无规共聚透明聚丙烯的研发

研究了不同成核剂种类和用量对无规共聚聚丙烯(PP)RP210M透明性的影响。通过优化复合助剂配方,成功工业化生产了无规共聚透明PP产品(PP-E800),综合性能好于对标产品。

热泵辅助无规填料表面蒸发装置浓缩热敏料液性能研究

目的:设计一种低能耗、可在常压下低温浓缩热敏料液的表面蒸发浓缩装置。方法:建立装置的基本方程,分析体积蒸发通量和节能倍率随料液流量、料液温度、吹扫气流量、吹扫气温度的变化规律,制作试验台并通过试验得出一组最佳性能参数。结果:当料液流量为0.02 kg/s时,装置具有最高的节能倍率和较高的体积蒸发通量;当料液温度从30℃增加到50℃时,体积蒸发通量增加了224.68%,但节能倍率降低了12.42%;当吹扫气流量从0.004 kg/s增加到0.006 kg/s时,体积蒸发通量增加了23.45%,但节能倍率降低了7.74%;当吹扫气温度从10℃增加到30℃时,体积蒸发通量减少了22.92%,但节能倍率升高了37.49%;以糖度为15°Brix的橙汁进行测试,当料液温度为38℃、吹扫气温度为26℃时,装置的体积蒸发通量可达219 kg/(m 3·h),节能倍率可达3.3。结论:热泵辅助无规填料表面蒸发装置浓缩热敏料液时具有常压下低温浓缩、能耗低等特点。

无规共聚聚丙烯研究进展

综述了用于生产无规共聚聚丙烯的Ziegler-Natta催化剂和茂金属催化剂的性能及由两种催化剂制备的无规共聚聚丙烯的特点,并总结了近年来关于乙烯-丙烯无规共聚物、丙烯-1-丁烯无规共聚物和其他几种典型的无规共聚聚丙烯产品的聚合机理、聚合工艺及共聚物物理性能的研究进展。

不同维度碳系材料填充无规共聚聚丙烯的流变行为

采用熔融共混法分别制备了不同组分含量的多壁碳纳米管(MWCNTs)、少层石墨烯(FLG)和炭黑(CB)填充无规共聚聚丙烯(PPR)纳米复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、毛细管流变仪、旋转流变仪等方法研究了不同聚丙烯复合材料的外观形貌及流变性能。结果表明,填料的添加量和形貌都会影响其黏弹性和内部结构,其中MWCNTs的加入对PPR复合材料的黏弹性改变明显强于CB与FLG。在相同含量下,只有PPR/MWCNTs体系出现了拉伸硬化、黏弹逾渗、剪切变稀程度增加等特殊流变现象,这是高长径比MWCNTs的自身缠结及与基体间的缠结网络结构造成的。

无规共聚聚丙烯管材料的微观结构研究

研究了四种无规共聚聚丙烯(PPR)管材料的熔融结晶性能、非等温结晶行为、等规聚丙烯链段分布、结晶形貌,确认了α晶型与γ晶型的存在。结果表明:PPR-1的乙烯含量为4.2wt%,分子量分布(Mw/Mn)为最宽,γ晶型含量为57.6wt%,含有成核剂,结晶较为细密;PPR-2的乙烯含量为3.9wt%,重均分子量(Mw)为最高,γ晶型含量为47.9wt%,含有成核剂,结晶最为细密;PPR-3的乙烯含量为3.6wt%,长等规聚丙烯链段含量最高,γ晶型含量为14.7wt%,不含成核剂;PPR-4的乙烯含量为4.0wt%,γ晶型含量为16.7wt%,不含成核剂。它们具有相近的力学性能;聚丙烯工艺路线、乙烯含量和成核剂等是造成微观结构差异的关键因素。

