透明聚丙烯的研制

陈竹蓉,等:透明聚丙烯的研制透明聚丙烯的研制陈竹蓉魏晓峰(中国石化荆门分公可石油化工研究院荆4800)(中国石化荆门分公司化工厂,荆门48039)摘要以灼聚聚丙烯(P)为基体树脂探索了不同牌号的P、不同类型的成核剂和其它助剂等对透明PP性能彩响,以及加工成型工艺参教对透明P性能的影响。结果明,选用T30S型连续均聚PP作透明P的基体树脂,添加复配后的成核剂,可生产出综合性能优异的透明PP。关键词均聚聚丙烯成核剂助剂透明聚两烯中国石化荆门分公司化工厂现有两套聚丙烯滑石粉:广州源丰塑料助剂公司;装置,实际生产的品种主要有T30S、T36F抗氧剂:宁波金海雅宝公司V30G、H30S等牌号。将现有的PP粒料进行改性其它助剂:市售生产具有特殊用途的PP专用料,是提高P档次、1.2主要仪器设备丰富PP品种增加经济效益的有效途径。双螺杆挤出机:T-35型,南京科亚公司;据文献报道,透明PP的开发比较活跃,因透明高速混合机:SHR-100A型,张家港华丰机械PP具有优良的透明性、光泽度、较高的热变形温度有限公司而成为典型的透明材料,可以部分替代聚氯乙烯、聚注塑机:S-100GN-5A型,日本东芝机械公苯乙烯、聚酯等透明塑料。透明PP主要用于制作司;透明塑料制品,被广泛应用于微波用具包装材料浊度计:300A型,日本电色工业株式会社;医疗器械、T艺品、玩具、文具及工业零部件等领光泽计:VG-2000型,日本电色工业株式会域目前,生产透明PP树脂的方法有3种:一是在维卡软化点/热变形温度测试仪:6911型,意大PP中添加透明改性剂。透明改性剂也是成核剂,在利 CEAST公司PP中加入0.1%~0.4%能使PP的透明性、热变形熔体流动速率(MFR)仪:6941型,意大利温度、表面光泽度和刚度提高。其开发周期短、产品 CEAST公司;性能好、生产稳定,是目前透明PP的主要生产方悬臂梁冲击试验机:zJU-275型,承德试验机法。二是在PP生产过程中直接制备高透明PP产总厂;品——无规共聚PP,其透光率可超过94%,基本上万能试验机:4465型,英国 Instron公司。接近聚苯乙烯的透明性,是理想的方法。三是采用1.3生产工艺流程茂金属催化剂生产透明PP产品。目前,国外一些透明PP生产工艺流程见图1。企业正在开发高透明茂金属Pp3。笔者采用第一种方法,探索了不同类型成核剂、-一费心拉切料不同牌号PP和其它助剂等对透明PP性能的影响透明PP以及加工成型工艺参数对透明PP性能的影响图1透明PP生产T艺流程图实验部分1.4试样制备原材料影响透明PP主要性能的工艺参数是挤出机各PP:间歇式小本体均聚PP,045粉料,等规度区段的温度设置与水冷温度,具体设置见表196%,中国石化荆门分公司化工厂;1挤出机备区殷的遥度PP:连续均聚PP,T30S(等规度大于97%)区三区三区四区五区19022023023020210136F(等规度97%)粉料,中国石化荆门分公司化工厂成核剂:A、B、C均为山梨醇缩醛类,市售中国煤化工CNMHG18工程塑料应用04年,第32卷第6期使用注塑机将透明PP粒料制成212mmx12.7由不同牌号PP试制的透明PP的雾度冲击强度和mm×3.2mm、127mm×12.7mm×3.2mm的试样热变形温度等指标均不同,其中由T30sP试制的和50mm×50mm×0.1mm、的薄片试样。透明PP的雾度及冲击强度较好1.5性能测试衰3不同牌号PP试制的透明PP的性能MFR按GB/T3682-2000测试配方号雾度热变形温冲击强度度/℃透光率和雾度按GB/T2410-1980测试;小本体P!045)19108.4热变形温度按Q/JSHJ0800·78-2000测试;连续P!30s)122.649.2弯曲弹性模量按 Q/JSH JO800·76-2000测连续P(T36F)20°试由表3还可以看出,由T30SPP粉料试制的透拉伸屈服强度按GB/T1040-1992测试明PP透明性最好,由T36F型粉料试制的透明PP悬臂梁冲击强度按GBT1843-1989测试热变形温度最高。