当前位置:文档之家› 聚丙烯

聚丙烯

一、聚丙烯

关于聚丙烯

纳塔(1903-1979)是意大利著名化学家,1954年,他在德国化学家K.齐格勒乙烯低压聚合制成聚乙烯重大发现的基础上,发现以三氯化钛和烷基铝为催化剂 ,丙烯在低压下高收率地聚合,生成分子结构高度规整的立体定向聚合物——聚丙烯 ,具有高强度和高熔点,开创了立体定向聚合的崭新领域。这为今天广泛使用的合成聚丙烯的现代方法奠定了基础。1957年,他直接参与在意大利的世界上第一套聚丙烯生产装置的建立,他的发现导致合成树脂和塑料的一个大品种问世。纳塔还具体地研究了结晶性聚丙烯的空间结构,并分别阐明了它们的作用机理和成型规律。

鉴于纳塔的成就,他同齐格勒(聚乙烯工业化的发明者)一起获1963年诺贝尔化学奖。

PP塑料,化学名称:聚丙烯

英文名称:Polypropylene(简称PP)

比重:0.9-0.91克/立方厘米

成型收缩率:1.0-2.5%

成型温度:160-220℃

特点:密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化. 适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件

成型特性:

1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解。

2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形,

3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度。料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90度以上易发生翘曲变形。

4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。

关于均聚聚丙烯

聚丙烯是丙烯的高聚体,聚丙烯(PP)作为热塑塑料聚合物在塑料领域内有十分广泛的应用,因所用催化剂和聚合工艺不同,所得聚合物性能,用途也不同。PP 有很多有用的性能,但还缺乏固有的韧性,特别是在低于其玻璃化温度的条件下。然而,通过添加冲击改性剂,可以提高其抗冲击性能。

PP均聚物

聚丙烯(PP)作为热塑塑料聚合物于1957年开始商品化生产,是有规立构聚合物中的第一个。其历史意义更体现在,它一直是增长最快的主要热塑性塑料,2004年它的全国总产量达到300万吨。它在热塑性塑料领域内有十分广泛的应用,特别是在纤维和长丝、薄膜挤压、注塑加工等方面。

1.1 化学和性质

PP是在金属有机有规立构催化剂(Ziegler-Natta型),如

δ-TiCl3-(C2H5)2AlCl或TiCl3-(C2H5)3Al(效率300~900克聚丙烯/克TiCl3)作用下,使丙烯单体在控制的温度和压力条件下合成的。因所用催化剂和聚合工艺不同,所得聚合物的分子结构有三种不同类型的立体化学结构,数量也不一样。这三种结构是指等规聚合物、间规聚合物和无规聚合物。在等规聚丙烯(最常见的商品形式)中,甲基原子团都处在聚合物骨架的同一侧,这一结构很容易形成结晶态。等规形式的结晶性赋予它良好的抗溶剂和抗热性能。在前十年期间所用的催化剂技术使非等规异构体的生成达到最少程度,消除了对无价值的无规组分进行分离的必要性,简化了生产步骤。生产聚丙烯的工艺主要有两种:一种是气相法;一种是液体丙烯淤浆法。此外,还有一些老式淤浆工艺装置在运行,它们采用一种液态饱和烃作为反应介质。

比较而言,高密度和低密度聚乙烯都有较高的密度,相当低的熔点和较低的弯曲模量即刚度。这些性能差异导致了最终用途不同。刚度和易定向性使聚丙烯均聚物适合制作各种纤维和用于延展带,而它们较高的耐热性使它们能用于制作硬的高压容器和器具及汽车的模塑部件。

影响聚丙烯均聚物的加工性能和物理性能的主要因素包括:分子量(通常用流速表示);分子量分布(简称MWD);有规立构性和助剂。聚丙烯平均分子量范围从约200 000到 600 000。分子量分布通常用聚合物的重均分子量()与数均分子量()的比值表示,。该式又称为多分散性指数。

一个聚合物的分子量分布对它的加工性能和最终使用性能有举足轻重的影响。这是因为熔融态的聚丙烯对剪切敏感,即当施加的压力升高时,其表观粘度降低。分子量分布范围宽的聚丙烯比分布窄的更对剪切敏感,因而具有宽范围分子量分布的材料在注塑过程中更易于加工。某些特定的用途,特别是纤维,则要求窄范围的分子量分布。分子量分布与催化剂体系和聚合反应工艺都有关系。常用过氧化物在反应器后面的挤压过程进行化学裂解,使分子量分布范围变窄。这一过程称为控制流变学(CR)过程。

与聚乙烯相比较,等规聚丙烯其独特的分子结构及螺旋状晶体导致其分子链更易受光和热而氧化降解。在通常的加工和最终使用条件下,聚丙烯要经受无规的断链作用,导致分子量降低和流速升高。所有的商品级聚丙烯都含有稳定剂,以便在加工时保护材料,提供令人满意的最终使用性能。对于特别的用途,除了加抗氧剂和紫外线抑制剂外,还须加其它添加剂。例如:在薄膜配方中加入润滑剂和防粘剂,以减少摩擦系数并防止薄膜自身粘连。在包装材料中添加抗静电以消除静电荷。为了提高透明度或缩短模型周期,则需用成核剂。均聚物树脂通常按流速和最终用途分类。流速取决于平均分子量和分子量分布两者。某些特殊用途要求流速高达400分克/分钟,而普通商品均聚物的流速则在0.5-50分克/分钟的范围以内。流速通常是确定加工特性最主要的因素。

1.2 加工和应用

聚丙烯极好的流动性能和宽范围的流速,以及其它独特的聚合物特性相结合,使它具有优异的加工性能。较低的流速能满足挤压带、带状长丝和单丝等的加工要

求,还能使成品有抗张强度和低延伸性,同时保持足够的横向完整性,使卷丝机导向装置上的劈裂和粉尘飞扬的情况达到最低程度。为了抵消它们特有的低横向强度和断裂倾向(原纤化),定向程度更高的薄膜到纤维产品,如:粗纤度纺织品、细绳和绳子,通常要求流速在7~20的范围内。含有发泡剂的装饰带条产品是由流速接近于10的聚丙烯挤压而成的,这样才能使熔体强度和定向能力达到适当的均衡。这种聚合物经中等程度的定向,能产生光滑的类似缎于一样的表面效果,产品有足够的横向强度可以延缓断裂。非织布和多丝产品的挤压需要一种低粘度、自由流动的材料,因此,流速极高的聚丙烯用于这些用途。

浇铸PP薄膜大量用于绘图艺术品方面。另外,薄膜可以双轴取向和热变定,使具有极好的机械性能和热性能,应用于各种性能层合材料和包装材料方面。使用管式水冷激工艺可以把PP加工成共挤出吹制薄膜以及单层薄膜。热成型用的挤塑片材要求使用低流速配方的材料,使具有足够的熔体强度。当使用PP挤塑型材时,较低的流速加工性能总是要好些。型材挤压通常限于较小的截面以便能用水急冷保证产品具有足够的韧度。PP还可以挤塑成管状产品,如饮料吸管和饮用水管。PP在线缆涂层方面也有用途。

在用量方面仅次于挤塑的注塑加工很适应聚丙烯的特性。PP良好的流动性能和强韧机械特性,被利用来生产许多种不同类型的具有内在的强韧机械性能的产品。良好的加工性能与极好的抗应力断裂性能产生了优良的模塑成型的密封罩。一般而言,低流速配方材料用于生产厚壁产品和那些要求韧性的产品。高流速的材料用于生产薄壁部件和要求快速加工的产品。

1.3 市场

PP均聚物可使用各种加工工艺,生产范围很宽的产品。

挤塑制品是消耗PP的最大市场,而纺织纤维和单丝又是其中最大的部分。长期以来,PP一直是制造纤维的主要原料,这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。定向和非定向薄膜占据挤塑制品市场的第二大份额,并且是继续保持增长的领域。

接下来,注塑品是PP均聚物的第二大市场,包括容器、密封器、汽车方面的应用、家庭用品、玩具及其它许多消费品和工业方面的最终用途。许多吹塑容器选用聚丙烯,是因为它的良好的隔潮性能和足够的清沏度。鉴于对未来塑料制品的新需求,PP均聚物将继续保持增长。良好的经济方面的条件、良好的机械性能以及重量轻、着色能力强和易于加工等特性,将使PP继续成为本世纪众多应用领域的首选材料。

关于共聚聚丙烯

聚丙烯无规共聚物

聚丙烯无规共聚物也是聚丙烯的一种,它的高分子链的基本结构用加入不同种类的单体分于加以改性。乙烯是最常用的单体,它引起聚丙烯物理性质的改变。与PP均聚物相比,无规共聚物改进了光学性能(增加了透明度并减少了浊雾),提高了抗冲击性能,增加了挠性,降低了熔化温度,从而也降低了热熔接温度;

同时在化学稳定性、水蒸汽隔离性能和器官感觉性能(低气味和味道)方面与均聚物基本相同。

开发了将改进了的透明度和冲击强度结合起来的PP无规共聚物,应用于吹塑、注塑、薄膜和片材挤压加工领域,作食品包装材料、医药包装材料和日常消费品。

化学

PP无规共聚物一般含有 1- 7%(重量)的乙烯分子及 99— 93%(重量)的丙烯分子。在聚合物链上,乙烯分子无规则地插在丙烯分子中间。在这种无规的或统计学共聚物中,大多数(通常 75%)的乙烯是以单分子插入的方式结合进去的,叫做X3基团(三个连续的乙烯[CH2]依次排列在主链上),这还可看成是一个乙烯分子插在两个丙烯分子中间。

另有 25%的乙烯是以多分子插入的方式结合进主链的,又叫X5基团,因为有5个连续的亚甲基团(两个乙烯分子一起插在两个丙烯分子中间)。很难把X5和更高的基团如X7、X9等加以区分。鉴于此,把XS和更高基团的乙烯含量一起统计为>X3%。

无规度比值X3/X5可以测定。当X3以上基团的百分比很大时,将显著降低共聚物的结晶度,这对无规共聚物的最终性能影响很大。共聚物中极高含量的乙烯对聚合物结晶度的影响,类似于高无规聚丙烯含量时的作用。

