《聚丙烯工艺综述》PPT课件

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1、聚丙烯工艺技术综述2009年6月8日聚丙烯工艺技术综述聚合原理及产品用途聚丙烯发展历史市场与需求生产工艺介绍液相本体法环管法气相本体法InnoveneNovolenUnipolSpherizone国产化聚丙烯工艺技术的发展2聚丙烯（polypropylene，缩写为PP）是以丙烯为单体聚合而成的聚合物，是通用塑料中的一个重要品种，其结构式如下：[CH2CH]nCH3PP的热性能和机械性能的优异结合使其在很多领域如注塑、薄膜及纤维生产中得到广泛应用，它的通用性加上经济性使其应用在60年代和70年代初期得到了快速发展，很快成为最重要的热

2、塑性产品之一。聚合原理及产品用途3丙烯聚合反应的机理相当复杂，一般来说，多为人们接受的是阴离子配位聚合机理，可以分为四个基本反应步骤：活化反应形成活性中心、链引发、链增长及链终止。活化：助催化剂TEAL与载体催化剂表面的四氯化钛反应，将Ti4+还原为Ti3+，被还原的Ti即被活化，并形成了TEAL-TiCl4化合物，Ti作为聚合反应的活性中心。引发：丙烯分子插入活性中心开始形成大分子链。增长：丙烯分子在活性中心连续插入，聚合物链从催化剂颗粒表面开始增长，Ti-C键的插入可以有两种方式发生：聚合原理及产品用途4氢气存在下，上面两种大分

3、子链可以分别形成异丙基或正丁基端基。终止：链终止反应主要有以下三种方式：向单体链转移：向助催化剂转移：向氢气转移：这三个转移反应中，向氢气转移是最有效的链终止方式。因此，氢气用作聚合物分子量的控制剂。聚合原理及产品用途5由于聚丙烯主链上含有不对称碳原子，造成其叔碳上的甲基在空间有不同的排列方式。因而存在三种不同立体结构的聚丙烯，即等规（A），间规（B）和无规（C）三种结构，见下图。聚合原理及产品用途6等规聚丙烯具有较好的耐化学性，能耐80℃以下的酸、碱、盐液及许多有机溶剂，但遇到浓硫酸和发烟硝酸等强氧化剂会发生腐蚀。聚丙烯链上含

4、有结合的氢原子和叔碳原子，和氧反应引起链的断裂，聚合物变脆。这种行为在高温、光或机械应力下会加剧，常通过加入稳定剂的方式解决。聚合原理及产品用途7丙烯聚合的反应速度常用下式表示：Rp=kp[C*][M]丙烯的聚合速度与反应速度常数、活性中心浓度以及丙烯单体浓度成正比。聚合反应速度随时间先增加后衰减，最终达到稳态。聚丙烯的反应动力学受催化剂和聚合条件的影响，如催化剂的化学物理结构和活化剂的性能、催化剂和活化剂的比例及浓度、氢浓度、温度、搅拌速度等。催化剂体系的复杂性以及非均相特性使得准确分析动力学参数非常困难，对于不同类型的催化剂，

5、它们的反应速度常数有很大差别。聚合原理及产品用途8分子量和分子量分布聚丙烯的分子量常用粘度法测定，聚合物在溶液中的特性粘度[η]和粘均分子量Mv通过Mark-Houwink公式关联：[η]=KMv重均分子量Mw和数均分子量Mn定义如下：聚合物的多分散性决定了其分子量不可能是单一的，而是有一定的分布。因此就有各种不同的统计平均量。通常采用Mw/Mn的比值来表示分子量分布宽度。聚合原理及产品用途9聚合原理及产品用途10聚丙烯（PP）是一种通用的热塑性塑料，具有透明度高、无毒性、比重轻、易加工、抗冲击强度高、耐化学腐蚀、抗挠曲性、电绝

6、缘性好等优良性能，并易于通过共聚、共混、填充、增强等工艺措施进行改性，综合性能优良，价格合理，其应用领域不断扩大，广泛用于化工、化纤、建筑、轻工、家电、汽车、包装等诸多工业领域。在聚烯烃树脂中，成为仅次于聚乙烯、聚氯乙烯的第三大塑料，占有越来越重要的地位，我国聚丙烯的消费量增长也相当迅速，是近年来消费增长最快的通用树脂，预计未来将保持继续增长的势头，具有广阔的前景。聚合原理及产品用途11聚丙烯是重要的合成材料之一，用途广泛纤维聚合原理及产品用途12聚丙烯是重要的合成材料之一，用途广泛薄膜聚合原理及产品用途13聚丙烯是重要的合成材料之

7、一，用途广泛保险杠仪表板、防擦条聚合原理及产品用途14聚丙烯是重要的合成材料之一，用途广泛家用电器聚合原理及产品用途15聚丙烯之所以能在各种聚烯烃材料中成为发展最快的一种，关键在于催化剂技术的飞速发展。为了纪念发明聚乙烯、聚丙烯的两位科学家Ziegler和Natta，人们将合成聚丙烯的催化剂称为Ziegler/Natta催化剂。Ziegler/Natta催化剂是由主催化剂和助催化剂两部分组成：其中主催化剂是一种过渡金属的盐类（多数情况下是一种卤化物），而助催化剂是一种主族金属的烷基化物，也称为活化剂。催化剂发展历史聚丙烯发展历史16

8、对钛镁催化剂进行分析检测的结果可以发现，真正存在于催化剂中的各种组分均已失去了它们原来的检测特征，这表明这些组分已经形成了有较强结合力的新络合物。因此，聚合体系中实际存在的助催化剂是包含烷基铝、未转化的烷基铝与酯（或硅烷）的络合物和