其原因是小本体PP和连续PP结果与讨论由于合成及生产工艺的不同,使均聚PP的等规度2.1透明PP的性能检测结果灰分及卤素含量、金属离子含量都不相同,等规度决以不同牌号PP、不同类型成核剂及其它助剂设定了P2呈透明性的潜力,在使用相同成核剂时,等计不同配方生产透明PP性能测试结果见表2。由规度高的T30sPP比等规度低的(T36F045)PP更表2可以看出用12配方试制的透明PP的雾度及易得到高透明度的透明P;由T36FP粉料试制的悬臂梁冲击强度较好。透明PP的结晶度可能高一些,所以热变形温度高。2透明PP的性能检谢结果2.3不同类型成核剂对透明PP性能的影响般认为PP结晶成为球晶,在通常条件下结(0m)度量赃度m度门m晶缓慢、球晶粗大球品的直径约为100m,远大于可见光波长(390~760mm),当可见光通过时,必然会引起光的散射,透明性较差。这种散射的强度与5.012101球晶的尺寸有关,随着球晶尺寸的减小,透明性会提高。当体系内加入了成核剂时,晶核数目大量增加可使球晶微细化,甚至不形成球晶,结晶度也提高可见光通过时可基本不发生散射,因而得到高透明PP,并且其刚性得到增强3。以T0SPP为基体,在其它工艺条件相同的情况下,考察了不同类型成02y核剂对透明PP性能的影响,结果见表4。表4不同类型成核剂对透明PP性能的影响35108.61963.8成核剂「雾度/%热变形温度/℃冲击强度刀·m气味3°219180938.74"823.010193738.943.1成核剂A7.4106.1无有无成核剂C3.2109.017°120.14.99.51535.342由表4可知,加入不同的成核剂时PP的耐热844.1109.2189018.3292性、力学性能和透明度的改善效果不同。3种成核19°4532891084179观剂都能有效地提高PP的热变形温度,但成核剂B、C8.634.4更有效地提高了PP的冲击强度,而且能改进透明2.2不同牌号PP对透明PP性能的影响性且产品无气味;而用成核剂A试制的透明PP气在摸索的较佳配方(12)基础上试制透明P,味较大。所以选择成核剂B、C较好。由于成核剂并在同样试验条件下,分别采用间歇式小本体均聚B的成本较低,因此确定采用成核剂PP(045)、海蒙特环管连续均聚PP(T30S、T36F)为2中国煤化工的影响基体树脂进行试验结果见表3。由表3可以看出CNMHG(不加其它助剂)陈竹蓉,等:透明聚丙烯的研割在操作工艺条件相同的情况下考察成核剂B用量对P透明性有影响随着加工温度的升高有利于对PP雾度和热变形温度的影响结果见表5。透明PP的透明性的改善。因此,在条件允许的情表5成核剂B用量对PP雾度和热变形温廑的影响况下应尽可能采用高温加L。成核剂B用量%雾度热变形温度/℃衰7加工湿度对P透明性的影响5.7上二区三区四区五民六区l10.112.51902202402402302102.6由表5可知,随着成核剂B用量的增加雾度2.8试制抗透明PP的性能比较先变小后变大,热变形温度一直上升。这是因为成按以上试验确定的透明PP的配方及加工条核剂B用量低于0.25%时,成核中心明显不足,透件,用成核剂B、C进行两批透明P试制并比较其明度增加不够;用量超过0.25%时虽然结品细化性能,其中含成核剂B的配方号为21°、22,含成核和规整使透明度增加但同时造成晶相增加又使得剂C的配方号为23、24,而21、23和224分别透明度降低两者相抵消,使透明度反而有所降低。使用同一批次PP原料性能测试结果见表8。由表据文献显示,成核剂用量为0.25%时为雾度最小的8可知用成核剂C试制的透明P的透明性优于用拐点,此后雾度随着成核剂用量的增加而略微增大。成核剂B试制的透明性而透光率则次之因此,成核剂用量最好为0.25%·。