn)品應(yīng)用

合成材料主要包括塑料、合成纖維、合成橡膠三大類。其中，塑料制品的產(chǎn)量占合成材料總量的近三分之二，而以聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯為代表的通用塑料占最多，在全球范圍內(nèi)甚至占塑料總產(chǎn)量的百分之七十以上。隨著新型煤化工的發(fā)展，甲醇是以煤為原料，用甲醇制烯烴，聚合成聚乙烯，聚丙烯是雙聚合產(chǎn)物。聚乙烯是一種極具韌性的熱塑性樹脂，成本低，耐腐蝕性特別好。隨著近年來工業(yè)化的發(fā)展，這種產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，例如化學工業(yè)，經(jīng)常用于建筑工程，甚至軍事領(lǐng)域，拉伸性能是評價聚丙烯產(chǎn)品性能的重要指標。為了保證該產(chǎn)品的質(zhì)量，國內(nèi)外許多學者對聚丙烯的拉伸性能進行了深入的研究。

結(jié)束語：聚乙烯樹脂（PP）是一種用途廣泛的工業(yè)和民用塑料原料，PP產(chǎn)品應(yīng)用于工業(yè)、輕工業(yè)、醫(yī)藥、日用品等多種行業(yè)。Unipol聚丙烯工藝選用氣相流化床反應(yīng)器，不僅簡單、相對平穩(wěn)，負載彈性和操作靈活性非常大，啟停操作簡單，該工藝的PP產(chǎn)品比例高，切換不同品牌所需的時間非常短。PP產(chǎn)品機械性能好，熱穩(wěn)定性高，主要優(yōu)點是價格較低，可為許多行業(yè)所接受。

參考文獻

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[2]王奉鵬，唐珊，安東玲.影響聚丙烯產(chǎn)品拉伸性能的原因分析[J].化工管理，2019（16）：100-101.

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