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。

高熔体流动速率抗冲共聚聚丙烯的结构与性能研究

为提升高熔融抗冲共聚聚丙烯(IPC⁃J)的刚韧平衡性能,结合抗冲共聚聚丙烯(IPC⁃H)工艺,将IPC⁃J的乙烯含量和乙丙橡胶(EPR)中乙烯含量提高到了12.4%(质量分数,下同)和54%。对IPC⁃J、IPC⁃H、IPC⁃1和IPC⁃2等分别进行了分子链段结构和聚集态表征,结果显示,对比IPC⁃H的微观结构,IPC⁃J的EPR含量从19.4%增至22.8%,重均分子量(Mw)从2.0×10^(5)g/mol减至1.9×10^(5)g/mol,特性黏度(IV)从1.80 dL/g增到1.86 dL/g,分子量分布指数(MWD)从8.9增至10.7,EPR的最大分子量从1.1×10^(6)g/mol增至1.2×10^(6)g/mol;更多的、相对较长的长乙烯结晶链段有助于改善分散颗粒粒径,占比最大的粒径范围从0.3~0.6μm升至0.6~0.9μm;常温和低温冲击强度分别提升至11.0 kJ/m^(2)和5.7 kJ/m^(2)。以300 kt/年聚丙烯生产工艺为基础,在不改变齐格勒⁃纳塔(DQ)型催化剂体系的条件下,通过提高乙烯含量和EPR中乙烯含量实现了高熔融抗冲聚丙烯性能最大优化。

乙烯-丙烯-丁烯三元共聚聚丙烯研究进展

乙烯-丙烯-丁烯三元共聚聚丙烯(简称三元共聚聚丙烯)具有较低的起始热封温度和良好的透明性,通常被用作包装薄膜材料,产品附加值高,但它的生产难度大,技术壁垒高。综述了三元共聚聚丙烯的合成、结构与性能方面的研究进展,介绍了三元共聚的催化剂和聚合工艺,讨论三元共聚聚丙烯的组成和链结构对最终产品性能以及它的起始热封温度和可溶物含量这些关键性能参数的影响,并对三元共聚聚丙烯的研究和开发方向进行了展望。

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。

等规聚丙烯与共聚聚丙烯共混体系的结晶和熔融行为及性能

将等规聚丙烯与丙烯-乙烯-1-丁烯三元无规共聚聚丙烯(RCPP)熔融共混,制备了不同比例的共混物,研究了共混物在程序升降温及淬冷条件下的结晶和熔融行为以及淬冷试样的力学性能。DSC测试结果表明,共混物的熔融温度、结晶温度等参数以及熔融再结晶行为均随共混物的组成及升降温条件的变化而改变;WAXD测试结果表明,聚丙烯试样的晶体类型不受共混影响,均为α-晶型,共混物的结晶度随RCPP含量的增大而减小;拉伸测试结果表明,共混物的杨氏模量及屈服强度整体上随RCPP含量的增大而减小,并受晶体微观结构的影响。讨论了结晶和熔融行为反映的结构与性能的关系。

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。

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。

Unipol聚丙烯工艺抗冲共聚聚丙烯生产应用研究

介绍了Unipol气相流化床聚丙烯抗冲共聚聚丙烯生产情况,针对抗冲聚丙烯生产过程中物料单耗高、运行周期短、产品质量性能低等问题,在原有工艺操作的基础上对局部工艺流程及操作进行优化。实践表明,通过对第二反应器初始氮气压力、床重、乙烯加注速率控制,优化出料(PDS)系统控制,丙烯、乙烯物料损耗由1.007 t/tPP降低至1.003 t/tPP。新增给电子体注入装置可有效避免转移系统(IRTS)出料管线堵塞,结合工艺操作优化可增加运行周期。均聚物的本征黏度和橡胶分数的函数(β/α)、橡胶相含量(F_(C))指标协同控制可提高产品简支梁缺口冲击强度。添加成核剂能够有效提升产品性能。

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。

三元共聚聚丙烯流延膜工艺的确认和优化

探讨了流延工艺参数对三元共聚聚丙烯产品TF1007雾度的影响,采用正交试验对流延参数进行了分析,确认和优化了降低雾度的流延参数。试验确定了降低三元共聚聚丙烯雾度的最优流延条件为:熔体温度240℃,螺杆转速为20 rpm/min,冷却风量为40%,已在生产中应用,效果良好。

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。

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。

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。

抗冲共聚聚丙烯的结晶与相形态

用POM、DSC、WAXD、DMA、AFM对两种乙烯含量、相对分子量及其分布、橡胶相含量几乎完全相同的、韧性差异很大的抗冲共聚聚丙烯(IPC)的结晶、相形态进行了研究.实验结果表明,两者的结晶形态、结晶行为相似.相比IPC-B,IPC-A中分散相和基体的相容性较好.IPC基体、分散相的组成分析发现,分散相的外层为软的乙丙无规共聚物(EPR),内部为硬的聚乙烯(PE)晶区,构成一种复杂的包藏结构.IPC的增韧效果主要来自于相形态和分散状况的贡献.提出了IPC的相结构模型,以描述IPC多相体系的相结构及两种IPC中E-b-P的作用与差异.

抗冲共聚聚丙烯的组成、链结构及相形态研究进展

综述了抗冲共聚聚丙烯的生产工艺及其组成、链结构及相形态的研究进展,重点介绍了分级的方法、链结构和相形态的表征手段。

抗冲共聚聚丙烯结构与性能

采用IR,GPC,SEM,DSC,DMA,拉伸和冲击实验机等对环管法制得的具有不同乙烯含量的四种抗冲共聚聚丙烯的结构和性能进行了研究。DMA曲线显示四种样品都存在两个Tg转变峰,表明样品中存在EPR相和非晶PP相;随着乙烯含量的增加,Izod冲击强度(23℃,-20℃)增加,而屈服强度、杨氏模量、弯曲强度、弯曲模量、热变形温度、脆化温度和洛氏硬度减小;用SEM观察到四种样品的EPR比较细且均匀地分散在基体中,橡胶粒子的平均粒径范围在0.48μm^0.61μm之间;DSC测得的四种样品的结晶度、ΔHm、ΔHc随乙烯含量的增加而减小。

TREF在抗冲共聚聚丙烯研究中的应用

TREF技术是根据结晶性聚合物的结晶能力进行分级和表征的一项分析和制备技术,在聚烯烃非均匀性表征和窄组成分布样品的制备中有重要应用。文中主要介绍TREF技术的分级原理、装置以及在抗冲共聚聚丙烯研究中最新应用进展。

玻纤增强共聚聚丙烯高性能化的研究

利用韧性优良的共聚聚丙烯(PPR)作为增强基体,通过玻纤(GF)与PPR制备高性能PPR/GF复合材料,研究了流动改性剂、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和玻纤的含量以及挤出次数对PPR/GF复合材料结构与性能的影响。结果表明:自制的流动改性剂可大幅增加PPR/GF的熔体质量流动速率,流动性可适用于注塑工艺;PP-g-MAH增加了PPR基体与GF之间的界面相互作用,提高PP/GF复合材料的力学性能;随玻纤含量增加,PP/GF复合材料的拉伸强度和模量大幅增加,缺口冲击强度和断裂伸长率有所降低,但材料的韧性仍保持较高水平,所制备PPR/GF/PP-g-MAH共混材料的性能与ABS相当,可替代ABS工程塑料作为结构件使用;多次挤出加工会降低PPR/GF复合材料中玻纤的平均长度和材料的力学性能。