综合雾度和热8试制批透明P测试结果变形温度两种因素,成核剂B用量选0.25%为宜。成核剂配方号雾度/%(1m)透光率/%2.5助剂的复配对透明PP性的影响采用T30PP粉料10kg、成核剂B用量为0.25%,在其它工艺条件相同的情况下,考察了不同3.9助剂的复配对透明PP透明性的影响。结果表明,2.9与国内同类产品比较滑石粉和其它助剂对透明性均有影响。通过加入由于透明PP专用料目前暂无国家标准,所以定配比的助剂,共混后进行熔化和再结晶过程可以只能把笔者生产的透明P与国内同类产品进行比在PP中形成非常细密的晶体网络,助剂的复配增较。生产透明PP的厂家有北京燕山石化公司、上强了成核剂的异相成核作用,使结晶速度大大加快海石化股份有限公司、扬子石化公司、兰州石化公球晶变小、晶粒数目增多,有效地破坏了抗氧剂所形司、洛阳石化公司、新疆独山子天利高新技术股份有成的带色高共轭酯,从而减少发色体的形成较好地限公司等。在测试标准一样时,笔者开发产品的雾解决了发黄问题,使PP的透明性大大提高匀。度、MFR、热变形温度和拉伸屈服强度指标已达到或2.6冷却拉伸水温对PP透明性的影响接近同类产品,其它的性能都优于我厂普通PP料。冷却拉伸的水温对PP透明性的影响见表6。表6冷却拉伸水温对PP透明性的影响3结论℃冷却水温度(1)通过添加成核剂制备透明PP是简单易行雾皮/%的方法。(2)选揮成核剂B、C,用量为0.25%时,热变形由表6可知,冷却水温的降低使P雾度降低。温度上升10℃左右雾度可达到国内同类透明PP因为降低冷却温度加快了冷却速度,熔体迅速结晶,的水平会使结晶度降低,结晶度越低透明性越好。另外(3)在连续均聚PP(T30S粉料)中加入成核剂却温度的降低,熔体迅速结晶,使结晶尺寸减小也B或C和适当的助剂复配可开发出高透明、高刚性、提高了透明性·。因此透明PP的生产要尽量在气耐高温的透明PP专用料。候较冷的季节进行。参考文獻2.7加工温度对PP透明性的影响1黎地凌泽济.透明聚丙烯现代塑料加工应用,1999,11(5):1加T温度对PP透明性的影响见表7。7“和12配方的组成基本相同。由表7可以看出,加工温度H中国煤化工及塑料,20018(4)CNMHG工程塑料应用2004年,第32卷,第6期3禹忠军,张玉澎,许振虎高透明案内烯的研究开发塑料包装5陶红,刘勇,成刚无规共聚透明聚丙烯的研制,合成树脂及塑料2001,11(2):294范海涛,赵幸,王德鑫等助剂L对案丙烯透明性的影响石化技6王玮徐卫兵聚丙烯成核剂的发展现状及应用现代塑料加T应术20029(3):154用,2002.14(3);52DEVELOPMENT OF TRANSPARENT POLYPROPYLENEChen ZhurongResearch Institute of Petrochemical Complex, Jingrnen Subremmpary, SINOPEC, Jingmen 448002, ChiWei XiaofengChemical Works of Jingmen Subcompany, SINOPEC, Jingmen 448039. China)ABSTRaCt The effect of various polypropylene, nucleating agent and other assistants on the properties of transparent polypropylene was investigated with homo-polypropylene as basic resin, and the effect of technology parameters on the properties duringprocessing period wus studied. The results showed that in case of choosing t30S