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。

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。

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。

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。

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。

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。

高抗冲高透明丙丁无规共聚聚丙烯PPR-MT20-S的开发

在单环管聚丙烯工艺装置上成功生产了丙丁无规共聚聚丙烯PPR-MT20-S,并研究了其性能。结果表明:PPR-MT20-S在雾度、光泽度、硬度方面均有较大优势,雾度稳定控制在12%以内,弯曲模量在1200 MPa以上,而且不含塑化剂、析出物少、紫外吸光度低,性能优于同类产品,更适用于食品、医疗等领域,较其他透明树脂拥有更广阔的市场前景。

无规共聚聚丙烯PPR管材专用料结构与性能研究

采用13C NMR、升温淋洗分级(TREF)、差热扫描量热法(DSC)、凝胶渗透色谱(GPC)等分析技术对无规共聚聚丙烯(PPR)管材专用料的结构与性能进行研究。结果表明,PPR管材专用料具有典型的无规共聚物序列结构,PPE和PEP含量高;乙烯较均匀地分布在共聚物链上,乙烯含量低的共聚物相对分子质量大,相对分子质量分布宽;结晶形态发生变化,形成α晶与γ晶的混合晶型,使聚合物的结晶度、结晶温度、结晶速率和熔点均降低。

无规共聚三型聚丙烯管（PPR）的应用

聚丙烯材料是一种优异的通用塑料，其机械强度高，接近工程塑料。在通常情况不溶于绝大多数溶剂，易于生产。三型聚丙烯（PPR）是以新型无规聚丙烯为原料，经挤出成型制作的塑料管材。

乙烯丙烯无规共聚聚丙烯改性的研究进展

乙烯丙烯无规共聚聚丙烯(PP-R)因具有均衡的力学性能及良好的综合性能,成为近年通用聚烯烃材料研究的热点。但PP-R仍存在高温热膨胀系数大、缺口冲击强度不够高等不足。通过聚合法或聚合后改性法可进一步改善这种材料的性能。针对PP-R改性方法———聚合法和聚合后改性法(包括共混、填充、成核剂改性)进行了综述;并结合以前的工作,对PP-R的应用及改性方向进行了展望。

溶剂梯度淋洗法表征无规共聚聚丙烯管材专用树脂

采用溶剂梯度淋洗法(SGEF)对无规共聚聚丙烯管材专用树脂(PPR)进行了结构分级,用凝胶渗透色谱仪及核磁共振波谱仪分析了级分试样的相对分子质量及乙烯含量,并对级分加和后的相对分子质量分布与未分级的原样进行了对比,探讨了SGEF方法的可行性。得到的数据在一定程度上可以定量地给出PPR中乙烯的分布情况。

无规共聚聚丙烯管材料结构及性能研究

针对两种无规共聚聚丙烯 (PPR)管材料RA13 0E和QPR0 1的结构与性能进行了研究 ,并结合QPR0 1的聚合生产 ,分析了聚合过程中影响PPR管材料性能的关键因素。实验结果表明 :RA13 0E和QPR0 1的微观结构相近 ,均具有熔融温度相对较低 ,球晶尺寸较小的特征 ,QPR0 1和RA13 0E具有相近的物理性能和良好的管材成型加工性能。

乙烯含量对透明无规共聚聚丙烯性能的影响

对国内市场已普遍认可的6种透明无规共聚聚丙烯的乙烯含量进行测试,确定了适合透明无规共聚聚丙烯的最佳乙烯含量。选择乙烯含量不同的无规共聚聚丙烯,考察乙烯含量对无规共聚聚丙烯力学性能、光学性能、溶出物含量的影响。结果表明:随着乙烯含量的增加,无规共聚聚丙烯的分子结构混乱度增加,熔融焓、透明性、韧性提高,熔点降低。同时,无规共聚聚丙烯中的二甲苯可溶物、正己烷提取物含量提高。