无规共聚型聚小分子受体聚合物的发展和应用

有机太阳能电池(OSCs)对实现低碳经济的发展具有重要意义。因其具有质轻、制备柔性、便携式设备等独特优势,具有巨大的商业开发价值。全聚合物太阳能电池(All-PSCs)凭借良好的光热稳定性及机械性能,被认为更有潜力应用于未来的柔性、可穿戴设备中。然而,目前的能量转换效率(PCE)相比基于小分子受体材料的光伏器件还相对较低,其中一个最重要的原因是缺乏高效的聚合物受体。本文首先将对发展节点以及目前应用高效率All-PSCs中的受体聚合物的研究进展进行简要介绍,随后将重点对其中通过无规共聚策略合成的聚小分子受体聚合物的优势与发展进行综述并对未来聚小分子受体聚合物的发展进行展望。

无规共聚聚丙烯的非等温结晶动力学研究

研究了无规共聚聚丙烯(PPR)在不同降温速率下的非等温结晶行为,采用Jeziorny法、Ozawa法和莫志深法等模型分析了PPR的非等温结晶动力学。模拟结果表明,加入α成核剂的PPR力学性能优异,具有更高的结晶温度和结晶度;Jeziorny法和莫志深法的分析结果表明,加入α成核剂的PPR表现出更快的结晶速率,且两种不同的α成核剂对PPR结晶性能的改善效果相近;利用Kissinger公式计算PPR的非等温结晶活化能的结果表明,α成核剂改性的PPR具有较高的非等温结晶活化能;加入α成核剂可使PPR形成更小的球晶。

无规抗冲共聚聚丙烯的非等温结晶动力学

在Spheripol工艺中试装置上制备了丙丁无规抗冲共聚聚丙烯(记作PP-1)和乙丙丁无规抗冲共聚聚丙烯(记作PP-2),对两种聚丙烯的非等温结晶行为进行了研究,针对无规抗冲共聚聚丙烯实际生产过程中的结晶特点,分别结合Caze法和Mo法提出的理论对非等温结晶动力学Ozawa模型进行了修正。结果表明:采用修正过的两种方法更加符合无规抗冲共聚聚丙烯实际生产过程中的非等温结晶行为。采用Caze法修正Ozawa模型后求出的PP-1和PP-2的Avrami指数分别为2.44,2.37,说明乙烯单体的引入并不会使PP-1的成核机理和生长方式发生改变。采用Mo法修正Ozawa模型后求出的动力学参数F(T)在同一相对结晶度下PP-1小于PP-2,表明在同一时间内PP-2要达到某一结晶度所需冷却速率更大;采用Kissinger法计算的PP-1和PP-2的结晶活化能分别为11.12,14.14 kJ/mol,进一步证实了上述结果。

无规律多分布水利全局调度系统设计

水利工程无规律多分布的特点导致调度过程无法准确获得节点反馈信息,调度流量难以满足用户要求,为此,文中设计一种无规律多分布水利全局调度系统。在TCP/IP协议下进行调度参数调节,引入采集器、通信器和UPS装置设计监控中心硬件,通过闸门监测器和水位监测器设计控制站和监测站硬件,选取Fusion-Server 2288H V5型号数据库服务器设置调度中心硬件。其次,建立非线性时间序列,确定无规律多分布模型的内部损失函数,计算损失函数松弛变量,构建全局调度模型。最后,通过调度模型确定调度系数,计算调度安全权重,确定安全等级,建立二维网格,得到反馈信息,实现水利全局调度。实验结果表明,无规律多分布水利全局调度系统能够精准地获得节点反馈信息,调度流量最大可以达到3340 m3/s,调度能力得到显著提高。

三元无规共聚聚丙烯的结晶行为及其对热封性能的影响

借助差示扫描量热法(DSC)、偏光显微镜(POM)、X射线衍射(XRD)等表征手段,分析了流延聚丙烯薄膜(CPP)热封层专用三元无规共聚聚丙烯的结晶行为。结果表明,三元共聚物的熔点低,结晶度低;对比不同的三元产品,进口产品新加坡TPCFL7632熔限宽,低熔点组分更多,同时具有少量的高熔点组分。连续自成核退火实验也表明FL7632具有较宽的等规度分布。三元PP中,α晶与γ晶共存,且较均聚PP,α晶体结构的内部分子排列较为松散,晶格存在膨胀现象。从结晶动力学结果来看,三元产品的生长维数(Avrami指数(n))n小于3,表明晶体的空间生长存在一定受限行为(表明晶体在三维空间的生长受到了一定的限制)。同时,FL7632结晶速度最快,这与其存在高熔点组分易成核有关。POM结果表明,FL7632的晶体形态为长条形晶体,这是由于其生成了大量的γ晶体,γ晶体的产生与FL7632分子链的无规度更高,等规链段长度短有关。FL7632独特的结晶行为与结晶形貌赋予了该产品优异的热封性能与力学性能。

