液相本体法生产聚丙烯
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聚丙烯的生产工艺聚丙烯,这可是个在现代工业中相当重要的角色啊!咱今天就来好好聊聊它的生产工艺。
我先跟您说个事儿,有一回我去一家化工厂参观,亲眼目睹了聚丙烯的生产过程,那场面,真叫一个震撼!聚丙烯的生产工艺主要有几种方法,其中最常见的就是液相本体法、气相法和淤浆法。
先说液相本体法,这就像是一场精细的化学舞蹈。
原材料丙烯经过一系列的预处理,去除杂质,就像我们做饭前要把食材洗干净一样。
然后在特定的温度和压力下,加入催化剂,引发聚合反应。
这个过程中,丙烯分子们手拉手连接在一起,逐渐形成长长的聚丙烯链。
我在参观的时候,看到那些巨大的反应釜,心里就在想,这小小的丙烯分子在里面可真是经历了一场神奇的变化之旅啊!气相法呢,就有点像在空气中搭积木。
反应在气相中进行,气体状态下的丙烯和催化剂充分接触,快速聚合。
这种方法的生产效率高,产品质量也不错。
再说说淤浆法,这就好比是在泥浆里孕育宝贝。
反应在含有溶剂的淤浆中进行,溶剂就像是温柔的怀抱,呵护着聚合反应的进行。
在整个生产过程中,催化剂的选择可是至关重要。
好的催化剂就像是神奇的魔法棒,能让反应更高效、更精准。
控制反应条件也是关键,温度高一点低一点,压力大一点小一点,都可能影响到最终产品的性能。
而且啊,生产出来的聚丙烯还得经过一系列的后处理,比如去除未反应的单体、干燥等等,就像我们做好一件衣服还要修剪线头、熨烫平整一样。
在工厂里,我看到工人们认真地监控着各种仪表和设备,确保每一个环节都不出差错。
他们专注的眼神,让我深切感受到了这份工作的责任重大。
总之,聚丙烯的生产工艺是一个复杂而又精细的过程,需要先进的技术、优质的原料、高效的催化剂,还有一群认真负责的工作人员共同努力。
这也让我明白,我们生活中那些看似普通的塑料制品,背后都有着不简单的生产故事。
希望通过我的介绍,能让您对聚丙烯的生产工艺有个大概的了解,这可真是一门充满奥秘和魅力的学问呢!。
聚丙烯(PP)聚丙烯Poly(propylene):(1)聚丙烯(PP)的生产工艺聚丙烯是由丙烯,CH2=CHCH3,在Z-N金属催化剂作用下加聚而成的。
(2)聚丙烯(PP)的生产方法: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,气相法也在迅速发展。
1、PP的分类根据结构不同分为全同聚丙烯(isotactic)和无规聚丙烯(atactic)。
一般常用的聚丙烯都是全同聚丙烯。
2、PP的特性它的分子结构与聚乙烯相似,但是碳链上相间的碳原子带有一个甲基(–CH3)。
聚丙烯比聚乙烯稍微要脆一些,熔融温度为160°C。
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。
3、PP的应用(1)注射成型制品:是聚丙烯最大的应用领域,制品有周转箱、容器、手提箱、汽车部件(汽车内饰件,如仪表盘、挡泥板、通风管、风扇、保险杠)、家用电器部件、医疗器械(一次性针筒)、器械(洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等、日用消费品(草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等)和家具。
(2)挤出制品:制成聚丙烯纤维,也可制成聚丙烯薄膜,其中双向拉伸薄膜的强度和透明度都大幅度提高,是重要的包装用高分子材料。
聚丙烯是用途最为广泛的通用塑料,它即可以作为塑料使用也可以纺丝制成纤维(丙纶)。
丙纶是低吸水性,高耐腐蚀性的纤维,可以用于服装和家具,特别适合织造地毯。
也可挤出或吹塑制成薄膜,再经牵伸切割为扁丝,制编织袋,或作捆扎材料——打包带。
液相本体法聚丙烯生产及应用液相本体法聚丙烯生产及应用聚丙烯是一种重要的合成塑料,广泛应用于包装、家具、医疗器械等行业。
近年来,液相本体法聚丙烯技术的发展为聚丙烯的生产带来了新的机遇和挑战。
液相本体法聚丙烯生产技术是指将丙烯溶解在流动的介质中,通过催化剂的作用,在高压高温条件下进行聚合反应。
相比于传统的气相法聚合,液相本体法聚丙烯具有以下优势:首先,液相本体法聚丙烯具有更高的聚合效率。
由于丙烯在液相中的溶解度较高,催化剂可以更好地与丙烯分子接触,从而提高聚合反应的速率和选择性,减少了副反应的发生,提高了聚合产率。
其次,液相本体法聚丙烯的产品性能优良。
由于液相聚合过程中的高温高压条件,聚合物的结晶度较高,分子链排列更加有序,从而提高了聚合物的物理性能,如强度、硬度、耐热性等。
另外,液相本体法聚丙烯还具有较好的环保性能。
由于聚合反应在封闭系统中进行,反应液体被循环利用,减少了废水、废气的排放,降低了环境污染。
液相本体法聚丙烯技术的应用也越来越广泛。
在包装行业,由于液相聚丙烯产品具有较高的物理性能和透明度,被广泛应用于食品包装、化妆品容器等领域。
在家具制造中,液相聚丙烯的耐磨损性和耐腐蚀性使其成为家具制造材料的理想选择。
