聚丙烯

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聚丙烯(polypropylene,PP)

目录

什么是聚丙烯[1]

  聚丙烯是无色、无味、无毒的白色蜡状颗粒材料,外观似聚乙烯,但比聚乙烯更透明、更轻,相对密度为0.89~0.91,是最轻的塑料品种。

聚丙烯的分类及其性能特点[2]

  聚丙烯有均聚物和丙烯与乙烯或其它烯烃等的共聚物之分,均聚物又可分为等规PP、间规PP和无规PP三种,以均聚等规PP用量最多。这里PP的性能就是指均聚等规聚丙烯。

  PP的性能有以下几点:

  1)PP是无色无臭、无味、无毒的热塑性结晶性聚合物。

  2)PP的透明度与结晶度有很大关系,为了提高透明度,降低结晶度,在生产PP薄膜时,应使用水骤冷法来挤出吹膜,使PP来不及结晶,而提高透明度。

  3)均聚等规PP耐寒性差,成型的包装制品不能在0℃以下使用。改善这一缺点的办法是丙烯和乙烯的共聚,这种乙烯的质量分数为5%~7%的乙丙共聚物,可耐-8~-10℃。

  4)PP耐化学性较好,耐酸、耐碱、耐油脂、耐溶剂。

  5)PP的拉伸强度和冲击强度都比PE高,但低温脆性大,热和光易使PP老化。

  6)PP的电绝缘性能优,表面能低。同PE一样,PP易带静电。

聚丙烯生产的工艺过程[3]

  聚丙烯生产的工艺过程(采用高效催化剂工艺技术)由以下几个工段组成:

  (1)催化剂配制工段

  聚合催化剂系统一般由一种主催化剂(载体型钛催化剂)和两种助催化剂(三乙基铝、给电子体)组成。主催化剂一般为专有技术,是各种工艺技术的核心所在,由工艺技术所有者或其合作的催化剂供应商提供,不同工艺技术所使用的催化剂因反应条件不同、专利商不同而有所不同,前面各节中已有介绍。辅助催化剂可从市场上购买。

  催化剂配制一般分为催化剂自身的制备及聚合前催化剂预处理或预聚合。不同工艺技术对催化剂制备的步骤与要求有所不同。有液相本体聚合过程的工艺技术一般要对主催化剂进行预处理或预聚合,以提高催化剂颗粒的机械稳定性和催化剂活性。不同工艺对催化剂进行预处理的方法也不尽相同,有连续法也有间歇法。

  (2)原料精制工段

  原料丙烯、共聚单体乙烯中含有的极性组分如水、硫(硫化氢、羰基硫、硫醇等)、一氧化碳、二氧化碳、有机胂等均为有害物质,能使催化剂中毒,活性降低,并使产品中灰分含量增加。因此,需要在进聚合反应器之前除去这些介质。

  精制的方法有精馏、吸附、过滤等物理方法和用固体催化剂床层脱除硫、胂等杂质的化学方法。

  (3)聚合工段聚合工段

  是聚丙烯工艺技术的核心部分。反应器的形式、数量、系统组成及控制方式是不同工艺之间区别的主要标志。反应器系统包括反应器、循环鼓风机和/或循环泵、换热器、储罐等。随工艺或产品方案不同每套工艺装置可有一至四个反应器系统。

  聚合过程的设计和控制是决定产品质量的关键步骤。

  影响聚合过程的因素很多,原料及辅助材料质量、聚合用各种催化剂的配方及加入量、反应器的设计形式和反应条件控制都对聚合反应产生影响。

  (4)分离与干燥脱活工段

  聚合成的聚丙烯粉料产品夹带着未反应的液相或气相单体从反应器中排出,未反应的单体必须与聚丙烯粉料分离。将反应器排出的聚合物粉末和未反应单体排到低压分离罐,靠气体闪蒸的作用,未反应单体基本上可以从颗粒中脱除。分离出的单体,再循环回反应系统。为防止惰性组分(如丙烷)的累积,一般要从装置向外排放一部分分离出的单体。

  分离后的聚合物产品进一步用蒸汽和热氮气或氮气和蒸汽的混合气处理,不同工艺有所不同,在水等极性分子作用下破坏粉末中残余的催化剂活性组分,使其失去活性,并进一步脱除粉末产品中残存的微量单体。

  经分离与干燥后的聚丙烯粉末,用闭路氮气输送系统输送到粉料仓和挤压机进料仓,进行造粒。为了减少粉尘与空气、易燃挥发性介质可能形成的爆炸危险,输送介质采用氮气。

  (5)造粒工段

  为使聚合物性能稳定、改进产品性能或结构并便于安全储存和运输,在聚丙烯粉料中加人各种添加剂一起加入挤压机,经塑化、熔融,在水下切成颗粒产品。尽管不同工艺技术挤压造粒系统的设计有所不同,比如添加剂有采用配成母料添加的,也有添加纯的添加剂的,也有添加复配添加剂的,但其中的主要区别在于各种添加剂的选择与配方略有不同。

  (6)产品掺合、包装码垛及储存

  经挤压机切粒后的颗粒产品送入产品掺和料仓,均化后送往包装料仓进而包装码垛,或送入料仓储存。

  (7)公用工程

  聚丙烯工艺装置内公用工程和辅助设施,不同工艺技术有所不同,一般包括以下系统:排放气系统和火炬系统;冷冻水系统;密封油系统;蒸汽与冷凝液系统;水系统(循环水、工艺水、热水);氮气系统;废油处理系统等。

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参考文献

  1. 何小龙编著.第二十四章 聚丙烯 炼油化工“三剂”应用技术.中国石化出版社,2010.09.
  2. 周祥兴编著.第二章 聚烯烃包装制品的配方 500种包装塑料和500种塑料工业制品配方.机械工业出版社,2008.6.
  3. 洪定一主编.第六章 生产工艺技术 聚丙烯 原理、工艺与技术.中国石化出版社,2011.04.
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