无规PP共聚物不同于均聚物,因为无规地插入聚合物主链中的乙烯分子阻碍了聚合物分子的结晶型排列。共聚物结晶度的降低引起物理性质的改变:无规共聚物与PP均聚物相比刚度降低,抗冲击性能提高,透明度更好。乙烯共聚物还有较低的熔化温度,这成了它们在某些方面应用时的优点。

无规共聚物含有较多的可革取物和无规PP,以及乙烯含量高得多的聚合物链。这种较高的可革取物含量,视不同的聚合过程,不同程度地存在于所有的商品共聚物材料中,并在满足联邦食品管理局(FDA)关于食品接触的规定上造成困难。

制造方法

乙烯/丙烯无规共聚物是由乙烯分子和丙烯分子同时进行聚合反应而制得的,所用反应器与生产PP均聚物的一样。乙烯分子比丙烯分子小,反应快于(反应活性约十倍)丙烯。这使催化剂的立体定向性减弱而活性增大,从而导致无规聚丙烯生成量增多。为了减少这种无规物的生成,需要降低反应温度,从而降低催化剂的活性,并减少最终产物中无规异构体的含量,得到一种具有较均衡性能的产品。

乙烯含量高(>3%)的无规共聚物在生产过程中处理起来比较困难,也很难

在己烷稀释剂中进行聚合反应,因为反应的二级副产品(无规聚丙烯和含乙烯量很高的共聚物)能溶于己烷。这在液体丙烯的本体聚合反应也是一样,尽管溶解度较低。己烷稀释工艺生产出的大量副产品,必须在己烷再循环阶段分离出来,这会增加总生产成本,然而却能得到合少量可溶组分的较清洁的聚合物。在本体聚合工艺中,这些杂质会留在聚合物中,并在处理薄片状材料时带来麻烦。而且,最终共聚产品中含有较多的可溶性杂质。使用有机溶剂进行二次清洗,可除去大部分杂质,但又会提高共聚物的总生产成本。一般地,副产物含量高时,薄片状无规共聚物会变得较粘,当乙烯含量高于3.5%(重量)时,这个问题更突出。处理问题增多,以及较低的反应器温度导致无规共聚物较低的生产速度。而且无规共聚物的生产周期通常很短。这些因素使无规共聚物的总生产成本高于均聚物,对乙烯含量高的无规共聚物更是如此。

共聚物熔点降低和乙烯含量直接相关。据报导,乙烯含量为7%时,共聚物的熔点低达152°F。X3含量对共聚物熔点的影响比儿及更高基因含量的影响更大。它还取决于催化剂本身,及其以X3基团代替以X5基团结合乙烯的能力。

性能

物理性能:一般地说,无规PP共聚物比PP均聚物的挠曲性好而刚性低。它们在温度降至32°F时,还能保持适中的冲击强度,而当温度降至-4°F时,有用性就有限了。共聚物的弯曲模量( 1%应变时的割线模量)在 483~1034MPa 范围内,而均聚物则在1034~1379MPa范围内。PP共聚物材料的分子量对刚性的影响不如PP均聚物的大。带切口的悬臂梁式冲击强度一般在0.8~1.4英尺·磅/英寸的范围内。

耐化学性能:无规PP共聚物对酸、碱、醇、低沸点碳氢化合物溶剂及许多有机化学品的作用有很强的抵抗力。室温下,PP共聚物基本不溶于大多数有机溶剂。而且,当暴露在肥皂、皂碱液、水性试剂和醇类中时,它们不象其它许多聚合物那样会发生环境应力断裂损坏。当与某些化学品接触时,特别是液体烃、氯代有机物和强氧化剂,能引起表面裂纹或溶胀。非极性化合物一般比极性化合物更容易为聚丙烯所吸收。

阻隔性能:PP共聚物和均聚物都有很低的水蒸汽渗透率(0.5克/毫升/100平方英寸/24小时)。这些性质可以通过定向加以改进。拉伸吹塑型聚丙烯瓶子已把抗水蒸汽渗透性能改进至0.3,氧气渗透率到2500。

电性能:一般地,聚丙烯有很好的电性能,包括:高介电强度,低介电常数和低损耗因子;然而,电力应用一般选择均聚物。

抗冲击型PP共聚物

PP有很多有用的性能,但还缺乏固有的韧性,特别是在低于其玻璃化温度的条件下.然而,通过添加冲击改性剂,可以提高其抗冲击性能。传统改良性为弹性体,通常为乙丙橡胶。普遍认为,遍布于半结晶态聚丙烯基体内的橡胶粒子,能在界面上形成许多应力集中点,防止局部形变,和断裂扩展。抗冲击改性剂一直

是在共混时添加进去的,最近,弹性体组分的现场合成已经具有商业重要性。而且,正在宣传用一种新系列的冲击改性剂来代替乙丙橡胶,即Flexomer聚烯烃、Exact塑弹体和Insite聚合物。这些都是烯烃聚合物,它们填补了极低密度聚乙烯和传统乙丙弹性体之间的空白。

1.化学和性能

等规PP均聚物,是在Ziegler-Natta催化剂体系催化下,由丙烯聚合而成的。乙丙橡胶组分在一系列反应器中合成的,或是预先购买,然后在挤压机内与PP 均聚物共混。生成的抗冲击聚丙烯经粒化后出售。现场生产的抗冲击PP共聚物,可以通过选用合适的催化剂组成及反应器条件,来精确地控制其重要的性能。催化剂组成和反应器条件决定基体树脂的结晶度、橡胶组分的组成和数量及总体分子量分布。

抗冲击PP是最轻的热塑性塑料之一,其密度低于1,每磅产品的价格低于PET、PBT、高抗冲击聚苯乙烯和ABS。按比容计,抗冲击PP的单位体积成本低于上述那些树脂和聚氯乙烯(PVC)。仅有HDPE在这方面堪与匹敌。抗冲击型PP通常在适中的温度下加工,范围为350~550°F。抗冲击聚丙烯共聚物具有广谱的熔体流动速率,通常范围为从小于1到约30。具有最高熔体流动速率的树脂,通常是由熔体流动速率较低的材料“减粘裂化”制得。也就是对从反应器出来后的材料进行一步反应,降低平均分子量,从而制得熔体流速更高的产品。抗冲击聚丙烯共聚物对化学品和环境应力断裂有很高的抵抗力。经处理后,材料可具备优良的悬臂梁式冲击强度和较低的加纳尔冲击性能。悬臂梁式冲击强度范围在0.5到大于15英尺·磅/英寸;在-40°F下,加纳尔冲击强度范围为15到300英寸·磅以上。

橡胶组分为聚丙烯提供了冲击强度,却使抗冲击聚丙烯相对于均聚物而言,降低了刚度和热变形温度。加填料的抗冲击聚丙烯共聚物能够忍受更高的温度而不变形。填料一般为玻璃纤维。云母、滑石和碳酸钙。这些聚合物的最终用户应该知道对每一种规格的产品,在不同的熔化强度、熔体流速、刚度和热变形温度之间需作出权衡。

2. 用途

抗冲击聚丙烯的主要商业用途是用在汽车、家用品、器具中的注塑件。它的抗冲击能力、低密度、着色能力和加工性能使它成为理想的材料。具有较高熔体流速的中等抗冲击树脂品级有较高的流动性能,这个特点在注塑大型部件如:汽车面板时特别有用。

高抗冲击能力具有较低熔体流速的树脂(一般小于2),可以转化成抗穿刺性极好的薄膜,这种薄膜的抗冲击能力和耐蒸汽杀菌能力,适合做一次性医疗废品袋。挤压片材可以用热成型法加工成大而厚的部件,如:汽车工业中的护板和汽车车尾行李箱衬里。弹性体组分改良聚丙烯抗冲击性能的机理,在材料受冲击时,可诱导应力白化。大多数用途是以弹性组分在聚丙烯基体中的分散度为基础的。基

于与此相反的概念,正在开发新型的保险杠。其结果是形成了一个分子复合结构。

注释

聚丙烯丙烯的聚合物英文名称polypropylene缩写

PP均聚物由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物。

高分子高分子就是那些分子量特别大的物质。常见的分子,我们称它们为小分子,一般由几个或几十个原子组成,分子量也在几十到几百之间。如水分子的分子量为18、二氧化硫的分子量是44。高分子则不同,它的分子量至少要大于1万。高分子物质的分子一般由几千、几万甚至几十万个原子组成,它的分子量也就是几万、几十万、甚至以亿来计算。高分子的“高”就是指它的分子量高。

聚合物高分子分为天然高分子和人工合成高分子,天然橡胶,棉花等都属于天然高分子。人工合成高分子主要包括:化学纤维、合成橡胶和合成树脂(塑料),也称为三大合成材料。此外,大多数涂料和粘合剂的主要成分也是人工合成高分子。人工合成高分子又被称为聚合物(Polymer)。如:聚丙烯、聚乙烯等。

共聚物两种或两种以上的单体或单体与聚合物间进行的聚合称为共聚,共聚得到的产物即为共聚物。分嵌段共聚物、接枝共聚物、无规共聚物、有规共聚物等。

二、聚丙烯生产工艺

2.1 淤浆法

淤浆法工艺(Slurry Process)又称浆液法或溶剂法工艺,是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。从1957年第一套工业化装置一直到20世纪80年代中后期,淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。典型工艺主要包括意大利的Montedison 工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂,采用立式搅拌釜反应器,需要脱灰和脱无规物,因采用的溶剂不同,工艺流程和操作条件有所不同。近年来,传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少,保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域,如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。近年来,人们对该方法进行了改进,改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂,可删除催化剂脱灰步骤,能减少无规聚合物的产生,可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。

2.2溶液法

溶液法生产工艺是早期用于生产结晶聚丙烯的工艺路线,由Eastman公司所独有。该工艺采用一种特殊改进的催化剂体系-锂化合物(如氢化锂铝)来适应高的溶液聚合温度。催化剂组分、单体和溶剂连续加入聚合反应器,未反应的单体通过对溶剂减压而分离循环。额外补充溶剂来降低溶液的粘度,并过滤除去残留催化剂。溶剂通过多个蒸发器而浓缩,再通过一台能够除去挥发物的挤压机而形成固体聚合物。固体聚合物用庚烷或类似的烃萃取进一步提纯,同时也除去了无定形聚丙烯,取消了使用乙醇和多步蒸馏的过程,主要用于生产一些与浆液法产品相比模量更低、韧性更高的特殊牌号产品。该方法工艺流程复杂,且成本较高,聚合温度高,加上由于采用特殊的高温催化剂使产品应用范围有限,目前已经不