透明成核剂对无规共聚聚丙烯性能的影响

为了满足市场需求,中韩(武汉)石油化工有限公司(简称“中韩石化”)在STPP装置开发了透明聚丙烯(PP)。研究了透明成核剂NA1及NA2对无规共聚PP性能的影响。结果表明,加入透明成核剂,无规共聚PP的透明性能、力学性能、耐热性能及结晶性能均得到改善。当透明成核剂含量在0.15%~0.2%时,NA1对无规共聚PP透明性能的改善作用优于NA2;当透明成核剂含量在0.25%时,NA2对无规共聚PP透明性能的改善作用优于NA1。此外,NA2对无规共聚PP的结晶性能及黄色指数的改善作用均优于NA1。

Innovene工艺丙烯-乙烯无规共聚物块料结构表征与结块原因剖析

利用GPC、升温淋洗组分分析、DSC、ICP-AES等方法对Innovene工艺装置生产的丙烯-乙烯无规共聚物块料及粉料进行了测试与表征。实验结果表明,与粉料相比,块料中丙烯组分含量高,而乙烯组分含量低;块料的分子量分布比粉料的宽,熔点总体上高于粉料,催化剂残留量低于粉料。块料内部的乙烯组分含量低于块料表面,熔点和结晶温度均比块料表面高,催化剂残留量比块料表面更低。实际生产工况中,块料主要产生在第Ⅱ反应器一区和二区搅拌桨叶周围。应尽可能减小第Ⅰ反应器出料树脂颗粒与第Ⅱ反应器一区丙烯/乙烯混合气之间的温差;或尽可能降低第Ⅱ反应器一区温度,使其接近第Ⅰ反应器出料树脂颗粒温度,从而缓解或防止结块。

不同α成核剂调控对无规共聚聚丙烯B4801的影响

研究了不同α成核剂NX8000K、HB3988、WNA-108、WNA-21、WBQ-88对无规共聚聚丙烯B4801的结晶性能、力学性能、透光率、雾度及熔融指数等的影响。结果表明,5种成核剂均有效促进了聚丙烯B4801的结晶过程,表现出良好的聚丙烯诱导结晶性,其中WNA-21的效果最好。5种成核剂均可以明显提升聚丙烯B4801的拉伸性能、弯曲性能、热变形温度,并且在较低质量分数(1500μg/g)时提升作用基本达到最大,对收缩率和流动性也有一定的提高,但对缺口冲击强度都有不同程度的降低,其中添加WNA-108下降尤为明显。除了WNA-108外,其余4种成核剂的引入均明显提高了聚丙烯的透明性。

环管工艺无规共聚聚丙烯管材专用树脂的性能研究

在中国石化第三代环管工艺聚丙烯装置上,成功开发了无规共聚聚丙烯管材专用树脂PPR-P00。选取市面主流的无规共聚聚丙烯管材专用树脂与PPR-P00,采用差式扫描量热仪(DSC)、凝胶色谱仪(GPC)、红外光谱仪、偏光显微镜、万能材料试验机等对其进行了表征分析对比。表征分析和市场推广结果表明:PPR-P00树脂有更多的高分子量及合理的分子量分布,低温抗冲击性能优异,兼具良好的加工性能和物理机械性能。

