高性能高分子材料体系自立自强发展战略研究

高性能高分子材料具有高强高模、高绝缘、耐腐蚀、耐辐照或绿色低碳等特点,是保障国家安全和国民经济发展的战略性材料之一,广泛应用于航空航天、电子电器、生物医疗等重要领域。本文系统梳理了高性能树脂及工程塑料、有机纤维、生物基树脂及可降解材料、特种橡胶及弹性体四大类高性能高分子材料中的重点品种,分析了国内外重点品种的发展现状和特点。研究发现,目前我国在高性能高分子材料方面已建立起比较完备的化工原料–合成–加工改性–制品应用上下游产业体系,但同时也存在关键原料保障不足、产品应用开发有待拓展等问题。在此基础上,从加强技术创新、推进关键原料保障、组建创新联合体等方面提出对策建议,以期为我国高性能高分子材料体系发展提供参考。

地质样品Sr-Pb柱分离的可行性研究

传统的Sr-Pb同位素分析一般需要Sr和Pb单独过柱,实验流程繁琐且费时。为优化实验流程、节约实验成本和提高实验效率,本文利用1 mL的Sr特效树脂分离柱探讨了Sr-Pb柱分离的可行性。实验结果表明,Sr-Pb柱分离法具有较低的化学全流程空白(Sr<0.3 ng和Pb<1 ng)和较高的Sr-Pb回收率(>90%),且能高效分离Rb和Sr,适合不同Rb/Sr值样品的高精度同位素组成分析。不同岩性的USGS岩石标样的Sr-Pb同位素组成在误差范围内均与推荐值一致,表明本实验方法稳定可靠。

聚氯乙烯专用树脂粉碎包装工序仪表防爆改造

聚氯乙烯专用树脂生产过程中,粉碎、包装工序的环境中存在非导电性可燃粉尘,易引发火灾爆炸事故。为保证生产安全,对控制电子器件和仪表进行了粉尘防爆改造,介绍了具体的改造方案。

水性丙烯酸树脂黏结剂的制备及其对特种含能纸基材料的增强性能研究

以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺和丙烯酸为单体,甲基丙烯酸缩水甘油酯及N,N'-亚甲基双丙烯酰胺作为功能单体,采用半连续乳液聚合法制备了水性丙烯酸树脂黏结剂。结果表明,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)添加量为11.2%时,乳液平均粒径为172.7 nm,黏度为14.9 mPa·s,并且在100℃下乳液性能保持稳定。接触角及力学性能测试表明,利用水性丙烯酸树脂黏结剂(GMA添加量11.2%)进行浆内施胶,特种含能纸基材料的应力由15.24 MPa增加至33.06 MPa,接触角由108.3°提高到113.3°。

特种工程塑料对环氧树脂的改性作用

研究了聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)、热塑性聚酰亚胺(TPI)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSF)、液晶高分子聚合物(LCP)和聚芳酯(PAR)等特种工程塑料对环氧树脂力学热学和电性能改性效果。具有刚性基元及活性基元的工程塑料在环氧固化过程中产生微分相,吸收应力作用下的能量,阻止微裂纹扩散,对环氧树脂力学性能(拉伸、压缩、冲击强度)有提升作用;耐热性优于环氧的特种工程塑料对提高环氧耐热性有益,在固化过程中与环氧树脂产生分子间作用力引起耐热性进一步提高;绝缘性更佳的工程塑料改性环氧后绝缘性能提高。分散性差的PSF聚集形成弱界面层,受力作用下首先破坏,主要力学性能稍有降低。LCP与PAR难以在环氧树脂中形成均一相,不能用于环氧树脂改性研究。

用特种树脂从硝酸体系含铀废水中除铀试验研究

针对某高浓度硝酸体系含铀废水,开展了2种特种树脂的深度除铀试验研究,考察了吸附平衡时间、吸附原液酸度对特种树脂吸附铀的影响,研究了特种树脂的深度除铀能力和树脂的动态吸附性能,测定了特种树脂的吸附平衡容量。研究表明:在静态吸附8 h、原酸度(约3 mol/L)条件下,特种树脂可将废中的铀质量浓度降至0.05 mg/L以下;在动态吸附接接触时间30 min、原酸度条件下,2种树脂的前2倍床层体积的吸附尾液中,铀质量浓度均在0.7 mg/L左右。但该类树脂在实际使用过程中易穿透,可考虑适当改变基团种类以增加树脂的动力学性能。