再用于生产结晶聚丙烯。

2.3气相法

气相法聚丙烯工艺的研究和开发始于20世纪60年代,1967年BASF公司在Ludwigshafen建成一套采用立式搅拌床反应器的气相聚丙烯工艺中试装置。1969年BASF和Shell的合资ROW公司在德国Wesseling采用立式搅拌床反应器建成世界上第一套2.5万吨/年气相聚丙烯工业装置,命名为Novolen工艺。20世纪70年代,美国Amoco公司开发出采用接近活塞流的卧式搅拌床气相反应器的气相法PP生产工艺。80年代初期,UCC公司将其成熟的气相流化床Unipol 聚乙烯工艺用于聚丙烯生产中,推出了Unipol气相聚丙烯工艺。日本的Sumitomo 公司也于同期开发出采用气相流化床的气相法工艺。目前,世界上气相法PP生产工艺主要有BP公司的Innovene工艺、Chisso工艺、联碳公司的Unipol工艺、BASF公司的Novolen工艺以及住友化学公司的Sumitomo工艺等。 (1)Innovene 工艺。

Innovene工艺又名BP-Amoco工艺。工艺的主要特点是采用独特的接近活塞流的卧式搅拌床反应器。用这种独特的反应器,因颗粒停留时间分布范围很窄,可以生产刚性和抗冲击性非常好的共聚物产品。这种接近平推流的反应器可以避免催化剂短路。当有乙烯存在时,可以生成大颗粒共聚物,而不是在均聚物颗粒内生成细粉,这些细粉将降低共聚物的低温冲击强度,并形成不必要的胶状体。因此,该工艺很窄的反应停留时间分布可以实现用多个全混反应釜均聚反应器才能生产的高抗冲共聚物的要求。另外,由于这种独特的反应器设计,该工艺的产品过渡时间很短,理论上产品的过度时间要比连续搅拌反应器或流化床反应器短2/3,因而产品切换容易,过渡产品很少。

Innovene工艺采用丙烯闪蒸的方式撤热。液体丙烯以一种能保持反应器床层干燥的方式从各个进料点喷人反应器内,液体丙烯汽化后,其单体的分压小于它的露点压力,并足以撤走反应热。操作中必须严格控制液体丙烯的进料速度和其在反应器中的汽化,以保证床层干燥程度、流化程度与反应温度范围之间的平衡。气锁系统是该工艺的另一特色。当物料从第一反应器输送到第二反应器时,气锁系统可避免两反应器互相串流。尤其是生产共聚物时,两反应器的气相组成不同,第一反应器中含有大量氢气,同时第二反应器中含有乙烯和少量氢气,如果第一反应器中的氢气进入第二反应器或第二反应器中的乙烯进人第一反应器,都将严重影响产品质量,因此将两反应器隔离是关键。本工艺所用的CD催化剂具有很好的形态控制,高的活性和选择性,能控制无规聚丙烯的生成,产品有很高的等规指数,聚合产品粒度分布窄,粉料流动性好,灰分含量低,色泽好等。采用该催化剂,可以使工艺流程得到简化。只使用一种催化剂就可生产所有牌号的产品,不需要切换催化剂。CD催化剂的活性在25000-55000kgPP/kg cat范围内,取决于原料纯度和反应器的数量。生产的粉料产品的等规指数最高可以达到99%。CD催化剂的另外一个特点是不需要预处理或预聚合,可以直接加入反应器,并且该催化剂可以生产所有聚丙烯产品。该工艺均聚产品的MFR可以从0.5g/10min到100g/10min,产品韧性高于其他气相聚合工艺所得产品;无规共聚产品的MFR为2-35g/10min,其乙烯含量可以达到7%-8%(质量分数);抗冲共聚产品的MFR为1-35g/10min,乙烯含量为5%-17%(质量分数)

由于活塞流式的反应器设计,使得催化剂的停留时间分布较窄,抗冲共聚物的橡胶相分布更加均匀,性能更加优异,尤其是抗冲击性和刚性的平衡性能更好。该工艺也可以采用一台反应器生产均聚物和无规共聚物,但是该工艺也有不足,

产品中乙烯含量(或橡胶组分比例)不高,不能获得高抗冲和超高抗冲牌号的PP产品。该工艺的另外一个重要特征是聚合反应可以通过停止催化剂注入而快速平稳地停止(约15-20分钟),并可以在几小时后重新开车,不会影响反应器内部条件及聚合物的质量。在遇到停电等事故时,反应器可以在事故停车或慢停车状态下,通过释放反应器压力,在3分钟内停车,并可在重新加压及注入催化剂后再次开车。由于Innovene工艺流程简短,反应器设计独特,聚合压力比较低,没有大型的转动设备,电能消耗在各种PP工艺中处于最低之列。由于是气相聚合系统,不必象液相法那样用蒸汽加热反应器随聚合物排出的液体丙烯,因而蒸汽消耗量很少,生产均聚产品的能耗在各种工艺中是最低的。Innovene气相法工艺与其他气相法工艺一样,聚合系统内没有大量的液态烃,本质上比本体法要安全一些。Innovene气相法工艺反应器的操作压力,在各种工艺技术中是最低的。聚合系统没有废水排放,是一种清洁的生产工艺。目前,世界上采用Innovene工艺技术的聚丙烯生产装置有10多套,总生产能力约为300万吨/年,约占世界聚丙烯总生产能力的7.6%;

(2)Chisso工艺。Chisso聚丙烯工艺是在Innovene气相法工艺技术基础上发展起来的,两者有很多相似之处,尤其是反应器的设计基本相同。与Innovene 气相法工艺技术相比,Chisso气相法聚丙烯工艺技术有以下两个独特之处,工艺更适合生产高乙烯含量的抗冲共聚产品。Chisso工艺的第一反应器布置在第二个反应器的顶上,第一反应器的出料靠重力流入一个简单的气锁装置,然后用丙烯气压送入第二反应器。而Innovene气相法工艺的两个反应器平行水平布置,第一反应器的出料靠压差送入高处的沉降器,分离出的未反应气体经压缩机压缩升压,冷凝后循环回反应器,聚合物粉料靠重力进入气锁器,用丙烯气压送入第二反应器。两者相比,Chisso工艺的设计要更简单,能耗更小。Chisso气相法聚丙烯工艺采用由Toho Titanium公司研制的THC-C催化剂,该催化剂有很高的活性和选择性,能够控制无定形聚合物的生成,同时保持生成很高收率的等规聚合物。采用该催化剂所生产的聚丙烯形态好,细粉少,粒度分布窄,流动性好,易于输送到第二个反应器。THC-C催化剂典型活性为25000-40000kgPP/kgcat,但该催化剂需要预处理,用己烷配成浆液,加入少量丙烯处理几个小时,否则产品中细粉增多,流动性降低,共聚反应器的操作困难。Chisso气相法聚丙烯工艺能够生产全范围的产品。反应器中聚合粉料产品的MFR通常小于20g/10min,均聚物产品的MFR范围在0.5-45g/10min,无规共聚物的典型MFR范围是1.5-35g/10min,最高乙烯含量为5%(质量分数),抗冲共聚物产品的MFR范围在0.5-65g/10min之间,乙烯含量高达15%(质量分数)。Chisso气相法聚丙烯工艺生产的无规共聚物有很低的封焊温度,适宜作BOPP薄膜。对于均聚物的BOPP 牌号,能够控制立体规整度,适宜各种用途,如高加工性和高刚性-低热收缩性膜。目前,世界上采用Chisso气相法聚丙烯工艺的生产装置主要有6套,总生产能力为142.2万吨/年,约占世界PP总生产能力的3.6%;

(3)Unipol工艺。Unipol工艺是联碳公司和壳牌公司在20世纪80年代中期联合开发的一种气相流化床PP工艺,是将应用在聚乙烯生产中的流化床工艺移植到PP生产中的工艺。该工艺采用高效催化剂体系,主催化剂为高效载体催化剂,助催化剂为三乙基铝和给电子体。具有简单、灵活、经济和安全等特点,只需要用一台沸腾床主反应器就可生产均聚物和无规共聚物产品,可在较大范围内调节操作条件而使产品性能保持均一。该工艺另外一个显著特点是可以配合超冷凝态操作,即所谓的超冷凝态气相流化床工艺(SCM)。由于超冷凝操作能够最

有效地移走反应热,能使反应器在体积不增加的情况下提高很大的生产能力,如通过将反应器内液相的比例提高到45%,可使现有的生产能力提高200%,这对于节省投资具有十分重要的意义。另外,该工艺路线较短,对材质没有特殊要求,主反应器及其下游设备都为普通的碳钢(除挤压造粒单元外),管材65%以上采用普通碳钢,再加上其占地面积少,装置生产潜力很大,产品成本低,性能好,因而具有较强的竞争力。该工艺只用较少的设备就能生产出包括均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物在内的全范围产品,而且只用一台沸腾床主反应器就可生产均聚物、无规共聚物;可在较大操作范围内调节操作条件而使产品性能保持均一;由于该工艺的设备数量较少而使维修工作量较小,装置的可靠性提高。由于流化床反应动力学本身的限制,加上操作压力低使系统中物料的储量减小,使得该工艺比其它工艺操作安全,不存在事故失控时设备超压的危险。此工艺没有液体废料排出,排放到大气的烃类也很少,因此对环境的影响非常小,与其它工艺相比,更容易达到环保、健康和安全的各种严格规范。Unipol工艺采用SHAC系列催化剂,该催化剂无需预处理或预聚合,而且使用同一种催化剂可以生产任何种类的PP产品。Unipol聚丙烯工艺采用两台串联反应器系统生产的抗冲共聚产品的MFR 分子量分布很宽。商业化均聚物产品的MFR为0.5-45g/10min,可以生产MFR高达100g/10min的产品;对于无规共聚产品,工业化生产的产品牌号中乙烯含量在0.5%-5.5%(质量分数),最高乙烯含量为7%(质量分数),中试装置生产的产品乙烯含量可以达到12%(质量分数);商业化生产的抗冲击共聚物乙烯含量最高达21%(橡胶相含量为35%),中试装置可生产高达含60%(质量分数)橡胶相的产品。Unipol工艺的抗冲共聚物产品也有很好的抗冲击性和刚性的平衡。目前,世界上有15个国家的36套生产装置采用Unipol工艺进行生产,总生产能力为538.0万吨/年,约占世界聚丙烯总生产能力的13.5%;

