聚丙烯生產工藝和應用新進展的探討

李曉亮

摘要：聚丙烯是一種由丙烯聚合反應生成的熱塑性塑料，同時它具有較高的耐沖擊性，機械性質強韌，抗多種有機溶劑和酸堿腐蝕，在工業界有廣泛的應用，是一種常見的高分子材料。本文綜述了近年來國內外聚丙烯生產的工藝技術，同時針對國內目前聚丙烯生產及應用的現狀給出了合理化建議。

關鍵詞：聚丙烯 生產 工藝 聚丙烯 應用

聚丙烯（Polypropylene，簡稱 PP）作為五大通用塑料之一，是一種無毒、無臭、無味的乳白色高結晶聚合物，在工業界有廣泛的應用，是一種常見的高分子材料。在家電行業、汽車制造業、醫藥行業、食品包裝行業中常常用到聚丙烯。由于其性能優良、工藝簡單、價格低廉，它的應用領域十分廣泛，因而近年來發展勢頭一直呈上升趨勢。本文筆者對其生產工藝以及應用發展進行了詳細分析，具體內容如下。

一、聚丙烯的生產工藝

隨著我國經濟的發展，一些生產技術也在不斷的進步，聚丙烯的工藝技術也在不斷的發展和進步， 目前聚丙烯生產主要采用氣相工藝和本體工藝，全球氣相工藝和本體環管工藝產量的快速增長對溶漿工藝的產品具有很大的沖擊性。

1、Basel]公司的三種工藝

第一，Spheripol二代工藝采用第四代催化劑體系，通過應用雙環管結構的聚合反應器即多區循環反應器（MICR）生產聚丙烯，據稱該技術是20年來在烯烴聚合技術上的最大突破。預聚合和聚合反應器的設計壓力等級提高，使新產品的性能更好，原有產品性能得以提高。 其工藝特點包括：（1）改進了聚合物的高壓和低壓脫氣、汽蒸/干燥系統和事故排放單元，提高了效率和操作靈活性。（2）可以生產寬分子量分布的“雙峰”產品，也可以生產窄分子量分布的產品。（3）預聚合和聚合反應的壓力等級提高，可以使環管反應器中的氫氣含量增高，擴大NIFR的范圍，改善產品的性能。（4）停留時間減少，更好地利用了反應體積。（5）可生產雙峰聚丙烯和高剛性、高結晶性、高凈度的雙峰產品

第二，Spherizone是一種以氣相和金屬催化劑生產聚丙烯的工藝，它的特點是在一個多區的循環反應過程中制備雙峰的聚丙烯樹脂，在這個反應中有兩個反應，它們具有不相同的反應條件，也就是不同的溫度、氫氣還有單體的濃度，隨著不斷的增大，聚丙烯的粒子在反應的過程中也在不斷的循環增加，使得聚合的物質也在不斷的增加，同過去的一些傳統的聚丙烯生產工藝相比較，Spherizone的工藝生產的特點更具有良好的質子分布和性能。

第三，Borstar 生產工藝，傳統的聚丙烯工藝在丙烯的臨界點以下進行聚合反應，為防止輕組分（如氫氣、乙烯）和惰性組分生成氣泡，聚合溫度控制在 7O℃～8O℃。Borstar 聚丙烯工藝的環管反應器則可在高溫（85℃～95℃）或超過丙烯超臨界點的條件下操作，聚合溫度和壓力都很高，能夠防止氣泡的形成。其主要特點為：（1）采用更高活性的 MgC12載體催化劑。（2）采用環管反應器和氣相流化床反應器組合工藝路線，可以靈活地控制產品的相對分子質量分布（MWD）、等規指數和共聚單體含量。（3）由于環管反應器在超臨界條件下操作，可以加入的氫氣濃度幾乎沒有限制，氣相反應器也適宜高氫氣濃度的操作。（4）能夠生產分子量分布很窄的單峰產品，也能生產分子量分布寬的雙峰產品；（5）由于聚合溫度較高，生產的聚合物有更高的結晶度和等規指數，二甲苯可溶物很低，約為 l%（質量分數）。

二、聚丙烯的應用進展

1、聚丙烯薄膜的應用

包裝業中PP的應用，薄膜用料我國雙向拉伸聚丙烯

2、汽車專用的聚丙烯

在汽車行業的發展中，最離不開的就是聚丙烯，而聚丙烯就是能夠代表汽車塑化的一個基本的進程。聚丙烯在汽車的行業中有較強的競爭實力，其模量和耐熱性是比較低的，并且其沖擊的強度也是比較低的，所以不能夠直接的使用其配件，最好都改用聚丙烯的產品，提高其耐熱性和沖擊能力。

3、家電制造也中的PP的應用

洗衣機生產是家電產品中PP用量較集中的行業之一，洗衣機的內桶、蓋板、底座、渦輪均由PP制得。這類專用樹脂要求沖擊強度高、表面抗劃性能和熔體流動性好的多相共聚產品。

4、管材用聚丙烯

早期，PP 管材主要用作農用輸水管，但是由于早期產品性能還存在一些問題（抗沖擊強度、耐老化性能較差），市場未能打開。隨著上海塑料建材廠首家引進國外先進技術，采用進口 PP-R 料生產的輸送冷、熱水用的管材得到市場認可后，目前已有不少廠家建設 PP-R 管材生產線，價格也由投產初期的 2 萬～3 萬元/t 不斷回落，但 PP-R 管材在塑料管材市場上的占有率仍然很低。

三、聚丙烯發展展望

隨著我國聚丙烯消費需求的快速增長，國內聚丙烯生產無法滿足這種需求，仍有部分需要進口。這使得我國聚丙烯工業生產裝置規模偏小、生產成本較高、工藝技術單一、產品牌號較少、高檔次產品比例低等問題變得尤為突出。針對以上問題，對我國聚丙烯工藝的發展提出以下4點建議：（1）國內新建聚丙烯項目在進行技術選擇時應與專利商進行充分的溝通，以選擇最適合自身實際情況和需求的技術；（2）聚丙烯裝置規模化、大型化是未來發展方向，應對現有小裝置進行擴能改造，提高產量；（3）多元化引進氣相法聚丙烯工藝，以彌補我國聚丙烯品種單一的不足；（4）加快氣相法聚丙烯工藝新技術的引進，應加大創新力度，進行國產化攻關。

結語：

預計今后我國對聚丙烯需求量的增長速度會高于國民經濟的增長速度，但是，目前我國聚丙烯（PP）工業技術水平及生產能力與國外相比還存在一定的差距，市場競爭力差，因此我國聚丙烯工業仍需努力發展，要在過去的生產工藝基礎上研發新工藝，提高技術水平及生產能力。

參考文獻：

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