氯化聚乙烯专用HDPE树脂L5200的工业化开发及应用

通过对氯化聚乙烯专用高密度聚乙烯(HDPE)树脂市场产品研究、生产技术和下游用户需求调研,结合兰州石化淤浆法高密度聚乙烯装置实际,进行了氯化聚乙烯专用HDPE树脂L5200的工业化开发和加工应用。结果表明,氯化聚乙烯专用HDPE树脂L5200质量控制指标合理,生产方案可行,开发的L5200产品可实现在西北区域的产业化应用,促进兰州石化生产装置降本增效和地方企业扩大生产规模,具有明显的经济和社会效益。

2,4-D农药生产工艺及废水处理改造工程案例分析

通过对2,4-D生产工艺及废水处理工程的改造,采用一步缩合、低温酸化、空气吹扫烘干等工艺,生产效率大幅提高;采用酸析+特种树脂吸附+MVR蒸发的高盐含酚废水预处理工艺,有效去除废水全盐量、COD、挥发酚等污染物,降低废水处理成本,污水处理站出水达到化工园区污水处理厂接管合同要求。

聚氯乙烯专用树脂干燥工序中喷雾干燥技术的应用研究

为控制聚氯乙烯(PVC)专用树脂干燥处理中的成品挥发,以某PVC专用树脂生产单位为例,对其干燥生产工序中的喷雾干燥技术应用展开设计研究。配备一台吸风装置,使喷雾干燥处理中的压力维持在1 950~1 970 Pa,根据PVC专用树脂的干燥处理需求,主动调节处理装置的热风进口温度、出口温度、进料速度与干燥处理风压等参数。设计PVC专用树脂离心雾化处理工艺,通过对装置运行的变频控制,实现对PVC专用树脂在干燥工序中黑色塑化块的处理。实例应用结果证明:此项技术可以实现对PVC专用树脂的干燥处理,同时,当干燥处理装置进口温度在160~170℃时,挥发物质量分数可以达到一个相对较低的水平。此种方式可以降低干燥处理中成品的挥发,提高处理后成品的质量。

提升聚氯乙烯专用树脂质量的措施

介绍了在聚氯乙烯专用树脂生产过程中,针对粉碎包装工序提高产品质量的改造措施,包括改造输送物料管线、改造下料装置、增加成品料仓3D料位计、优化DCS设计等。改造提升了树脂质量。

PE100级管材专用树脂的开发

介绍了PE100级管材专用树脂的开发历程及等级认证结果;研究了管材专用树脂的常规性能、加工性能及短期静液压强度。结果表明开发的2种管材专用树脂的应力置信下限值分别为10.261MPa和10.446MPa,达到PE100级,两者的加工性能均好。DGDB2480HBK的耐慢速裂纹增长性能超过500h,短期静液压强度达到GB15558.1—2003要求,可用于PE100级燃气管的生产。

管材专用高密度聚乙烯的研究进展

综述了国内高密度聚乙烯(HDPE)的生产装置及工艺。采用双峰聚合工艺使短支链更多地分布在高相对分子质量部分是HDPE管材从PE80级升至PE100级的主要原因。管材的耐环境应力开裂性能随HDPE相对分子质量减小而下降,提高短支链含量可提高管材的耐环境应力开裂性能。HDPE的相对分子质量越高,管材抗裂纹扩展性能越好,将短支链分布在高相对分子质量端可提高抗裂纹扩展性能。

BOPP薄膜专用树脂的研发与应用进展

综述了双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜的基本性能特点、应用领域、国内生产情况,以及国内外先进聚烯烃公司在BOPP薄膜专用树脂的牌号、结构特点和应用情况等方面的研发进展,并详细介绍了BOPP薄膜专用树脂的结构特点和基本参数(如熔体流动速率、等规指数、灰分、相对分子质量及其分布等)。建议国内BOPP薄膜专用树脂生产企业和薄膜加工企业应根据国内BOPP薄膜专用树脂的性能特点和实际消费需求,加强合作,开发产销适路的BOPP薄膜,逐步降低对进口专用树脂的依赖程度。