(4)Novolen工艺。

Novolen工艺由BASF公司开发成功。Novolen气相工艺采用带双螺带搅拌立式反应器,该反应器能够使催化剂在气相聚合的单体中分布均匀,尽可能使每个聚合物颗粒保持一定的钛/铝/给电子体的比例,以此解决气相聚合中气固两相之间不易均匀分布的问题。聚合反应器的撤热方式是靠丙烯气的循环。液态丙烯用泵打入反应器,通过丙烯的汽化吸收一部分聚合反应热,未反应的气态丙烯用水冷凝后使其液化,再用泵打回反应器使用。Novolen工艺可生产范围广泛的各种聚丙烯产品,产品熔体指数范围为0.1-100g/10min,产品的等规指数为90%-99%,拉伸模量最高可以达到2400MPa。但由于该工艺采用搅拌混合形式,物料在聚合釜中的停留时间难以控制均匀,使产品分子量变宽,产品中Ti、Cl 离子和灰分增高,催化剂活性较低,用量相对较大,聚合物中残留的挥发性成分严重影响产品质量,因而得到的PP产品可能需要经过脱臭处理。

目前,世界上采用Novolen工艺的生产装置有20多套,总生产能力约为432.0万吨/年,约占世界PP总生产能力的10.9%;(5)Sumitomo工艺。Sumitomo 生产工艺由日本住友化学公司于1981年开发成功,1985年实现工业化生产。该工艺采用串联的气相流化床反应器(两或三台串联反应器),使用自身开发的高选择性催化剂DX-V,产品结晶度高,能够生产很宽范围的聚丙烯产品。目前,世界上采用Sumitomo工艺PP生产装置有4套,总生产能力约为37.5万吨/年,约占世界聚丙烯总生产能力的0.9%。

进入20世纪90年代以来,全球聚丙烯生产工艺中,Basell公司的Spheripol 环管/气相工艺占主导地位,其次是Dow公司的Unipol气相工艺、NTH公司的

Novolen气相工艺、BP公司的Innovene气相工艺、三井公司的Hypol釜式本体工艺等,而淤浆法生产工艺正在逐渐被淘汰。

近年来,世界上气相法和本体法工艺的聚丙烯生产装置的比例逐年增加,世界各地在建和新建的聚丙烯装置将基本上采用气相法工艺和本体法工艺。尤其是气相法工艺的快速增加正挑战居第一位的Spheripol工艺。根据NTJ公司称,1997年以来,世界范围许可聚丙烯新增能力的55%都是采用Novolen气相工艺,今后气相法工艺还将有逐步增加的趋势。

除以上主要的聚丙烯生产工艺外,原Montell公司于20世纪90年代又成功开发了反应器聚丙烯合金Catalloy和Hivalloy技术。这两项技术的开发成功为聚丙烯树脂高性能化、功能化以及进入高附加值应用领域创造了条件,现均已工业化。

2.4本体法

本体法工艺的研究开发始于20世纪60年代,1964年美国Dart公司采用釜式反应器建成了世界上第一套工业化本体法聚丙烯生产装置。1970年以后,日本住友、Phillips、美国EI Psao等公司都实现了液相本体聚丙烯工艺的工业化生产。与采用溶剂的浆液法相比,采用液相丙烯本体法进行聚合具有不使用惰性溶剂,反应系统内单体浓度高,聚合速率快,催化剂活性高,聚合反应转化率高,反应器的时-空生产能力更大,能耗低,工艺流程简单,设备少,生产成本低,"三废"量少;容易除去聚合热,并使撤热控制简单化,可以提高单位反应器的聚合量;能除去对产品性质有不良影响的低分子量无规聚合物和催化剂残渣,可以得到高质量的产品等优点。不足之处是反应气体需要气化、冷凝后才能循环回反应器。反应器内的高压液态烃类物料容量大,有潜在的危险性。此外,反应器中乙烯的浓度不能太高,否则在反应器中形成一个单独的气相,使得反应器难以操作,因而所得共聚产品中的乙烯含量不会太高。

本体法不同工艺路线的区别主要是反应器的不同。反应器可分为釜式反应器和环管反应器两大类。釜式反应器是利用液体蒸发的潜热来除去反应热,蒸发的大部分气体经循环冷凝后返回到反应器,未冷凝的气体经压缩机升压后循环回反应器。而环管反应器则是利用轴流泵使浆液高速循环,通过夹套冷却撤热,由于传热面积大,撤热效果好,因此其单位反应器体积产率高,能耗低。

本体法生产工艺按聚合工艺流程,可以分为间歇式聚合工艺和连续式聚合工艺两种。(1)间歇本体法工艺。间歇本体法聚丙烯聚合技术是我国自行研制开发成功的生产技术。它具有生产工艺技术可靠,对原料丙烯质量要求不是很高,所需催化剂国内有保证,流程简单,投资省、收效快,操作简单,产品牌号转换灵活、三废少,适合中国国情等优点,不足之处是生产规模小,难以产生规模效益;装置手工操作较多,间歇生产,自动化控制水平低,产品质量不稳定;原料的消耗定额较高;产品的品种牌号少,档次不高,用途较窄。目前,我国采用该法生产的聚丙烯生产能力约占全国总生产能力的24.0%;(2)连续本体法工艺。该工艺主要包括美国Rexall工艺、美国Phillips工艺以及日本Sumitimo工艺。(a)Rexall工艺。Rexall本体聚合工艺是介于溶剂法和本体法工艺之间的生产工艺,由美国Rexall公司开发成功,该工艺采用立式搅拌反应器,用丙烷含量为10%-30%(质量分数)的液态丙烯进行聚合。在聚合物脱灰时采用己烷和异丙醇的恒沸混合物为溶剂,简化了精馏的步骤,将残余的催化剂和无规聚丙烯一同溶解于溶剂中,从溶剂精馏塔的底部排出。以后,该公司与美国El Paso公司组成的联合热塑性塑料公司,开发了被称为"液池工艺"的新生产工艺,采用

Montedison -MPC公司的HY-HS高效催化剂,取消了脱灰步骤,进一步简化了工艺流程。该工艺的特点是以高纯度的液相丙烯为原料,采用HY-HS高效催化剂,无脱灰和脱无规物工序。采用连续搅拌反应器,聚合热用反应器夹套和顶部冷凝器撤出,浆液经闪蒸分离后,单体循环回反应;(b)Phillips工艺。该工艺由美国Phillips石油公司于20世纪60年代开发成功。其工艺特点是采用独特的环管式反应器,这种结构简单的环管反应器具有单位体积传热面积大,总传热系数高,单程转化率高、流速快、混合好、不会在聚合区形成塑化块、产品切换牌号的时间短等优点。该工艺可以生产宽范围熔体流动速率的聚聚物和无规聚合物;(c)Sumitimo工艺。该工艺由日本Sumitimo(住友)化学公司于1974年开发成功。此工艺基本上与Rexene本体法相似,但Sumitimo本体法工艺包括除去无规物及催化剂残余物的一些措施。通过这些措施可以制得超聚合物,用于某些电气和医学用途。Sumitimo本体法工艺使用SCC络合催化剂(以一氯二乙基铝还原四氯化钛,并经过正丁醚处理),液相丙烯在50-80℃、3. 0MPa下进行聚合,反应速率高,聚合物等规指数也较高,还采用高效萃取器脱灰,产品等规指数为96%-97%,产品为球状颗粒,刚性高,热稳定性好,耐油及电气性能优越。

2.5本体法、气相法组合工艺

本体法-气相法组合工艺主要包括巴塞尔公司的Spheripol工艺、日本三井化学公司的Hypol工艺、北欧化工公司的Borstar工艺等。

(1)Spheripol工艺。Spheripol工艺由巴塞尔(Basell)聚烯烃公司开发成功。该技术自1982年首次工业化以来,是迄今为止最成功、应用最为广泛的聚丙烯生产工艺。Spheripol工艺是一种液相预聚合同液相均聚和气相共聚相结合的聚合工艺,工艺采用高效催化剂,生成的PP粉料粒度其催化剂生产的粉料呈园球形,颗粒大而均匀,分布可以调节,既可宽又可窄。可以生产全范围、多用途的各种产品。其均聚和无规共聚产品的特点是净度高,光学性能好,无异味。Spheripol工艺采用的液相环管反应器具有以下优点:

(a)有很高的反应器时-空产率(可达400kgPP/h.m3),反应器的容积较小,投资少;

(b)反应器结构简单,材质要求低,可用低温碳钢,设计制造简单,由于管径小(DN500或DN600),即使压力较高,管壁也较薄;

(c)带夹套的反应器直腿部分可作为反应器框架的支柱,这种结构设计降低了投资;

(d)由于反应器容积小,停留时间短,产品切换快,过渡料少;

(e)聚合物颗粒悬浮于丙烯液体中,聚合物与丙烯之间有很好的热传递。采用冷却夹套撤出反应热单位体积的传热面积大,传热系数大,环管反应器的总体传热系数高达1600W/(m2.℃);

(f)环管反应器内的浆液用轴流泵高速循环,流体流速高达7m/s,因此可以使聚合物淤浆搅拌均匀,催化剂体系分布均匀,聚合反应条件容易控制而且可以控制得很精确,产品质量均一,不容易产生热点,不容易粘壁,轴流泵的能耗也较低;

(g)反应器内聚合物浆液浓度高(质量分数大于50%),反应器的单程转化率高,均聚的丙烯单程转化率为50%-60%。以上这些特点使环管反应器很适宜生产均聚物和无规共聚物。Spheripol工艺一开始使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等高效催化剂,催化剂活性达到40kgPP/gcat,产品等规度为90%-99%,可不脱灰、不脱无规物。

