透明聚丙烯的研制

研究與開(kāi)發(fā)(7~9)透明聚丙烯的研制張蘭波孫旭東中國石油蘭州石化公司石油化工研究院甘肅蘭州730060)摘要以均聚聚丙烯F401為原料研究了成核劑及分子質(zhì)量調節劑的種類(lèi)、用量及加工方式對透明聚丙烯性能的影響。結果表明迕選用透明劑A作成核劑質(zhì)量分數為0.3%擠岀溫度在170~240℃范圍內時(shí)得到了霧度為15%以下各項性能優(yōu)異的透明聚丙烯。同時(shí)指岀在成核劑量一定旳情況下透明化母料的量越大所生產(chǎn)的透明PP的透明度越高。關(guān)鍵詞聚丙烯劑透明透光率中圖分類(lèi)號:0325.1+4文獻標識碼文章編號1009-0042002)1-000-03隨著(zhù)塑料工業(yè)的迅速發(fā)展聚丙爔(PP)以其屬催化劑催化合成機械性能好、無(wú)毒、相對密度低、耐熱、耐化學(xué)藥由于技術(shù)難度較低、靈活性好、簡(jiǎn)單易行添品的優(yōu)良特性成為合成樹(shù)脂中增長(cháng)速度最快、加透明劑成為目前最常用的使P高性能化、高新品開(kāi)發(fā)最為活躍的品種之一。而近年來(lái)開(kāi)發(fā)透明化的有效方法。為適應市場(chǎng)需求增加產(chǎn)品的透明PP性能更為突出特別是優(yōu)良的透明性品種在蘭州石化公司石油化工廠(chǎng)現有產(chǎn)品聚丙和光澤度較高的熱變形溫度(一般高于110℃,烯F401的基礎上采用添加成核劑的方法將有的高達135℃以上)都可與典型的透明材料F401改性為透明PPPET PVC和PS)等相媲美1。因此在對透明性要求高需高溫下使用或消毒的器具方面如透明1實(shí)驗部分⑩飲料杯、微波爐炊具、嬰兒奶瓶、醫用注射器和文1.1主要設備件夾等具有更廣闊的應用范圍。此外透明PP高速混合機H-200A北京塑料機械廠(chǎng)雙在價(jià)格上的優(yōu)勢使之在市場(chǎng)上具有巨大澘力。螺杄擠岀機SJ-58四川什邡機械廠(chǎng)塑料注射據推算囯外透明P的市場(chǎng)需求較大,市場(chǎng)容量機ⅹSs-ZY-125大連塑料開(kāi)發(fā)中心熔體流動(dòng)總計可達1500~1600k/a,并仍以較快的速度速率測定儀6942000.五盛有限公司洸電霧度測增長(cháng)預計到2005年市場(chǎng)需求量可達2000定儀WGW,海第三光學(xué)儀器廠(chǎng)拉力試驗機2500kt/a國內對透明聚丙烯樹(shù)脂的需求量也XL-2500N上?；C械四廠(chǎng)。在悄然增長(cháng)正成為國內聚丙烯樹(shù)脂市場(chǎng)的新賣(mài)1.2原料及助劑點(diǎn)隨著(zhù)應用領(lǐng)域的進(jìn)一步拓展預計到2005年1.2.1聚丙烯粉料國內需求量可達200~300k/a由于國內此類(lèi)PP粉料是石油化工廠(chǎng)聚丙烯車(chē)間的中間產(chǎn)產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)起步較晚與國外存在較大差品其質(zhì)量指標為外觀(guān)呈白色粉末狀熔體流動(dòng)距國內聚烯烴裝置還未有大批量生產(chǎn),國外速率為10min).0~4.0g等規度不小于96%些化工廠(chǎng)家已看準了透明聚丙烯制品在中國市拉伸屈服強度不小干MPa詼分含量不小于場(chǎng)的澘在容量相繼在遼寧、河南和重慶等地投0中國煤化工gm資建設了此類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)并以100多t1CNMHG月的產(chǎn)量不斷開(kāi)發(fā)市場(chǎng)。