高熔體流動(dòng)速率聚丙烯

2012年第3期(總第93期)塑料助劑多新感最菱高熔體流動(dòng)速率聚丙烯郝建淦賈潤禮劉志偉(中北大學(xué)塑料研究所,太原,030051)聚丙烯(PP)是塑料材料中除了聚4-甲基-1-很髙的氫氣敏感性的外給電子體-異丁基三乙氧戊烯和聚異質(zhì)同晶體之外最輕的品種,無(wú)毒、無(wú)基硅烷。所組成的催化體系用于生產(chǎn)高 MER PP味,密度小,強度、剛度、硬度、耐熱性均優(yōu)于低壓可維持較高的活性和較低的氫氣消耗量。氫調法聚乙烯,可在100℃左右使用叫。其具有良好的電的主要優(yōu)點(diǎn)1有性能和高頻絕緣性,不受濕度影響,常見(jiàn)的酸、堿(1)產(chǎn)品相對分子質(zhì)量分布較寬,生產(chǎn)注塑級有機溶劑對它幾乎不起作用,可用于食具。目前聚高M(jìn)FR產(chǎn)品對后加工比較有利。丙烯被廣泛應用于醫療器具、機械零件、汽車(chē)零部(2)由于氫氣濃度高,在主催化劑注入量不變件、家用電器零件以及包裝方面。高熔體流動(dòng)速率的情況下,活性有所提高,可降低主催化劑的消MFR)的PP由于具有很好的流動(dòng)性,因此比一般耗。PP成型快,制品更薄,因此,受到業(yè)內的重視。(3)產(chǎn)品的等規度能控制在較高的水平流動(dòng)性很好的高M(jìn)FR聚丙烯要求具備較低雖然氫調法生產(chǎn)高M(jìn)FR的PP工序簡(jiǎn)單,但的相對分子質(zhì)量、窄的相對分子質(zhì)量分布、較高的是還是存在產(chǎn)品牌號的切換周期長(cháng),冷凝器管束等規度、好的熔體流動(dòng)性、較低的灰分和凝膠粒子易堵塞,液相反應釜的溫度和氣相反應釜的壓力等。制備高流動(dòng)性PP,關(guān)鍵要對樹(shù)脂的流動(dòng)性能難以控制,氫氣供應量大,對造粒機要求高等難進(jìn)行嚴格的控制。目前高M(jìn)FR聚丙烯樹(shù)脂主要有題。所以國內用氫調法生產(chǎn)高M(jìn)FR的PP工藝發(fā)兩種方式生產(chǎn):一是采用新的催化劑體系及改進(jìn)展緩慢,但是仍有不少企業(yè)對其工藝可行性做了的聚合工藝,并通入氫氣,在反應釜內直接合成高大量研究m流動(dòng)性的PP產(chǎn)品(簡(jiǎn)稱(chēng)氫調法),該方法為國內外工藝研究的熱點(diǎn);另一種是利用可控流變技術(shù)來(lái)表1幾種無(wú)紡布專(zhuān)用聚丙烯樹(shù)脂的性能對比實(shí)現,即可以在擠出造粒過(guò)程中,在PP樹(shù)脂添加項目71735Y3700CS2040S900液體過(guò)氧化物來(lái)提高其MFR?？煽亓髯兪菄鴥韧釳FR/(gmin") 3.083.28生產(chǎn)高M(jìn)RR聚丙烯的普遍采用的方法(簡(jiǎn)稱(chēng)降解p/g·cm-0.9062090580.904109068灰分%0.010.020.030.02法)。拉伸模量MPa387356357拉伸強度MPa39.53991生產(chǎn)方法斷裂伸長(cháng)率%15等規度/%698.79849821.1氫調法結晶度%在間歇式液相本體生產(chǎn)中,通入適當的氫氣品型及痕量Ba來(lái)降低普通PP的相對分子質(zhì)量,是一種更加便利且成本低廉的有效方法。同時(shí)需要加入具有活性和定向能力受氫氣影響小、初期反應容易控制、活甘肅蘭港石化有限公司國在其110 kt/a PP裝性衰減慢等優(yōu)點(diǎn)的N-Ⅲ作為主催化劑,還需要有置上用氫調中國煤化工用PP樹(shù)脂SF40的試生CNMH(。選用高效收稿日期:2012-03-29復合穩定劑9301B,通過(guò)氫調法制得了S900。由表塑料助劑2012年第3期(總第93期1可知:通過(guò)氫調法制得的S900與其他高M(jìn)FR無(wú)聚合物的斷鏈比較均勻,降解比較徹底,產(chǎn)品相對紡布專(zhuān)用PP樹(shù)脂在MFR、密度、力學(xué)性能、灰分分子質(zhì)量分布較窄。在造粒機操作室調節電子稱(chēng)含量、晶型等方面比較后,并且結合表2說(shuō)明氫調的加入量就可以很方便從一種低MFR聚丙烯轉法工業(yè)大規模生產(chǎn)高性能高 MER PP是可行的?；揭环N高M(jìn)FR聚丙烯。如果使用液體過(guò)氧化物,在產(chǎn)品生產(chǎn)上會(huì )有更多的優(yōu)勢凹。