目前该技术已经发展到第二代。与采用单环管反应器的第一代技术相比,第二代技术使用双环管反应器,操作压力和温度都明显提高,可生产双峰聚丙烯。催化剂体系采用第四代或第五代Z-N高效催化剂,增加了氢气分离和回收单元,改进了聚合物的高压和低压脱气设备,汽蒸、干燥和丙烯事故排放单元也有所改进,增加了操作灵活性,提高了效率,原料单体和各项公用工程消耗也显著下降。所得产品颗粒度更加均匀,产品的熔体流动指数范围更宽(从0.3-1600.0g/10min),可生产高刚性、高结晶度和低热封温度的新PP牌号。Spheripol工艺的抗冲共聚反应采用气相法生产,反应器是一个或两个串联的密相流化床反应器。反应器采用气相法密相流化床。采用一个气相反应器系统可以生产乙烯含量在8%-12%(质量分数)的抗冲共聚物,如果需要生产橡胶相含量更高且可能具有一个以上分散相的特殊抗冲共聚物(如低应力发白产品),则需要设计两个气相反应能够器系统,保持两个气相反应器系统中的气相组成和操作条件独立,可以获得两种不同的共聚物添加到均聚物中。

采用汽蒸和干燥两步法处理聚合物,可以很容易将汽蒸尾气中的蒸气冷凝而分离出纯烃类单体,能够完全回收利用尾气中的烃类,降低单体的消耗。闭路氮气干燥系统也降低了装置的氮气消耗量。此外,Spheripol工艺采用模块化设计方式,可以满足不同用户的要求,易于分步建设(如先上均聚物生产系统,在适时增加气相反应系统),装置的生产能力也容易扩大。Spheripol工艺有严格完善的安全系统设计,使装置有很高的操作稳定性和安全性。新一代Spheripol 工艺采用纯的添加剂加入系统,使产品质量更加均一稳定,而且方便产品切换。Spheripol工艺技术能提供全范围的产品,包括均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物、三元共聚物(乙烯-丙烯-丁烯共聚物)。其均聚物产品的MFR范围为0.1-2000g/10min,工业化产品的MFR达到1860g/10min(特殊的不造粒产品),高刚性产品的弯曲模量达到2300MPa。工业化生产的无规共聚物产品中乙烯含量高达4.5%(质量分数),并有乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物产品,薄膜封焊起始温度低至110℃,可与气相法工艺生产的高乙烯含量无规共聚竞争。抗冲共聚产品具有很好的刚性和抗冲击性的综合性能,产品乙烯含量可高达25%(40%橡胶相),并已具有达到40%乙烯含量(60%橡胶相)的能力。此外,Spheripol工艺可通过添加过氧化物和双环管反应器灵活地根据产品需要在聚合物分散指数(PI)3.2-12之间调节产品的分子量分布,可以在反应器内直接生产MFR高达1800g/10min的产品以及大颗粒无需造粒产品,使Spheripol工艺具有极强的竞争力。Spheripol工艺的另外一个特点是先进的催化剂技术。Basell公司有多种催化剂体系可用于Spheripol工艺生产不同类型的产品,如MC-GF2A催化剂用于生产均聚物,MC-M1用于生产大球形的抗冲共聚物及均聚物和无规共聚物,而一些高模量的均聚物则要使用D-给电子体(二环戊基-二甲氧基-硅烷,简称DCPMC),一些高乙烯含量的特殊抗冲共聚物也要使用专用的催化剂。Basell公司注册了多项专利的二醚类催化剂也已经有商业化产品,如MC-126、MC-127。二醚类催化剂具有很高的聚合活性(可达100Tpp/kg cat)和长寿命,很好的等规指数控制,高的氢气敏感性,产品有较窄的的分子量分布。目前,世界上采用Spheripol工艺生产的聚丙烯装置有近百套,总生产能力约为1460万吨/年,约占世界聚丙烯总生产能力的36.8 %。其中北美地区的生产能力为403万吨/年,亚洲地区合计为419万吨/年,西欧地区的生产能力为 410.5万吨/年,中欧和东欧地区的生产能力为62万吨/年,中东和非洲地区的生产能力为 131.5万吨/年;

(2)Hypol工艺。Hypol工艺由日本三井化学公司于20世纪80年代初期开发成功,该工艺采用HY-HS-II催化剂(TK-II),是一种多级聚合工艺。它把本体法丙烯聚合工艺的优点同气相法聚合工艺的优点融为一体,是一种不脱灰、不脱无规物能生产多种牌号聚丙烯产品的组合式工艺技术。该工艺与Spheripol 工艺技术基本相同,主要区别在于Hypol工艺中均聚物不能从气相反应器旁路排出,部分从高压脱气罐来的闪蒸气被打回到气相反应器。生产均聚物时,第一气相反应器实际上也起闪蒸作用。气相反应器是基于流化床和搅拌(刮板)容器特殊设计的。反应器在生产抗冲击性共聚物时,无污垢,不需要清洗。在生产均聚物期间,气相反应器又可用做终聚合釜,提高了生产能力,而且气相反应器操作灵活,可生产乙烯含量25%的抗冲击性共聚物。

基于二乙醚提供技术,三井公司已经生产出第5代RK-RH型催化剂,其活性高于第4代催化剂2-3倍。Hypol工艺可生产均聚、无规、抗冲全范围的PP产品,MFR范围为0.30-80kg/10min,所得产品具有很高的立体规整度和刚性,制成的薄膜具有很好的光学性能(透明度和光泽度);定向品种如单丝、条带和纤维有很好的加工性(定向性),能使成品具有很好的性能,熔体流动速率很高,用于高速注塑的品种可直接聚合得到,而不需要热处理等措施。目前,世界上采用Hypol工艺生产的聚丙烯装置有22套,总生产能力约为251万吨/年,约占世界聚丙烯总生产能力的6.3%;

(3)Borstar工艺。Borealis公司(北欧化工)的 Borstar工艺(北星双峰)PP工艺是1998年才开发成功的PP新型生产工艺,该工艺源于北星双峰聚乙烯工艺,工艺采用与北星双峰聚乙烯工艺相同的环管和气相反应器,设计基于Z-N催化剂,也能使用正在中试中的单活性中心催化剂。其基本配置是采用双反应器即环管反应器串联气相反应器生产均聚物和无规共聚物,再串联一台或两台气相反应器生产抗冲共聚物,这取决于最终产品中的橡胶含量,如生产高橡胶相含量的抗冲共聚物则需要第二台气相共聚反应器。2000年5月Borealis公司在奥地利的Schwechat建成世界上第一套生产能力为20万吨/年的双峰PP生产装置。传统的聚丙烯工艺在丙烯的临界点以下进行聚合反应,为防止轻组分(如氢气、乙烯)和惰性组分生成气泡,聚合温度控制在70-80℃。北星双峰聚丙烯工艺的环管反应器则可在高温(85-95℃)或超过丙烯超临界点的条件下操作,聚合温度和压力都很高,能够防止气泡的形成。这是唯一一个超临界条件下聚合的聚丙烯工艺。双峰高温工艺的北星双峰聚丙烯技术的主要特点可以概括为:先进的催化剂技术,聚合反应条件宽,产品范围宽,产品性能优异。

(a)采用更高活性的MgCl2载体催化剂(BC1)。使用的Z-N系列催化剂反应温度越高,活性越高。80℃时的活性为60000kg PP/kg cat,因而产品中的催化剂残余量非常低。另外,Borstar工艺采用一种催化剂体系就可以生产所有类型的产品;

(b)采用环管反应器和气相流化床反应器组合工艺路线,可以灵活地控制产品的MWD、等规指数和共聚单体含量。高温或超临界操作环管反应器不仅提高了催化剂活性也提高了反应器的传热能力,使液体密度降低,固体浓度提高,提高了反应器的生产效率。环管反应器的出料直接加入气相反应器,不需要用蒸气气化单体,通过气相聚合反应热使液相单体气化,减少了蒸汽消耗量。反应的单程转化率高,可以达到80%以上,单体的循环量少;

(c)由于环管反应器在超临界条件下操作,可以加入的氢气浓度几乎没有限制,气相反应器也适宜高氢气浓度的操作。这种反应器的组合具有直接在反应器

中产生很高熔体流动速率和高共聚单体含量的产品的能力。目前已经开发出MFR 超过1000g/10min的纤维级产品和乙烯含量为6%(质量分数)的无规共聚物;

(d)能够生产分子量分布很窄的单峰产品,也能生产分子量分布宽的双峰产品,使聚合物的分子量分布加宽,改进产品的加工性。聚合物的分子量分布随反应器温度的增加而降低,可以生产所需分子量分布的产品。即使是很高MFR 的产品,MWD也可以控制,使得产品具有一些独特性质,如低的蠕变性和高的熔体强度;(e)由于聚合温度较高,生产的聚合物有更高的结晶度和等规指数,二甲苯可溶物很低,约为1%(质量分数)。在相同冲击强度下的刚性比传统的聚丙烯产品高10%;(f)无规共聚物中共聚单体的分布非常均匀,因而有非常好的热封性和光学性能。由于反应条件在临界点之上,只有很少的聚合物溶解于丙烯中,减少了无规共聚物含量高时出现的粘釜现象,系统可以加入更大量的共聚单体,无规共聚物中的乙烯含量最高可以达到10%(质量分数);

(g)能够生产更高橡胶相含量的抗冲共聚物。使用一台共聚反应器最高可以生产25%橡胶相含量的抗冲共聚物(乙烯含量为15%),使用两台共聚反应器最高可以生产50%橡胶相含量的抗冲共聚物(乙烯含量为30%)。产品的抗冲击性和刚性的综合性能更好;

(h)Borealis公司在其Borstar工艺中开发应用了BorAPC技术。采用专有工艺控制器可进行各种方式的工艺控制,实现前瞻性控制和卡边操作,提高了产量2%-3%,提高了反应条件控制的稳定性和产品质量的稳定性,缩短了产品过渡时间,减少了过渡料。

三、世界PP产业发展状况

世界PP产业发展状况

1997年起,世界石化业兼并联合重组风潮波及全球,PP行业的兼并活动也是风雨兼程。壳牌公司和巴斯夫公司的三家子公司——Elenac、Montell和targor 联合组成巴塞尔(Basell)公司,形成聚丙烯生产商的“巨无霸”,巴塞尔现在西欧拥有280万吨/年PP能力,是竞争对手北欧化工(Borealis)的二倍。该公司在北美拥有150万吨/年PP能力,在其他地区拥有120万吨/年能力,使巴塞尔全球总能力达到550万吨/年,大大超过竞争对手:BP(包括索尔维)公司310万吨/年、埃克森美孚公司190万吨/年、阿托菲纳公司175万吨/年、北欧化工公司140万吨/年。BP兼并阿莫科、阿科和索尔维PP业务后,也增强了BP在PP:领域的地位,PP能力达到310万吨/年。道达尔菲纳与埃尔夫阿奎坦实施联合,属下的阿托菲纳公司在全球的PP总能力达到175万吨/年。埃克森公司兼并美孚公司成为全球主要的PP生产商,PP能力达到190万吨/年。

