聚丙烯塑料的改性及應(yīng)用

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1、聚丙烯塑料的改性及應(yīng)用1、聚丙烯在合成樹(shù)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(shù)脂中的一個(gè)重要品種，在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展均十分迅速。在全球塑料用五大合成樹(shù)脂中，聚丙烯的產(chǎn)量占有1/4左右的份額，預(yù)計(jì)2006年世界五大通用合成樹(shù)脂的總產(chǎn)能將達(dá)到1億9千萬(wàn)噸，其中聚丙烯4878萬(wàn)噸，占總產(chǎn)能的25.6%[1]。而我國(guó)2004年聚丙烯樹(shù)脂產(chǎn)量為474.88萬(wàn)噸，進(jìn)口291.4萬(wàn)噸，出口1.53萬(wàn)噸，其表觀消費(fèi)量為764.7萬(wàn)噸，占當(dāng)年全國(guó)五大通用樹(shù)脂表觀消費(fèi)量總和2954萬(wàn)噸的25.9%。預(yù)計(jì)到2010年我國(guó)聚丙烯樹(shù)脂的表觀消費(fèi)量將增加至10

2、80萬(wàn)噸，較2004年增長(zhǎng)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(diǎn)和產(chǎn)能。表1?近期投產(chǎn)和在建聚丙烯裝置建設(shè)地點(diǎn)產(chǎn)能（萬(wàn)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(kāi)工福建煉化40已開(kāi)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(tái)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在建東北大連、撫順等地136在建獨(dú)山子石化5

3、5改擴(kuò)建在已宣布的新增產(chǎn)能中，中石化253萬(wàn)噸/年，中石油135萬(wàn)噸/年，而且大多數(shù)項(xiàng)目的產(chǎn)能都在30萬(wàn)噸以上，達(dá)到世界級(jí)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(guò)巴賽爾公司，躍居全球榜首，中石油也將列位前五名之列，屆時(shí)中國(guó)將成為生產(chǎn)聚丙烯樹(shù)脂全球產(chǎn)能最大的國(guó)家。另?yè)?jù)報(bào)道，我國(guó)聚丙烯樹(shù)脂的產(chǎn)量1995年僅為107.35萬(wàn)噸，到2005年達(dá)到522.95萬(wàn)噸，平均年遞增38.7%，同期表觀消費(fèi)量也從212.92萬(wàn)噸增至823萬(wàn)噸，平均年遞增28.7%，成為全球聚丙烯消費(fèi)增長(zhǎng)最快的國(guó)家[2]。1???????聚丙烯基本知識(shí)1.1???樹(shù)脂與塑

4、料的定義和分類樹(shù)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(shù)脂、合成橡膠和合成纖維三大類，其中用于塑料的合成樹(shù)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(shù)脂為主要成分，添加有適量的填料、助劑、顏料，而且在加工過(guò)程中能流動(dòng)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

5、。通用塑料（GeneralPlastics）：指產(chǎn)量大、用途廣、成型加工性能好、價(jià)格相對(duì)便宜的塑料。以五大通用樹(shù)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

6、上的工程塑料，如聚砜（PSF）、聚苯硫醚（PPS）、聚酰亞胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）等。1.2???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(guò)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(méi)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(wú)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、

7、δ和擬六方五種，最常見(jiàn)的是α晶態(tài)，屬單斜晶系。α晶態(tài)在138℃左右形成，其熔點(diǎn)為180℃。擬六方態(tài)也叫次晶結(jié)構(gòu)，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(shí)，就會(huì)生成擬六方態(tài)晶體，此時(shí)PP的硬度和剛性減小，而沖擊強(qiáng)度和透明性提高。等規(guī)PP從熔融狀態(tài)逐漸冷卻時(shí)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(qiáng)度。在結(jié)晶型塑料中，結(jié)晶度對(duì)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)晶度可通過(guò)使用水—乙醇體系的密度梯度管測(cè)定其密

8、度來(lái)求得。注塑成型的PP結(jié)晶度一般為50~70%，改變成型條件和后處理?xiàng)l件，可以改變結(jié)晶度。結(jié)晶需要晶核，如果PP結(jié)晶時(shí)存在大量晶核，可