表2高M(jìn)FR無(wú)紡布專(zhuān)用PP樹(shù)脂SF40的質(zhì)量標準(1)過(guò)氧化物的注入采用的是計量泵,不受氣項目?jì)?yōu)級合格流影響,注人量比較穩定。MFR(gmin)4.0~4.8(2)產(chǎn)品牌號的切換周期較短,而且不會(huì )產(chǎn)生等規度/≥97.0大量的過(guò)度產(chǎn)品,利于牌號的頻繁切換?；曳?%≤0.02≤0.03拉伸強度/MPa≥34.0≥31.5≥30.0(3)產(chǎn)品的表面光潔度高,彈性模量大,相對清潔度個(gè)·g分子質(zhì)量分布均勻。魚(yú)眼[個(gè)·(1520cm2)(4)對于造粒機狀態(tài)要求不高,一旦造粒機無(wú)法對高M(jìn)FR產(chǎn)品正常進(jìn)行造粒,可以馬上轉換生0.4mm產(chǎn)F401等低MFR產(chǎn)品,不會(huì )影響聚合裝置的高負荷生產(chǎn)。1.2降解法對于造粒階段,高M(jìn)FR聚丙烯的造粒與通常由于氫調法在生產(chǎn)過(guò)程中存在著(zhù)反應釜加氫的樹(shù)脂改性造粒有明顯的區別。熔融化學(xué)降解可量大,溫度、壓力較難控制等技術(shù)難點(diǎn),因此目前使熔體指數在短時(shí)間內提高十余倍或數十倍,因國內生產(chǎn)髙MRR聚丙烯樹(shù)脂主要是通過(guò)添加降解此擠出溫度必須前高后低,使降解后的聚丙烯熔劑采用化學(xué)降解的方法生產(chǎn)。降解的機理是:在普體擠出時(shí)具有一定的粘度和壓力,熔體也就具備通PP中加入過(guò)氧化物,隨后引發(fā)有機過(guò)氧化物使了良好的可切割性,也就能順利地進(jìn)行熱模水環(huán)之分解產(chǎn)生自由基;自由基奪取PP分子鏈叔碳原工藝造粒高M(jìn)FR聚丙烯。選定的適宜高 MFR PP子上的氫原子,形成帶自由基的PP分子鏈;接著(zhù)的擠出和造粒生產(chǎn)工藝參數見(jiàn)表3發(fā)生β斷裂,得到相對分子質(zhì)量較低的分子鏈;再經(jīng)過(guò)鏈轉移,繼續進(jìn)行降解反應,最終自由基進(jìn)行兩種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品性能對比復合、接合反應,最后使降解反應終止。表43是兩種方法生產(chǎn)的高M(jìn)FR聚內烯產(chǎn)品由于降解劑和粉末先混合后再加入造粒機,的對比。表3高 MFR PP擠出造粒工藝參數擠出溫度/C熔體溫熔體壓力/模頭溫冷卻水冷卻水主機轉速度/CMPa度AC壓/MPamin2252202052040.2表4氫調法與化學(xué)降解法生產(chǎn)的高 MFR PP性能對比項目氫調法化學(xué)降解力學(xué)性能彎曲模量、拉伸屈服應力等剛性指標略好更好的韌性,常、低溫簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強度較優(yōu)顏色及氣味黃色指數始終低于-2.5;所含有機揮發(fā)物少,刺激性氣初始黃色指數低于-25,長(cháng)期放置后,會(huì )升高味不明顯所含有機揮發(fā)物多,刺激性氣味明顯uC-NMR表征乙烯含量、長(cháng)的乙烯序列稍微多一些丙烯含量及長(cháng)的丙烯序列多一些DSC分析結晶和熔融溫度較低結晶和熔融溫度較高結晶形態(tài)試樣在140℃不同時(shí)間下的結晶形態(tài)沒(méi)有明顯差異細亡八細密均勻,球晶尺寸較小,聚合物的結晶區與非結晶區的界面比較模糊中國煤化工試樣斷面形貌表面光滑,平整HHCNMHG體未完全刻蝕現象相對分子質(zhì)量及其分布相對分子質(zhì)量分布較寬,數均相對分子質(zhì)量較小相對分子質(zhì)量分布較窄,數均相對分子質(zhì)量較第3期郝建淦,等.高熔體流動(dòng)速率聚丙烯參考文獻7] Debnath S, Madhusoothanan M Physical Properties ofNeedle-punched Polypropylene-jute Non-woven Tex-[1] Auriemma Structural Disorder in the a Form of Isotactictiles-part[J]. 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