国外无规共聚聚丙烯专用料组成和结构的分析

利用傅里叶变换红外光谱、碳核磁共振光谱、示差扫描量热(DSC)分析和熔体流动指数对国外4种工业化生产的无规共聚聚丙烯(PP-R)专用料(1#,2#,3#,4#)进行了组成和结构分析。分析结果表明,PP-R专用料是由丙烯和乙烯无规共聚而成,在无规共聚物中不存在乙烯结晶。通过比较可知,4种PP-R专用料有相似的乙烯含量、结晶熔融温度和熔体流动指数,但从DSC恒温结晶分级实验观察到,4#专用料表现为大而宽的熔融峰,表明乙烯在聚丙烯主链上的分布是较均一的。同时乙烯的含量以及乙烯插入丙烯链中相连点的数目是控制PP-R专用料质量的关键。该结果可为提高国内PP-R专用料的质量提供参考。

PP-R管材专用料的研制

介绍了无规共聚聚丙烯(PP-R)0108的研究背景、结构表征、性能测试及加工应用。具有高分子量的PP-R 0108管材专用料已通过8 760 h长期热稳定性试验,适合生产冷、热水给水管及高低温暖气连接管等产品。

PE100级管材专用树脂的组成与流变性能

采用高温凝胶色谱仪、升温淋洗分级仪和旋转流变仪,研究了PE100级管材专用树脂的相对分子质量及其分布、化学组成及其对耐环境应力开裂性和加工性能的影响。结果表明：PE100级管材专用树脂的重均分子量约为20.0×10^4,相对分子质量分布约为18.0;组成按淋洗温度可分为3个组分（25-40,40-96,96-110℃）;双峰PE100级管材树脂的零切黏度约为5.00×10^5 Pa·s,而单峰PE100级管材树脂约为1.00×10^6 Pa·s。

异型瓶专用树脂HDPE 5500B的研制

确定高密度聚乙烯(HDPE)5500B的生产工艺条件和物性指标,并进行了生产和标定。所制HDPE的熔体流动速率为0.60～0.80g/10 min,密度为0.9520～0.9580g/cm^3,拉伸断裂标称应变大于600%,灰分为0.003%～0.010%,耐环境应力开裂时间大于25h,拉伸屈服应力大于25MPa,正已烷提取物、干燥失重、灼烧残渣分别为2.3,0.4,1.8mg/g,产品力学性能和卫生性能均达到设计指标要求,制品满足用户特殊需求。

LLDPE透明农用地膜专用树脂的生产

在不改变装置聚合工艺条件下,添加自行研制的透明线型低密度聚乙烯专用复合助剂,工业化生产了线型低密度聚乙烯透明农用地膜专用树脂DFDA9042。DFDA9042的薄膜雾度小于12％,拉伸强度、断裂伸长率符合设计要求。在用户加工应用中,分别生产了4,8,12μm的农用地膜,薄膜的力学性能完全满足国家标准要求。

过氧化物交联HDPE管材专用树脂的研究

制备了一种适合生产过氧化物交联管材的高密度聚乙烯(HDPE)树脂的催化剂A。其活性大于700 kg/g,是进口催化剂THB的10倍;用催化剂A在实验室制备的HDPE PEX0803与进口树脂的性能接近;在PEX0803配方和工艺条件的基础上工业化生产了HDPE J0253P,其过氧化物交联聚乙烯管材的内外表面光滑、平整、洁净,静液压试验未破裂、渗漏,满足用户要求。

BOPP烟膜专用树脂的工业化生产

工业化生产了双向拉伸聚丙烯烟膜专用树脂F280T,采用凝胶渗透色谱仪和差示扫描量热仪等研究了产品的相对分子质量及其分布、熔点及物理和光学性能,并与国内外同类树脂进行了对比。结果表明:F280T的物性指标接近或优于对比试样;相对分子质量分布介于2个对比样之间,与进口试样更接近;熔点与进口试样相当,均为无规共聚产品;光学性能与进口试样相近。