全球PP工业虽然受到经济不稳定的刺激,但收购和兼并活动仍在继续。Sabic(沙特基础工业公司)已经收购了DSM的石化及相关塑料业务,其中包括DSM 在西欧的105万吨/年的PP生产能力。BP也已经接管了Solvay(索尔维)在西欧和美国德克萨斯州的78万吨/年的PP业务,作为交换Solvay得到了BP的工程塑料业务。台塑公司已经将其在中国台湾永嘉化学工业(YCC)公司的股份由49%提高到98%,这样该公司完全控制了中国台湾YCC公司的30万吨/年的PP生产能力。

在印度,Reliance(信赖)公司从印度政府手中购买了印度石化公司(IPCL)公司26%的股份,这样Reliance公司实际上已经掌管了IPCL的管理控制权。Reliance公司还可以在未来五年中进一步收购25%的股份。

Phillips(菲利浦)已经购买了托斯科(to-sco),从而在美国新泽西Bayway 新成立的合资PP工厂的所有权由UCC/tosco转移至Dow/Phil-lips手中。然而,Dow已经宣布不再希望在该合资企业中参股,这就为Phillips全面控制该新增生产能力和市场扫清了道路。原来产品的市场开拓工作是由Dow化学公司完成。

在西欧,PP生产商已经由1993年底的17家缩减至10家。Sabic收购DSM 的PP业务对该公司来说是一次机遇。Sabic的经济实力加上前DSM员工的技术和商业头脑将有可能催生出一个世界级的PP生产商。Basell已购并Montell(蒙特尔)和Tagor的固定资产,从而大幅降低成本,开发专有技术,巩固了其在PP 工业中的领先地位。Basell总的即生产能力近一半是在西欧,并且主要的技术开发也是在该地区进行的。短期内Basell面临的重大问题是通过合并组建现有公司过程中所继承来的债务,还有作为独立公司近一段时期经营损失。作为PP 工业的领先者,该公司面临的另一个

问题是来自其他PP生产商的竞争压力加大,使得Basell要想在产品和技术领域继续维持主导地位变得更加困难。目前Basell在西欧拥有300万吨/年的PP生产能力,其中36万吨/年的生产能力处于停车状态。Basell在西欧停车的PP生产能力是与其接近的竞争者Borealis的两倍。Basell在北美还有150万吨/年PP生产能力,其中19万吨/年的生产能力处于停车。该公司在其他地区还拥有130万吨/年的PP生产能力。这样合起来,Basell总的PP生产能力为580万吨/年,其中近55万吨/年的生产能力处于停车状态。该公司的PP生产能力远远高于其他相近的竞争者:BP的PP生产能力为260万吨/年;Exxon-Mobil(埃克森美孚)的PP生产能力为210万吨/年;Atofina(阿托菲纳)的PP生产能力为210万吨/年;Sabic的PP生产能力为160万吨/年;Borealis的PP生产能力为140万吨/年。中国的PP生产能力已经达到280万吨/年,而且预计该地区的PP生产能力将快速增加。

聚丙烯工业中企业的扩张速度极为快速。其中BP原先的PP生产能力很小,现在已经成长为大型生产商。直到1998年BP公司对PP的兴趣还仅局限于拥有法国PP生产商Appryl49%的股份,其主要兴趣在于其在当地的丙烯生产能有稳定的市场。自从BP收购了Amoco(阿莫科)、Ar-co(阿科)、Solvay的PP业务和27万吨/年的Ap-prylGrangemouth工厂以及原由Appel控股的28万吨/年的Laera工厂的50%的股份。Lavera厂的另50%的股份和Appryl的20万吨/年的Gonfreville厂已经转让给了Atofina。通过收购Amoco,BP充分利用购并企业和关闭其在德克萨斯ChocolateBayou以及CedarBayou高成本的旧的生产装置的潜在优势,积极优化成本结构。BP和Basell关闭旧的生产能力使得PP供求达到平衡。由于在西欧(第三大生产商)和南美(第二大生产商)占据重要位置,BP 已经得到批准同意与中国石化公司在中国合资建设两座世界级的PP工厂。

Exxon-Mobil在美国拥有的PP生产能力为120万吨/年,在西欧的生产能力为45万吨/年,在新加坡的生产能力为30万吨/年,在沙特拥有26万吨/年生产能力的50%的股份。该公司也已得到中国政府的批准同意其在福建和广州各建设一座石化综合厂。Exxon-Mobil也可能在科威特的E-quateⅡ工程获得股份,该工程中含有一座22万吨/年的PP工厂,预计将于2005年完工。Exxon-Mobil 本来也有兴趣收购DSM的石化业务,但Sabic最终取代了Exxon-Mibil,收购了该业务。

兼并联合事件使PP生产商数目有所减少。西欧由1993年时17家减少到2001年10家。北美也由16家减少到12家。日本由14家减少为7家,2001年又由7

家减少到3家,重组后的日本宝理化学公司(三菱化学与东燃石化的合资企业)、三井-住友聚烯烃公司和出光石化公司分别拥有PP能力为:134万吨/年、106万吨/年和51万吨/年。

尽管韩国政府一直对PP工业的结构重整施加压力,但韩国PP工业的结构调整进程极其缓慢。国外的收购商由于价格过高以及相关的固定资产原值大大低于目前的实际价值而望而却步。关于将现有8家生产商合并为4家的建议由于较弱小公司的巨额债务问题而招致搁浅。

世界PP发展前景

世界聚丙烯工业正处于快速增长阶段。1990-2005年间,全球聚丙烯消费量预计以年均8.5%的速度快速增长,消费总量将从1990年的1250万吨迅速增至2005年的4260万吨。其中以1990-2000年间的增长速度最快(达到9%),而2000-2005年全球聚丙烯消费增长稍有回落,降至年均增长7.7%。2006年聚丙烯产能为4583万吨/年,产量为4145万吨,开工率为90.5%。2006年亚洲地区聚丙烯生产能力增加了211万吨/年,达到了1889万吨/年,约占全球新增能力的41%,产量为1704万吨,开工率达到了91.5%。2007年世界聚丙烯生产能力为4848万吨/年,较2006年增加了265万吨/年,而同年需求为4381万吨,较2006年增加了236万吨,生产能力同需求增长相当,2007年世界聚烯烃供应局面同2006年持平,聚丙烯开工率在90%左右。2007年世界聚丙烯新增生产能力主要来自于中国、俄罗斯、伊朗、沙特和阿曼等国家和地区。

预计到2010年世界聚丙烯生产能力将达到6076万吨/年,需求为5272万吨,开工率将由目前的90%下降到87%。2015年世界聚丙烯能力为7369万吨/年,需求为6720万吨。届时中东地区将成为世界上聚丙烯产能增加最快的地区,年均增速为29.0%。2010年中东的聚丙烯能力将达到795万吨,过剩380万吨,成为世界主要的聚丙烯输出地区。

世界PP供应状况描述

世界聚丙烯的生产能力主要集中在亚洲、西欧和北美,这三个地区的能力约占世界总能力的85%。而未来聚丙烯的发展仍将集中在这些地区。

从近年贸易趋势来看,亚洲地区占世界贸易总量的比例呈逐年上升状态,2006年亚洲地区聚丙烯生产能力增加了211万吨/年,达到了1889万吨/年,约占全球新增能力的41%,产量为1704万吨,开工率达到了91.5%。亚洲已成为主要的生产区域与消费区域,成为全球聚丙烯市场竞争焦点。

北美的贸易量呈逐年下降的趋势。北美和西欧聚丙烯消费结构较为相似,都是注塑制品消费量最大,纤维制品次之;而亚洲的消费结构不同,纤维制品消费量最大,注塑制品次之。

中东地区发展迅速。2006年中东地区聚丙烯生产能力增加了16万吨/年,达到

聚丙烯

聚丙烯 百科名片 聚丙烯结构式 聚丙烯,英文名称:Polypropylene,日文名称:ポリプロピレン分子式:C3H6nCAS 登录号:9 003-07-0简称:PP由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotaeticPolyProlene)、无规聚丙烯(atacticPolyPropylene)和间规聚丙烯(syndiotati cPolyPropylene)三种。 结构式 甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯; 若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯;当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般生产的聚丙烯树脂中,等规结构的含量为95%,其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体,无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点高达167℃,耐热,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度0.90g/cm3,是最轻的通用塑料。耐腐蚀,抗张强度30MPa,强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。缺点是耐低温冲击性差,较易老化,但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。 特点 无毒、无味,密度小,强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用,可用于食具。 生产方法 ①淤浆法。在稀释剂(如己烷)中聚合,是最早工业化、也是迄今生产量最大的方法。 ②液相本体法。在70℃和3MPa的条件下,在液体丙烯中聚合。

③气相法。在丙烯呈气态条件下聚合。后两种方法不使用稀释剂,流程短,能耗低。液相本体法现已显示出后来居上的优势。 成型特性 1.结晶料,湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解。 2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形。 3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度,料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,9 0度以上易发生翘曲变形。 4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。 聚丙烯成型工艺 注塑模工艺条件: 注塑机选用:对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m2来确定,注射量20% -85%即可。 干燥处理:如果储存适当则不需要干燥处理。 熔化温度:PP的熔点为160-175℃,分解温度为350℃,但在注射加工时温度设定不能超过275℃。熔融段温度最好在240℃。 模具温度:模具温度50-90℃,对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5℃以上。 注射压力:采用较高注射压力(1500-1800bar)和保压压力(约为注射压力的8 0%)。大概在全行程的95%时转保压,用较长的保压时间。 注射速度:为减少内应力及变形,应选择高速注射,但有些等级的PP和模具不适用(出现气泡、气纹)。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹,则要用低速注射和较高模温。 流道和浇口:流道直径4-7mm,针形浇口长度1-1.5mm,直径可小至0.7mm。边形浇口长度越短越好,约为0.7mm,深度为壁厚的一半,宽度为壁厚的两倍,并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性,排气孔深0.025mm-0.03 8mm,厚1.5mm,要避免收缩痕,就要用大而圆的注口及圆形流道,加强筋的厚度要小(例如是壁厚的50-60%)。均聚PP制造的产品,厚度不能超过3mm,否则会有气泡(厚壁制品只能用共聚PP)。 熔胶背压:可用5bar熔胶背压,色粉料的背压可适当调高。 制品的后处理:为防止后结晶产生的收缩变形,制品一般需经热水浸泡处理。pp特点 PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度