透明劑A進(jìn)口3988;透明劑B,國產(chǎn)LY目前新的高透明P樹(shù)脂主要通過(guò)3種途徑獲得添加透明改性劑即成核劑合成本身具有收稿日期20-0-x6回日期201-0-15出色透明性存產(chǎn)品即無(wú)規共聚物采用茂金作者簡(jiǎn)介張蘭1971)女遼寧沈陽(yáng)人工程師。石化技術(shù)與應用第20卷9002抗氧劑蘭州化學(xué)工業(yè)公司生產(chǎn)滷素吸收聚烯烴的熱性能、光學(xué)性能和機械性能都劑市購汾分子質(zhì)量調節劑A液體),市購汾子質(zhì)與其結晶結構密切相關(guān),控制結晶的一個(gè)常用量調節劑改固體)市購辦法是加異相成核劑,使之成為異相核心先于1.3工藝過(guò)程PP結晶,有效地提高成核密度,晶體尺寸變小,將透明劑、PP粉末及助劑按一定比例、順序不能有效地散射可見(jiàn)光,從而改善了光學(xué)性在高速混合器中攪拌混合均勺,經(jīng)擠出機擠壓能3后過(guò)水槽冷卻進(jìn)行切粒得到透明PP成品再透明劑A的量對PP霧度和光澤度的影響如取適量成品壓片并測定試樣的性能。表2所示。表2透明劑A的質(zhì)量分數對PP霧度和光澤度的影響%2結果與討論霧度透光率2.1透明PP配方設計2.1.1透明劑的選擇近年來(lái)國內外多家企業(yè)對PP透明劑的研究和開(kāi)發(fā)已相當活躍主要分為無(wú)機物和有機物1279,62大類(lèi)而大量實(shí)踐證明有機類(lèi)中山梨糖醇芐叉衍生物已成為國內外開(kāi)發(fā)品種最多、產(chǎn)銷(xiāo)量最大的一類(lèi)PP透明劑2。本工藝在眾多品種中選用從表2可以看出隨隨著(zhù)透明劑用量的增加,了進(jìn)口透明劑A和國產(chǎn)透明劑B采用相同的助聚丙烯的霧度降低,而透光率增大這是由于隨劑配方相同的工藝操作條件下,考察了透明劑著(zhù)透明劑加入量的增多,晶體尺寸減小,晶體數AB對PP性能的影響結果見(jiàn)表1。目增多減少了入射光的折射從而增大了透明度但當透明劑的加入量達到一定濃度時(shí),霧度表1不同透明劑配方下產(chǎn)品性能的比較無(wú)明顯變化可能是透明劑含量過(guò)高在PP中成透明劑種類(lèi)簇的原因2.1.3分子質(zhì)量調節劑的篩選及用量對產(chǎn)品的MFR 10 min ys透光率/%影響霧度/%四2白無(wú)透明聚丙烯可適用于注塑、擠塑及吸塑等多外觀(guān)種成型工藝但蘭化F401聚丙烯的熔體流動(dòng)速率氣味稍有異味偏低對于高流動(dòng)性的注塑工藝無(wú)法適應因此選用了一種液體調節劑和一種固體調節劑。在從表1可以看出透明劑AB的加入都能使相同條件下,考察了2種調節劑的用量對產(chǎn)品PP的透光率達到75%以上且加入A后透光率MFR的影響。不同調節劑及用量對PP性能的影更優(yōu)于加B的霧度也有所下降。綜合考慮透明響如表3所示。PP的實(shí)際應用宜選用透明劑A作為助劑。從表3和實(shí)際操作中發(fā)現隨著(zhù)調節劑用量2.1.2透明劑A加入量的確定的增加,產(chǎn)品MFR均逐漸升高的同時(shí),透明PP表3不同調節劑及用量對PP性能的影響液體調節劑中國煤化工00.0010.0020.070.0CNMHG0.30,4MFR( 10 min y霧度12.011.811,010.59,412,011.010.29.8氣味無(wú)無(wú)無(wú)有很大很大很大第1期張蘭波等.