聚丙烯改性技术及其产品应用进展
- 格式：pdf
- 大小：283.46 KB
- 文档页数：2
聚丙烯改性技术及其产品应用进展
发布时间：2023-01-04T05:40:40.555Z 来源：《中国科技信息》2023年17期 作者： 王海峰
[导读] 聚丙烯产品虽然广泛应用于各行业，但国内高端聚丙烯产品主要依赖于进口，这是由于国内产品存在长时间暴露于室外易氧化、高温刚性不足等弊端。
王海峰
中国石油庆阳石化公司 甘肃庆阳 745000
摘要：聚丙烯产品虽然广泛应用于各行业，但国内高端聚丙烯产品主要依赖于进口，这是由于国内产品存在长时间暴露于室外易氧化、高温刚性不足等弊端。因此，需通过物理改性或化学改性的方式将聚丙烯加工为改性聚丙烯，提升其力学性能、以满足各行业需求。
本文主要分析聚丙烯改性技术及其产品应用进展。
关键词：聚丙烯；物理改性；化学改性；力学性能
引言
聚丙烯材料是丙烯单体在催化剂及助催化剂作用下，与氢气或乙烯发生聚合反应，将所得聚丙烯粉末与添加剂进行混合，经过挤压机熔融、混炼、造粒所得产物，具有无毒、无害且易加工成型的特性，广泛应用于食品包装、医疗器材、建筑、汽车零部件等各行业中。
1、化学改性
化学改性是通过共聚改性、交联改性、接枝改性、添加成核剂等使聚丙烯分子结构或晶体构型发生改变，达到提高其力学性能、耐热性、耐老化性等的目的。
1.1共聚改性
共聚改性通常是指丙烯单体与氢气或其他烯烃单体在茂金属催化剂作用下聚合进行的改性，通过添加不同类别催化剂或改变原料配比以生产熔融指数、等规度、抗冲性能各异的聚丙烯产品。6种不同负载的茂金属催化剂对聚丙烯生产过程及产品质量的影响，发现不同负
载的催化剂活性相差较大，其中负载Zr金属中心的茂金属催化剂活性及稳定性较好。
1.2接枝改性
接枝改性过程中需添加大量的接枝单体，在聚丙烯分子上插入极性基团，从而达到改性的目的。常见的接枝单体包括马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯等，为防止加工过程中聚丙烯发生降解，同时添加具备促进接枝效果的助单体苯乙烯。为避免改性过程中马来酸酐在
特定温度下易挥发产生刺激性气味这一问题，选择加入肉桂酸甲酯与马来酸酐共同作用，同时加入少量二乙烯苯可显著降低苯乙烯用量，
从而降低成本。这种多单体新型复配体系可更好地促进支化结构生成，提高产品的流动性能，同时减少苯乙烯这类有毒物质的用量，更加
安全、环保。
1.3添加成核剂改性
在已知的聚丙烯5种晶型结构中，工业化应用最为广泛的是β晶型结构聚丙烯。改性过程中添加不同晶体结构或晶型的成核剂直接决定了聚丙烯的晶体结构，目前行业内改性应用最多的成核剂是β成核剂，因为添加β成核剂改性的聚丙烯具有结晶颗粒小、均匀度增强、抗
冲击强度提高、增韧效果明显及透明度增加等效果。在制备β成核等规聚丙烯过程中存在成核剂不良分散、团聚限制成核效率等问题，为解
决这一问题，一种原位制备方法，该方法使用典型的β成核剂己二酸锌，使其在聚丙烯挤压过程中自分散从而减小其颗粒尺寸。结果表明，
原位制备的成核剂成核效果明显优于预添加成核剂，β晶体含量达99%。此外，添加质量比为0.1%成核剂的聚丙烯复合材料与纯聚丙烯原料
相比，抗冲强度可提升至原来的4.3倍。这种原位制备方法显著促进了β成核聚丙烯的生产与应用，而这一方法同样有可能应用于解决其他
添加剂分散不均和聚集的问题。
2、刚性粒子增韧改性
尽管可以通过混合和改变聚丙烯中的各种弹性体来显著提高抗逆性，但模量、强度和热变形温度都有所降低，但人们发现，在混合系统中增加人体无机刚度可以很好地弥补这一缺陷，同时也可以改善常用的刚性颗粒有蒙古、碳酸钙、爽身粉等聚丙烯的分子链可在聚丙
烯与去除的土混合时插入高地的层状结构中，从而形成良好的混合结构，而与此同时，碳酸钙改性聚丙烯的研究主要侧重于表面改性，因
为碳酸钙表面极其soi（涂层区）是指碳酸钙与相关剂混合，应用于材料表面并产生更好的黏附性，而分支则由聚合阶段的无机基组和烯烃
基组直接组装，从而实现了改性目标；塔尔克粉末是层状硅酸盐晶体的混合物，在添加人为聚丙烯作为改性剂后，可提高其耐热性、尺寸
稳定性和硬度，并降低其成型收缩率。因此，改性的聚丙烯材料广泛用于汽车零部件生产和一些日常用品。