聚丙烯材料

聚丙烯材料 聚丙烯(Polypropylene,简称PP),是一种具有优良性能的 合成塑料材料。它是由丙烯单体聚合而成的聚合物,其分子结构中具有丙烯的重复单元。聚丙烯具有许多优点,比如易加工、轻质、耐高温、耐腐蚀等,因此被广泛应用于各个领域。 聚丙烯材料具有良好的物理性质。首先,它具有较低的密度,仅为0.9g/cm³,比其他聚合物如聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)要轻。这使得聚丙烯产品重量轻,便于携带和运输。其次,聚丙烯具有优异的抗冲击性和刚度,可以在不易破裂的情况下承受较大的力。同时,聚丙烯还具有较高的熔点,可以在高温下稳定地工作。此外,聚丙烯还具有优异的电绝缘性能和较低的水吸收率。 聚丙烯材料具有良好的化学性质。首先,聚丙烯对酸、碱和盐溶液具有较好的耐腐蚀性,不易受化学物质腐蚀。其次,聚丙烯对一些有机溶剂具有较好的耐溶解性,不易被有机溶剂侵蚀。此外,聚丙烯还具有较好的耐氧化性和耐候性,可以在户外环境中长时间使用而不受损坏。 聚丙烯材料具有广泛的应用领域。首先,在日常生活中,聚丙烯袋是一种常见的塑料袋,用于购物、包装等。其次,在建筑行业中,聚丙烯管道被广泛应用于给水、排水和通风系统中,因其具有耐腐蚀、轻质、易安装等优点。再次,在汽车工业中,聚丙烯材料用于制造汽车零部件,如前保险杠、车身内饰等,因其具有抗冲击、耐磨损等特性。此外,聚丙烯还广泛应用于电子、纺织、医疗、包装等领域。

总之,聚丙烯是一种性能优异的合成塑料材料,具有许多优点,如易加工、轻质、耐高温、耐腐蚀等。它在各个领域都有广泛的应用,为现代工业和日常生活提供了便利。未来,随着技术的发展和研究的深入,聚丙烯材料的性能将进一步提升,其应用领域也将持续扩大。

聚丙烯分类

聚丙烯分类 一、引言 在塑料行业中,聚丙烯(Polypropylene,简称PP)是一种常用的聚合物材料,广 泛应用于各个领域。为了更好地了解聚丙烯的特性和用途,需要对其进行分类。本文将通过深入分析聚丙烯的分类方法、特性和应用领域,帮助读者更好地了解聚丙烯。 二、聚丙烯的分类方法 聚丙烯的分类可以根据其分子结构、聚合方式以及物理性质等多个方面来进行。 2.1 分子结构分类 聚丙烯根据分子结构可以分为以下几类: - 高聚丙烯:聚合度较高,分子量大, 可用于制造塑料制品、纤维等。 - 低聚丙烯:聚合度较低,分子量小,可用于制 造胶粘剂、涂料等。 - 改性聚丙烯:通过对聚丙烯进行化学改性,使其具有特殊 的性能,如耐高温、耐寒等。 2.2 聚合方式分类 聚丙烯根据聚合方式可以分为以下几类: - 均聚丙烯:通过单一一种单体分子聚 合而成的纯净聚丙烯。 - 共聚丙烯:通过两种或多种不同单体分子的共同聚合而 成的聚丙烯。 - 交联聚丙烯:通过引入交联剂使聚丙烯分子链之间发生交联,增 加聚丙烯的强度和稳定性。 2.3 物理性质分类 聚丙烯根据其物理性质可以分为以下几类: - 塑料级聚丙烯:主要用于制造各种 塑料制品,具有较高的韧性和可塑性。 - 纤维级聚丙烯:主要用于制造纺织品和 绳索,具有良好的强度和耐磨性。 - 膜级聚丙烯:主要用于制造薄膜和包装材料,具有良好的透明度和柔韧性。

三、聚丙烯的特性 聚丙烯具有一些特殊的特性,使其成为一种广泛应用的材料。 3.1 轻质高强度 聚丙烯具有较低的比重,因此重量轻,具有良好的强度和刚度。这使得聚丙烯成为制造轻量化产品的理想选择,如汽车零部件、航空零件等。 3.2 耐候性好 聚丙烯具有良好的耐候性,能够在阳光、雨水等自然环境下长期使用而不发生明显的衰变。这使得聚丙烯适用于户外产品,如花盆、户外家具等。 3.3 耐化学腐蚀性好 聚丙烯对酸、碱等化学物质具有较好的耐腐蚀性,不易被化学物质侵蚀。这使得聚丙烯适用于制造耐酸碱的容器、管道等。 3.4 良好的电绝缘性能 聚丙烯具有良好的电绝缘性能,可以有效阻止电流的流动。这使得聚丙烯适用于电子电器领域,如电线电缆的绝缘材料等。 四、聚丙烯的应用领域 由于聚丙烯的特性,其在各个领域都有广泛的应用。 4.1 塑料制品 聚丙烯被广泛用于制造各种塑料制品,如塑料箱、塑料袋、塑料容器等。其优良的机械性能和可塑性,使得聚丙烯制品能够满足不同领域的需求。 4.2 纺织品 聚丙烯纤维具有良好的强度和耐磨性,被广泛应用于制造纺织品,如地毯、无纺布等。由于聚丙烯纤维的抗菌性和透气性,其在医疗和家居领域也有一定的应用。

聚丙烯

一、聚丙烯 关于聚丙烯 纳塔(1903-1979)是意大利著名化学家,1954年,他在德国化学家K.齐格勒乙烯低压聚合制成聚乙烯重大发现的基础上,发现以三氯化钛和烷基铝为催化剂 ,丙烯在低压下高收率地聚合,生成分子结构高度规整的立体定向聚合物——聚丙烯 ,具有高强度和高熔点,开创了立体定向聚合的崭新领域。这为今天广泛使用的合成聚丙烯的现代方法奠定了基础。1957年,他直接参与在意大利的世界上第一套聚丙烯生产装置的建立,他的发现导致合成树脂和塑料的一个大品种问世。纳塔还具体地研究了结晶性聚丙烯的空间结构,并分别阐明了它们的作用机理和成型规律。 鉴于纳塔的成就,他同齐格勒(聚乙烯工业化的发明者)一起获1963年诺贝尔化学奖。 PP塑料,化学名称:聚丙烯 英文名称:Polypropylene(简称PP) 比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收缩率:1.0-2.5% 成型温度:160-220℃ 特点:密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化. 适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 成型特性: 1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解。 2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形, 3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度。料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90度以上易发生翘曲变形。 4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。 关于均聚聚丙烯 聚丙烯是丙烯的高聚体,聚丙烯(PP)作为热塑塑料聚合物在塑料领域内有十分广泛的应用,因所用催化剂和聚合工艺不同,所得聚合物性能,用途也不同。PP 有很多有用的性能,但还缺乏固有的韧性,特别是在低于其玻璃化温度的条件下。然而,通过添加冲击改性剂,可以提高其抗冲击性能。 PP均聚物 聚丙烯(PP)作为热塑塑料聚合物于1957年开始商品化生产,是有规立构聚合物中的第一个。其历史意义更体现在,它一直是增长最快的主要热塑性塑料,2004年它的全国总产量达到300万吨。它在热塑性塑料领域内有十分广泛的应用,特别是在纤维和长丝、薄膜挤压、注塑加工等方面。 1.1 化学和性质 PP是在金属有机有规立构催化剂(Ziegler-Natta型),如

聚丙烯塑料的注塑特性介绍

聚丙烯塑料的注塑特性介绍 聚丙烯(PP)是一种常用的聚合物,具有许多优良的特性,如耐高温、耐化学腐蚀、良好的电绝缘性和机械强度等。注塑是一种常用的PP塑料 加工方式,以下是关于聚丙烯注塑特性的详细介绍。 注塑是通过将聚丙烯熔化后注入模具中,然后通过冷却固化成型的一 种塑料加工方法。聚丙烯作为一种注塑塑料具有以下特性: 1.熔体流动性能良好:聚丙烯具有较低的熔点和熔体粘度,因此在注 塑过程中易于熔化和流动。这使得聚丙烯能够迅速填充模具中的细节,并 产生复杂的形状。 2.快速冷却固化:由于聚丙烯的热传导性好,注塑后的聚丙烯零件可 以迅速冷却。这有利于提高生产效率,并减少冷却时间。 3.低收缩率:相比其他塑料,聚丙烯在冷却过程中的收缩率较低。这 意味着聚丙烯注塑零件的尺寸稳定性较好,不容易因为冷却过程而产生变形。 4.卓越的表面质量:聚丙烯注塑零件的表面质量较高,通常无需进行 润滑剂处理或后续加工。这一特性使得聚丙烯注塑零件在一些要求高表面 质量的应用中得到广泛应用。 5.耐化学腐蚀性:聚丙烯具有卓越的耐化学腐蚀性能,对一些化学物 质和溶剂具有较好的抵抗性。因此,聚丙烯注塑零件可以在一些要求耐腐 蚀性能的环境中广泛应用。

6.良好的电绝缘性:聚丙烯具有良好的电绝缘性能,可以在电子和电 器领域中得到广泛应用。聚丙烯注塑零件可以有效地阻隔电流流动,减少 电子产品的漏电风险。 7.机械强度高:聚丙烯注塑零件具有较高的机械强度和刚度,能够承 受一定的物理负荷。这使得聚丙烯注塑零件在汽车、家电等领域中得到广 泛应用。 总的来说,聚丙烯是一种非常适合注塑加工的塑料材料。注塑过程中,聚丙烯具有优异的流动性、快速冷却固化、低收缩率、卓越的表面质量、 耐化学腐蚀性、良好的电绝缘性和高机械强度等特性。这些特性使得聚丙 烯注塑制品在许多行业中得到广泛应用。