双亲性无规共聚物自组装磁性分子印迹纳米粒子四环素光子晶体传感器

以油酸包覆四氧化三铁纳米粒子(OA-Fe3O4)为磁性内核,双亲性无规共聚物P(St-co-VP)为乳化剂,四环素(TC)为模板分子,将光子晶体技术与分子印迹技术相结合,通过细乳液自组装一步法制备了磁性分子印迹纳米颗粒(MMINPs),并基于外界磁场组装构建了可进行裸眼可视化检测的光子晶体传感器。采用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)和热重曲线(TGA)对MMINPs粒子进行了表征。优化了TC-MMINPs的制备条件,考察了TC磁性分子印迹光子晶体传感器(TC-MMIPCs)的灵敏度、响应时间和选择性。结果显示,在TC质量浓度1.0×10^(-4)~1.0 g/L范围内,质量浓度的对数与反射波长呈线性关系,检出限(S/N=3)为1.0×10^(-4)g/L。该传感器响应速度较快,在30 s内即可完成响应,印迹因子为3.41。其响应具有特异性,对于与四环素结构相似的氯霉素的选择因子为5.92。该传感器已成功用于某品牌舒缓保湿喷雾中TC的分析。

DMS溶液法合成苯乙烯-马来酸酐无规共聚物

以环保型溶剂丁二酸二甲酯(DMS)为溶剂、苯乙烯(St)和马来酸酐(MAn)为共聚单体,采用溶液聚合法合成了苯乙烯/马来酸酐无规共聚物(R-SMA)。分析了溶剂浓度、单体摩尔比等反应条件对共聚物的影响,并且将其与传统常用溶剂丁酮进行对比。利用红外光谱(FTIR)表征R-SMA化学结构,采用凝胶气相色谱(GPC)测定其分子量及分子量分布,采用差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)分析了R-SMA的热性能。实验结果表明,在溶剂DMS质量分数为70%、St/MAn摩尔比为75/25、反应温度为120℃条件下,R-SMA收率为82.9%、数均分子量(Mn)为18111,分子量分布指数(PDI)为2.0。与丁酮作溶剂相比,当DMS作为溶剂时,产物的相对分子质量及马来酸酐含量较好,耐热性相近。

关于无规共聚聚丙烯β结晶来源的研究

为解决无规共聚聚丙烯管材产品出现的波流痕或印渍之类的现象,采用差示扫描量热仪对产品进行扫描,并对β结晶的来源进行了分析。分析结果表明:无规共聚聚丙烯生产工艺复杂,在无规共聚聚丙烯中添加β成核剂可产生β结晶;在一定压力及温度条件下,无规共聚聚丙烯也可能产生β结晶。

着色母料对无规共聚聚丙烯结晶行为与力学性能的影响

采用差示扫描量热(DSC)和X射线衍射法(XRD)、力学性能测试等研究了三种着色母料对无规共聚聚丙烯(PP-R)结晶行为与力学性能的影响。力学性能结果表明,1#、3#色母能大幅度提高PP-R材料的冲击强度和弯曲强度。DSC与XRD表明,1#、3#色母提高了PP-R的结晶温度,细化了PP-R晶粒,并诱导γ晶型产生。对色母进行成分分析发现,1#、3#色母载体为长支链结构的聚丙烯,长支链聚丙烯能起到异相成核剂的作用,影响聚丙烯结晶的成核与生长,甚至诱导形成γ晶。

新型无规共聚软纤维料的开发

介绍了聚丙烯软纤维料开发生产的意义和优势,通过前期的基础研究后,首先利用异构装置工业化生产出聚丙烯专用白油作为催化剂载体,再配合Spherizone工艺控制和添加剂配方的选择生产软纤维料,成功生产出新型产品后,对产品进行物性分析及后加工应用,结果说明软纤维料力学性能及加工应用情况较优于其他市场的产品,适用于加工市场上对布面要求柔软的卫生材料,提高了产品市场占有率。

无规共聚聚丙烯新产品3240R的开发

本文对市场上的通用无规共聚聚丙烯产品指标进行分析,结合下游客户的实际应用需求,确定了无规共聚聚丙烯3240R的关键性能指标,进行生产工艺调整和助剂配方优化后,在某公司60万t·a^(-1)聚丙烯装置上成功生产了无规共聚聚丙烯3240R产品。测试了产品的基本物理性能,产品的熔体流动速率为13.8~15.4g·(10min)^(-1),冲击强度大于5.5k J·m^(-2),弯曲模量大于900MPa,雾度可控制在13%以内,负荷变形温度大于85℃,各项性能均达到指标要求。产品具有很好的透明性和韧性,特别是韧性明显优于同类产品,其他性能可满足制品加工的要求。