3、改性聚丙烯产品的应用 聚丙烯（Polypropylene）由于其生产过程成熟，廉价和容易获得的原材料，无毒和无害环境产品的安全已在许多领域得到应用，例如产品包装、基本产品生产、汽车制造、建筑材料、医疗设备和由于绿色生命持续存在，对环境保护的要求增加，聚丙烯取代了许多不环
保材料。
3.1管材用聚丙烯产品开发
非聚合聚丙烯管材也称为PPR，是目前要求较高的聚丙烯产品之一，可提供良好的机械性能、较高的冲击强度和较高的机械强度作为原料，具有较高的机械强度、较轻的循环腐蚀和简单的加工。由于温度高且质量控制使用寿命长，该产品质量高且稳定，现已广泛用于
冷水运输。由于其性能稳定、可靠性高、价格合理，我国建设部等相关机构推荐的管道材料应逐步被政府推广的PPR等绿色管道所取代，
目前我国80%以上的房屋都使用PPR绿色管道。随着建筑业的快速增长，对PPR线路的需求也在增加，据统计，年平均需求量将达到200kt左
右。
3.2车用聚丙烯产品开发
对聚丙烯材料进行了改造，提高了处理能力，提高了机械强度，在多次冲击后保持了性能，并与建筑设计的安全环保发展相一致，从而在汽车工业中产生了广泛的应用。许多汽车部件，例如b .仪表板、室内装饰、保险杠等。是当今聚丙烯产品。改性聚丙烯产品现已成
为汽车零部件的主要塑料产品，特别是考虑到高端聚丙烯材料存在巨大缺口。考虑到汽车工业需求日益增长，汽车工业环境保护意识日益
提高，汽车工业的发展必须解决车辆使用聚丙烯时的回收问题。当今汽车工业聚丙烯产品的主要问题是缺乏高质量聚丙烯产品，需要环
保、环保和非公共聚丙烯产品。2020年我国将推出“国六”标准，汽车经济适度增长，聚丙烯性价比更高，质量适中，汽车工业效益更高。
3.3“三高一低”聚丙烯是满足轻量化与环保化的主要方向
“三高一低”的聚丙烯（高流动、高抗冲、高模量、低气味）产品在汽车零部件的薄壁化、轻量化过程中有着较好的应用。高模量和较好的刚性平衡是聚丙烯发展成为高性能发展的方向之一。采用高质量压力聚丙烯的优点在于提高了耐受性，提高了制造产品的质量。第
二种选择是缩短处理周期和提高工作效率。聚丙烯高模量和较好的刚度平衡作为基树脂的优点在于，在易变成分下提高产品刚度，在汽车
工业中使用时简化汽车零部件的减少、安全性和简化。第二种方法是降低汽车工业中使用的制造产品的厚度，以降低车辆零部件的成本。
近年来，高脉冲聚丙烯聚合物成为新型聚丙烯产品的开发重点。
3.4改性无规共聚聚丙烯产品的应用
聚苯乙烯聚丙烯（聚丙烯）特殊优惠主要应用于备用管道，与常规聚丙烯相比，提高了70%以上材料的密封性，延长了抗氧化剂的引入，并允许半透明。这是工业污水处理系统不可或缺的组成部分。改性复合材料也具有良好的韧性，同时克服了温度波动的缺点。这是
空调、热水等管道加工的优质材料。采用物理混合法制备了非聚合聚丙烯/纳米硅复合材料，通过提高结晶度同时降低结晶度，提高了复合
材料的韧性。此外，提高了复合材料弯曲应力、拉伸强度和断裂长度等领域的性能，以满足汽车零部件、塑料管材等行业的要求。
结束语
聚丙烯是多种多样的聚合物材料，生产过程成熟，原材料价格低廉，容易获得，产品安全、无害和无害环境，并已用于产品包装、家用产品生产、汽车制造和材料等许多领域目前，中国的大部分聚丙烯生产设备、生产工艺和催化剂仍在使用国外技术，需要加快聚丙烯
生产设备和工艺的研究，借鉴国外经验，设计出效果更好的聚丙烯生产工艺同时，要加大研发投入，提高研发绩效，提高聚丙烯产品附加
值，提高中国的核心竞争力。
参考文献：
［1］闫海生，杨卫兰，高利平．中国聚丙烯生产工艺技术及品种牌号分析［J］．现代化工，2021，41(5):13－15，19．
［2］李庆华，张峻岭，邓颖薇，等．聚丙烯改性技术及应用［J］．当代化工研究，2019，(4):180－181．
［3］赵彩纯，庞国星，崔之灿，等．碳纤维增强聚丙烯复合材料的研究进展及应用［J］．广州化工，2019，47(22):17－19．
［4］张奇，罗忠林，罗发海，等．顺丁橡胶增韧等规聚丙烯材料的性能［J］．石油化工，2021，50(11):1127－1132．
［5］安彦杰，王天成，杨延翔，等．新型茂金属聚丙烯催化丙烯聚合研究［J］．塑料工业，2021，49(S1):66－69．