由丙烯制取聚丙烯的化学方程式

由丙烯制取聚丙烯的化学方程式 聚丙烯是一种常见的合成塑料,它由丙烯单体通过聚合反应制得。聚丙烯的化学方程式可以表示为: n CH2=CHCH3 → -(CH2-CH(CH3)-)n 在这个方程式中,CH2=CHCH3代表丙烯单体,n代表反应中丙烯单体的摩尔数,而(CH2-CH(CH3)-)n则代表聚丙烯分子的结构。 聚丙烯的制备过程可以通过不同的方法实现,其中较为常见的方法有自由基聚合和阴离子聚合。 自由基聚合是一种较为常见的聚合方法,它涉及到自由基的生成和反应。首先,丙烯单体会受到引发剂(如过氧化物)的作用而产生自由基,自由基会引发丙烯单体之间的反应。在这个反应过程中,丙烯单体的双键会打开,形成自由基与丙烯单体的共价键。这个反应会不断进行,直到丙烯单体的摩尔数达到一定程度,聚丙烯分子的长度就会增加。最后,通过控制反应条件和停止聚合反应,可以得到具有所需性能的聚丙烯。 阴离子聚合是另一种常见的聚合方法,它涉及到阴离子的生成和反应。在这个反应过程中,丙烯单体会受到碱性催化剂(如碱金属或碱土金属)的作用而产生阴离子,阴离子会引发丙烯单体之间的反应。这个反应与自由基聚合类似,丙烯单体的双键会打开,形成阴

离子与丙烯单体的共价键。通过控制反应条件和停止聚合反应,可以得到所需性能的聚丙烯。 聚丙烯的制备过程中需要考虑一些因素,如反应温度、反应时间、引发剂的选择等。不同的反应条件和方法会对聚丙烯的分子结构和性能产生影响。例如,高温会促使反应速率加快,但可能会导致分子间的交联反应,从而影响聚丙烯的物理性能。因此,需要根据最终产品的要求来选择合适的制备方法和反应条件。 聚丙烯具有许多优良的性能,如耐化学腐蚀、耐高温、机械强度高等,因此广泛应用于各个领域,如塑料制品、纺织品、包装材料等。聚丙烯的制备过程中需要注意控制反应条件和选择合适的制备方法,以获得满足要求的聚丙烯产品。同时,对聚丙烯的结构和性能进行深入研究,可以进一步优化制备过程,提高聚丙烯的性能和应用范围。 聚丙烯的化学方程式可以通过聚合反应来表示,制备聚丙烯可以采用自由基聚合或阴离子聚合等方法。聚丙烯的制备过程需要考虑反应条件和选择合适的制备方法,以获得所需性能的聚丙烯产品。聚丙烯具有广泛的应用领域和优良的性能,对其结构和性能的研究可以进一步提高其应用价值。

聚丙烯与聚苯乙烯用途区别

聚丙烯与聚苯乙烯用途区别 聚丙烯和聚苯乙烯是两种常用的塑料材料,它们在化学结构、物理性质以及应用领域上有着明显的差异。下面我将详细介绍它们的用途区别。 首先,聚丙烯(Polypropylene,简称PP)是一种热塑性塑料,由丙烯纤维聚合而成。它具有良好的机械性能、耐热性、耐腐蚀性和电绝缘性,是一种非常常见的工程塑料。聚丙烯的主要用途如下: 1. 包装材料:聚丙烯是一种轻质塑料,具有良好的可塑性和耐撕裂性,广泛用于食品、药品、化妆品等物品的包装。 2. 纺织品和纤维:聚丙烯纤维具有优异的抗菌性、抗静电性和耐磨性,适用于制作室内外装饰布、地毯、汽车座椅等纺织品。 3. 家居用品:聚丙烯制品常见于家居用品,如桌椅、收纳盒、水杯等。聚丙烯制品通常具有较好的耐用性和耐腐蚀性。 4. 医疗器械和医药包装:聚丙烯具有耐高温、耐腐蚀和无毒的特性,常用于制作医疗器械、输液袋和注射器等医疗设备和包装。 5. 汽车零部件:聚丙烯具有良好的抗冲击性和耐腐蚀性,常用于汽车内饰件、雨刷、油箱等零部件。

6. 电子和电气设备:由于聚丙烯具有良好的电绝缘性,它广泛应用于电子和电气设备的外壳、线缆绝缘层等部件。 而聚苯乙烯(Polystyrene,简称PS)也是一种常见的塑料材料,由苯乙烯聚合而成。它的主要特点是密度低、耐化学性好、电绝缘性好等。聚苯乙烯的主要用途如下: 1. 冲击吸收材料:聚苯乙烯泡沫(EPS)是一种轻质塑料材料,具有优异的冲击吸收性能,被广泛用于包装材料、保护材料和构建材料中。 2. 食品包装:聚苯乙烯具有良好的透明度和韧性,广泛用于食品包装,如食品容器、保鲜膜等。 3. 塑料器皿:聚苯乙烯制品常见于家庭日用品,如餐具、杯子、盖子等。它价格便宜,易于加工成型。 4. 建筑和装饰材料:由于聚苯乙烯具有良好的隔热性能,它被广泛应用于建筑和装饰材料中,如保温材料、装饰板等。 5. 医疗用品:聚苯乙烯具有良好的耐化学品性能和透明度,适用于制作医疗用品,如试管、培养皿、医药包装等。

聚丙烯化学式结构式

聚丙烯化学式结构式 聚丙烯是一种重要的聚合物,其化学式结构式为[-CH2-CH(CH3)-]n,在化学和工业领域中得到广泛应用。本文将从聚丙烯的结构、合成、性质以及应用领域等方面进行介绍,以深入了解聚丙烯化学式结构式。 首先,让我们来了解聚丙烯的结构。聚丙烯是由丙烯单体经聚合反应形成的高分子化合物。它是一种线性结构的聚合物,由重复单元[-CH2-CH(CH3)-]n组成。每个单元都是通过丙烯单体的烯烃双键进行聚合得到的。聚丙烯的结构中有一个丙基侧链,这是与其他聚合物的区别之一。丙基侧链的存在使聚丙烯具有良好的强度和耐热性能。 聚丙烯的合成方法有多种。最常见的方法是通过聚合反应合成。聚合反应可以通过两种方式进行:自由基聚合和阴离子聚合。自由基聚合是最常用的方法,它使用引发剂和活性单体进行反应。在反应过程中,引发剂将活性中间体转变为自由基,然后自由基与其他单体发生聚合反应。阴离子聚合则是使用阴离子引发剂,使丙烯单体转变为负离子,并与其他单体进行反应。 聚丙烯具有许多特性和性质,这些性质使其在各个领域具有广泛的应用。首先,聚丙烯有较高的熔点和熔融粘度,这使其成为一种重要的熔融加工材料。其次,聚丙烯具有良好的抗张强度和刚性,使其在制造塑料制品和纤维

中得到广泛应用。此外,聚丙烯还具有良好的化学稳定性和抗腐蚀性能,使其在化工领域中得到应用。另外,聚丙烯具有良好的电绝缘性和耐辐射性能,使其成为电子和电气领域的重要材料。 聚丙烯的应用领域非常广泛。在包装行业中,聚丙烯袋和聚丙烯膜是常用的包装材料。由于聚丙烯具有良好的耐热性和抗冲击性能,聚丙烯制成的容器可以用于食品和药品包装。此外,聚丙烯还可用于制造各种塑料制品,如家具、玩具和家用电器等。在纺织行业中,聚丙烯纤维被广泛应用于制造服装和家居用品。在汽车制造和建筑领域,聚丙烯被用作结构件、隔板和绝缘材料。在化工领域,聚丙烯用于制造化学容器、管道和阀门。此外,聚丙烯还可用作电线电缆的绝缘材料。 综上所述,聚丙烯是一种重要的聚合物,其化学式结构式为[-CH2-CH(CH3)-]n。聚丙烯具有良好的强度、耐热性和化学稳定性,广泛应用于各个领域,如包装、塑料制品、纺织、建筑和化工等。随着科技的不断进步和发展,聚丙烯的应用前景将不断拓展,为各个领域的发展做出贡献。

丙烯生成聚丙烯方程式

丙烯生成聚丙烯方程式 nCH2=CH2→(-CH2-CH2-)n 聚丙烯是一种重要的塑料,具有良好的可塑性、耐磨性和耐化学品性能。其制备过程主要包括聚合反应和后处理两个步骤。 聚合反应 聚丙烯的聚合反应是通过将丙烯单体进行共聚合或自由基聚合得到聚合物的过程。其中最常用的方法是自由基聚合,可以通过热引发、光引发或还原剂引发等方式进行。 自由基聚合反应的过程如下: 1.引发剂的分解 引发剂通常是过氧化物或者脂肪酰周期酸,其在加热或光照下分解生成自由基。典型的引发剂包括过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化叔丁基(t-BPO),它们的分解生成两个自由基。 2.自由基引发 生成的自由基可以引发单体的聚合,从而形成链式生长。丙烯单体中的一个双键被自由基攫取一个氢原子,形成新的自由基。原来的自由基和新生成的自由基可以再次引发单体的聚合。 3.链式生长 自由基不断地在丙烯单体之间传递,形成聚合物链。聚合反应可以在高温下进行,通常需要催化剂的存在。 4.终止

聚合链的长度可以很长,但是最终会被终止。终止可以通过碰撞两个聚合链、反应体系中存在的杂质或者掺入特定的终止剂来实现。终止剂通常是多官能团化合物,如二甲基亚砜(DMSO),它与自由基反应形成稳定的化合物,从而终止聚合过程。 聚合反应得到的聚合物是高分子化合物,一般呈现出无定形或半结晶的形态。在制备聚丙烯塑料时,还需要进行后处理步骤来改变其物理和机械性能,常见的后处理方法包括拉伸、热处理和添加剂等。 总结: 聚丙烯的生成是通过丙烯单体的聚合反应得到的。聚合反应中,引发剂通过热或光的作用生成自由基,自由基引发单体的聚合,形成聚合链。聚合过程需要催化剂的存在,终止可以通过添加终止剂来实现。聚合得到的聚合物是高分子化合物,还需要进行后处理步骤来改变其性能。聚丙烯是一种重要的塑料,在各个领域有着广泛的应用。

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档