聚丙烯塑料的改性及應(yīng)用

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1、第二屆改性塑料新技術(shù)、新產(chǎn)品（配方設(shè)計與加工）推廣培訓(xùn)班講義1.1聚丙烯塑料的改性及應(yīng)用中國塑料加工工業(yè)協(xié)會改性塑料專業(yè)委員會副理事長兼秘書長教授級高級工程師劉英俊1聚丙烯在合成樹脂生產(chǎn)中占據(jù)重要地位，發(fā)展極為迅速聚丙烯是五大通用合成樹脂中的一個重要品種，在國內(nèi)外的發(fā)展均十分迅速。在全球塑料用五大合成樹脂中，聚丙烯的產(chǎn)量占有1/4左右的份額，預(yù)計2006年世界五大通用合成樹脂的總產(chǎn)能將達(dá)到1億9千萬噸，其中聚丙烯4878萬噸，占總產(chǎn)能的25.6%[1]。而我國2004年聚丙烯樹脂產(chǎn)量為474.88萬噸，進(jìn)口291.4萬噸，出口1.53萬噸，其表觀消費量為764.7萬噸，占當(dāng)年全國五大通用樹脂表

2、觀消費量總和2954萬噸的25.9%。預(yù)計到2010年我國聚丙烯樹脂的表觀消費量將增加至1080萬噸，較2004年增長40%以上。表1列出近期投產(chǎn)和正在建設(shè)的聚丙烯裝置的地點和產(chǎn)能。表1近期投產(chǎn)和在建聚丙烯裝置建設(shè)地點產(chǎn)能（萬噸）投產(chǎn)情況大慶煉化30已投產(chǎn)上海賽科25已投產(chǎn)北京燕山12改擴(kuò)建成功蘭州石化30已開工福建煉化40已開工茂名石化30在建大連石化40在建寧夏石化、山東恒源石化10在建福建泉港15在建浙江紹興10在建廣州石化302009年前投產(chǎn)臺塑寧波452007年前投產(chǎn)鎮(zhèn)海煉化202007年前投產(chǎn)北京燕山擴(kuò)建382009年前投產(chǎn)天津石化552008年前投產(chǎn)內(nèi)蒙包頭30在建內(nèi)蒙多倫46在

3、建東北大連、撫順等地136在建獨山子石化55改擴(kuò)建在已宣布的新增產(chǎn)能中，中石化253萬噸/年，中石油135萬噸/年，而且大多數(shù)項目的產(chǎn)能都在30萬噸以上，達(dá)到世界級規(guī)模。這些裝置全部投產(chǎn)后，中石化的聚丙烯產(chǎn)能將超過巴賽爾公司，39第二屆改性塑料新技術(shù)、新產(chǎn)品（配方設(shè)計與加工）推廣培訓(xùn)班講義躍居全球榜首，中石油也將列位前五名之列，屆時中國將成為生產(chǎn)聚丙烯樹脂全球產(chǎn)能最大的國家。另據(jù)報道，我國聚丙烯樹脂的產(chǎn)量1995年僅為107.35萬噸，到2005年達(dá)到522.95萬噸，平均年遞增38.7%，同期表觀消費量也從212.92萬噸增至823萬噸，平均年遞增28.7%，成為全球聚丙烯消費增長最快的國家

4、[2]。2聚丙烯基本知識2.1樹脂與塑料的定義和分類樹脂（Resin）：高分子材料亦稱高分子聚合物，分為天然高分子材料和合成高分子材料。在合成高分子材料中按塑料、橡膠、纖維三大用途分為合成樹脂、合成橡膠和合成纖維三大類，其中用于塑料的合成樹脂所占的比例最大，約占合成材料總量的2/3以上。塑料（Plastics）：以合成樹脂為主要成分，添加有適量的填料、助劑、顏料，而且在加工過程中能流動成型的材料。熱塑性塑料（ThermoPlastics）：能在特定溫度范圍內(nèi)反復(fù)軟化和冷卻硬化的塑料。熱固性塑料（ThermosettingPlastics）：在第一次成型之后，成為不熔、不溶性物料的塑料。通用塑料

5、（GeneralPlastics）：指產(chǎn)量大、用途廣、成型加工性能好、價格相對便宜的塑料。以五大通用樹脂為基礎(chǔ)原料的塑料為聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）。工程塑料（EngineeringPlastics）：指具有高性能，可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料。工程塑料又分為通用工程塑料和特殊工程塑料，前者如聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM）、聚酯（PET和PBT）、聚碳酸酯（PC）、改性聚苯醚（MPPO），其使用溫度一般在150℃以下，而特種工程塑料是指使用溫度可達(dá)150℃以上的工程塑料，如聚砜（PSF）、聚苯硫醚（PPS）、聚酰亞

6、胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）等。2.2聚丙烯（Polypropylene，縮寫為PP）的種類與特性2.2.1聚丙烯的基本概念聚丙烯是以丙烯（CH3—CH=CH2）為單體，通過加聚反應(yīng)得到的高分子聚合物，其反應(yīng)特征一是瞬間完成，二是沒有小分子化合物伴隨產(chǎn)生。采用齊格勒—納塔催化劑可以得到高分子量的結(jié)晶性PP。根據(jù)—CH3基團(tuán)在空間排布的規(guī)律，PP分為等規(guī)、間規(guī)和無規(guī)三種聚合物。只有等規(guī)度高的PP才能生成良好的結(jié)晶區(qū)，才能具有我們所需要的優(yōu)良性能。等規(guī)聚丙烯的晶體形態(tài)有α、β、γ、δ和擬六方五種，最常見的是α晶態(tài)，屬單斜晶系。α晶態(tài)在138℃左右形成，其熔點為180℃。擬六方態(tài)也叫次晶結(jié)構(gòu)，

7、又叫蝶狀液晶。當(dāng)熔融態(tài)的等規(guī)PP被急冷至70℃以下，或在70℃以下進(jìn)行冷拉伸時，就會生成擬六方態(tài)晶體，此時PP的硬度和剛性減小，而沖擊強度和透明性提高。等規(guī)PP從熔融狀態(tài)逐漸冷卻時形成的晶體為球晶，結(jié)晶溫度越高，球晶越大，反之球晶越小。球晶越大，性能越脆，球晶大小直接影響到PP材料的沖擊強度。在結(jié)晶型塑料中，結(jié)晶度對材料的性能影響最大。結(jié)晶度即材料中結(jié)晶部分重量占材料總重量的百分?jǐn)?shù)。PP的結(jié)晶度可