as the basic resin and adding a compound system ofnucleating agent, transparent polypropylene with excellent property could be obtainedKEYWORDS homo-polypropylene, nucleating agent, assistant, transparent polypropylene曾长全球塑料市场需求增的高温型铝塑无规共聚聚丙烯(PPR)复合管材,近日通过2004年以来世界塑料市场出现需求增长的局面,其中行业有关部门产品检测,该产品可广泛应用于生活冷热水聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PC)及τ程塑料的市场表现将更散热器采暖、地板采暖、中史空调等领域是·种市场发展潜为抢眼。2004年全球P市场前景较为看好,美国PP市场力良好的新型管材。在2003年增长3%的基础上,2004年还将增长4%-5%,需据介绍,该复合管内层为交联聚乙烯专用料、外层为求的强劲增长将促使美国PP产能和需求处于平衡,装置开PR专用料、中间加强层为搭接焊合金铝管铝塑层之间采工率也将处于80%-90%的较高水平。P生产商已实现了用专用挤塑胶复合。连接方式采用同质热熔连结。产品具PP调价计划。同时有分析师指出,2004年美国市场P供应有线胀系数小、不渗氧、连接不缩径、压缩强度高、耐热性能有可能因装置的非计划停I而引起供需紧张局面。此外亚好耐冲击性强、密封性好等特点(存云洲对PP产品的强劲需求也在一定程度上刺激了PP价格的聚乙烯预制保温套管环保高效走强。2004年PVC市场需求将在2003年的基础上增加日前,齐鲁石化公司新推出的一种可以架空或者直理的4%,不过2004年全球新增PvC产能的计划和投资仍然很聚乙烯(P)预制保温套管,使我国的防腐保温技术更进一少,这使得2004~2005年全球PVC装置的开工率和利润将步提高。与传统的直埋式保温材料相比,这种新型PE预制进一步提高。(李勇)保温套管具有力学强度髙、密封性能好、耐腐蚀性强、热损环氧树脂复合材料可除噪音低、使用寿命长等特点华南理大学应用物理系研究出一种被称为“声学晶在石油化工、输水、供暖、工业制冷等领域,传统的防腐体”的环氧树脂复合材料,有望根治噪音,该项目最近取得新保温措施内层大多采用石棉或者聚氨酯等材料外层用石棉的进展,受到国际复合材料领域和噪音污染控制专家的高度布等进行防腐保温,保温效果不太理想,且污染环境。齐鲁石化开发的这种PE外套管以HDPE为原料,产品的直径、长据专家介绍,这种全新的材料是在环氧树脂的基体中周度等指标可以根据用户需求调节生产。施工中先将钢管套期性地排列了一些包有橡皮的微小铅球(即微共振单元),在P套管内中间注入聚氨酯泡沫,使之充分填满钢管与它能完全反射某一频段的声波。如果在“声学晶体”中引入PE套管之间的空隙使钢管、套管、保温层形成一个牢固的多种共振单元甚至可以屏蔽人类可感知的所有噪音整体达到防腐保温的效果。施工均在现场进行,过程快捷只有材料自身大小与噪音波长(1~10m)大致相等才而方便(常青)能产生屏蔽作用,因此传统的隔音材料都尽可能做得厚、重饮料瓶用吹塑级HDPE在中东上市软但作用十分有限,而由环氧树脂等复合而成的“声学晶前卡塔尔化工公司已经开始向中东市场供应牛奶体”厚度只要6cm就可以完全隔音。这种材料将首先应用饮料瓶用吹塑级高密度聚乙烯(HDPE)在杌场、公路、娛乐场所等噪音污染重火区。这一产品的开卡塔尔化工公司是卡塔尔与美国雪佛龙-非利浦斯2成功将给建筑、环保等行业带来革命性变革。(王雄伟)司共同投资兴建的合资企业。这种新推出的HDPE牌号为高温铝塑PPR复合管通过检测由中国航天科技集团长治清华永腾管业公司研制成功熔中国煤化工度刚性和拉伸强度(唐伟家CNMHG