在医疗器械领域,液相本体法聚丙烯制成的一次性医用器械材料,既符合卫生要求,又具有较高的使用性能。
尽管液相本体法聚丙烯技术在生产和应用中取得了显著成果,但在实际操作中仍面临一些挑战。
首先,液相聚合反应中需要控制好温度、压力等工艺参数,确保聚合反应的稳定性和选择性。
其次,催化剂的选择和寿命也对聚合反应的效果产生重要影响,需要进一步研究和探索。
此外,液相本体法聚丙烯的生产成本较高,需要进一步降低生产成本,提高技术的经济性。
总之,液相本体法聚丙烯是一种具有广阔前景的聚合技术,其在聚丙烯生产和应用中具有重要的意义。
通过不断的研究和创新,相信液相本体法聚丙烯技术将为塑料工业的发展带来更多的机遇和突破。
广西轻工业GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY化工与材料2009年10月第10期(总第131期)(下转第45页)聚丙烯生产中等规度是衡量聚丙烯分子造构规整性的指标,也是聚丙烯产品最重要的质量指标之一。
产品等规度的高低及其控制技能直接反映出聚丙烯的生产技术水平。
等规度越高,聚丙烯的结晶度就高,树脂拉伸屈服强度就高,硬度大,且对于纺制丙纶纤维时的成丝性能和纤维的质量有益。
当聚丙烯等规度越低,虽然其韧性好,耐低温冲击性能好,但树脂的拉伸屈服强度低、硬度低,不利于拉丝,而且还会影响树脂的加工性能,等规度过低,产品发粘、流动性差,包装储存时易板结成块,加工时加料困难甚至无法加工[1]。
当等规度低于90%时,产品就会出现发粘现象,低于85%时,产品发粘厉害,在聚合釜、闪蒸釜等设备、管线内将造成严重的粘壁现象,搅拌负荷加大,卸料十分困难,需开釜清理物料,这就降低了装置的生产能力,增加了原材料动力消耗和生产成本。
为提高聚丙烯产品的等规度首先应选择高定向能力的催化剂,其次对其他条件加以优化配合,满足主催化剂的要求。
目前,聚丙烯催化剂已发展到第三代高效载体催化剂,其定向能力有了新的突破,产品等规度可达到97-99%。
TiCl 3催化剂在丙烯聚合时的加入量即加入浓度(以TiCl 3在丙烯中的重量ppm 表示),既影响聚合反应速度,也对产品等规度有一定的影响,在一定的范围内,TiCl 3在丙烯中的浓度越高,产品等规度也越高。
在一般情况下,TiCl 3在丙烯中的浓度(TiCl 3/C =3)可在40-60ppm 范围内调节。
当催化剂的活性因某种因素下降时,可以适当提高TiCl 3/C =3在60-80ppm 之间[2]。
1活化剂加入量对产品等规度的影响在聚合反应的催化剂体系中加入活化剂,除了起烷基化作用与TiCl 3形成活性中心和消除原料及系统中的杂质外,另一个作用是使催化剂中所含少量的TiCl 4还原成TiCl 3[3],以提高催化剂体系的定向能力。
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物料衡算⑴ 聚合时所用催化剂CS-2的用量计算催化剂CS-2外观褐色细颗粒,活性指标:> 20000Gpp/gTiCb,查R TCB/PP (质量)取值为(40~60ppm),即TiCI/PP < 50ppm 则由公式Wcat「、c3H6V K (R TCI3 ).0.8-500 12 0.8 50 10<0.8=330g上式中:Wcat 一催化剂的用量,kg;V聚合釜容积,m3;K—装料系数,0.75;匚此丙烯在30C时的密度,kg/m3;R TCI3—钛烯比,ppm;0.8—催化剂中TiCl3含量⑵聚合时活化剂的用量计算W A L =W)at 沁、AL R ALE C Ti ^-cat C AL=300 114 0.04 12/(134.5 0.98)= 124.543g上式中:W AL活化剂的用量,kg ;C Ti催化剂中TiCl3的含量,一般为80%的质量C AL—浓的活化剂中Al ( C2H5) 2CI含量,一般为98% ;J AL Al (C2H5) 2CI 的分子量,114;7at—TiCl3 的分子量,134.5; R ALE—活化剂与Ti之比,0.04。
因为活化剂为25g/100ml,所以应加三乙基铝:V AL =124.543/0.25 = 498.172ml⑶聚合时氢气用量计算H2在聚合过程中作分子量调节剂,产品熔融指数为M I =2.0~6.0g/10min,在这里取M i =3.8g/10min。
由加氢量与熔体流动速率关系知:IgM I =2.41g〔H2】2.3上式中:M|—熔体流动速率,g/10min ;[H 2] 液体丙烯中H的摩尔百分率。
代入数据得lg[H2]=(lg3.8 -2.3)/2.4一0.717[出]= 0.192=19.2%又由于[H 2】=n H2/ (n03 H6' n H2).n^ 二0.201kmol贝V V H2=0.201 22.^4.5024m3m H=门出2 = 0.402kg⑷聚合时第三组分DDS的用量密度f=1.070-1.080g/ml (25C),这里取片1.08,分子量为244.4。