透明聚丙烯的研制的霧度也有所下降,有效地改善了PP透明度。心的輻射測試產(chǎn)品符合中華人民共和國醫藥行而加入液體調節劑后MFR的變化趨勢更顯著(zhù),業(yè)標準YY0242-1996使PP的流動(dòng)性提高更有利于透明P的注塑成透明PP與普通PP的性能對比見(jiàn)表5。型。但由于液體調節劑本身在高溫下易爆炸的缺點(diǎn)在加工過(guò)程中有很多局限性因此在生產(chǎn)裝置表5透明PP與普通PP的性能對比上生產(chǎn)高M(jìn)FR的透明P還有待于進(jìn)一步探討性能普通PP透明PP霧度/%2.1.4透明化母料的配制透光率/%48.079.6助劑分散的好壞直接影響透明PP的質(zhì)量熔體流動(dòng)速率10min)yg分散不好會(huì )影響其透明度,使透明制品中出現洛氏硬度R拉伸強度/MPa白點(diǎn),因此,一般通過(guò)按比例直接加入純助劑維卡軟化點(diǎn)/℃534及配制好的透明化母料A,B來(lái)生產(chǎn)透明P。實(shí)驗結果見(jiàn)表4。4經(jīng)濟效益評估表4母料對透明PP性能的影響透明PP的價(jià)格受原料P、助劑等的價(jià)格及透明PP的性能純助劑料A母料B市場(chǎng)需求等因素的影響較大其中透明劑的價(jià)格是最重要的影響因素透明P預售價(jià)為7800霧度45.98000元t當采用不同的透明劑制備透明PP時(shí)效益估算見(jiàn)表6。從表4可以看出用透明化母料生產(chǎn)的透明表6經(jīng)濟效益估算元/tPP比用純助劑生產(chǎn)透明PP的透明度高實(shí)驗得透明劑透明PP成本增效到這樣的結論在配方中助劑量一定的情況下進(jìn)口57252275~3275透明化母料的量越大所生產(chǎn)的透明PP的透明52252775~3775度越高。2.2擠出機溫度的影響選定配方加入透明劑A液體調節劑)并固5結論定擠岀機的螺杄轉速擠岀機溫度主要取決于透a.透明劑的加入提高了PP的透光率降低明P的流動(dòng)性因此適當地提高溫度,有利于了霧度。隨著(zhù)加入量的增加透光率增大。但用調節劑的完全分解但溫度不宜過(guò)高。因為P量過(guò)高時(shí)在P中成簇有效濃度下降。降解產(chǎn)生臭味和色相問(wèn)題透明劑的耐熱性具有b.基于蘭州石化F401的MFR偏低,為適應定的要求溫度過(guò)高會(huì )引起分解使透明料變后加工需要,選擇適量的分子質(zhì)量調節劑調整黃。在實(shí)際生產(chǎn)中此透明料的最佳擠出溫度為其流動(dòng)性。170~240℃。c.透明PP具有一般PP的加工特性,因此,適用于各種形式的加工工藝。由于透明聚丙烯3透明聚丙烯的主要性能的初始結晶溫度高出普通聚丙烯10~20℃且結由于透明劑的加入有效地提高了成核密晶速度也快故在吹塑和注塑加工中可縮短加度、透明性并且表面光澤得到眀顯改善其機械工周期提高設備生產(chǎn)能力性能也得到了改善聚丙烯的適用領(lǐng)域得到了很大程度的拓展本產(chǎn)品在蘭州包裝材料廠(chǎng)、蘭州輻射中心進(jìn)1H中國煤化工CNMHG現代塑料加工應用,199行了應用實(shí)驗結果表明該材料性能穩定成型【2]周春懷楊軍忠高光澤聚丙烯的研制門(mén)塑料加工1992容易制得的產(chǎn)品透明度高;該產(chǎn)品可與韓國等(2)26國的進(jìn)口的同類(lèi)材料相媲美通過(guò)了蘭州輻射中[3]苗迎春透明聚丙烯性能的研究J1塑料科技199942