聚丙烯技術現狀分析

楊學超（神華榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 719300）

聚丙烯技術現狀分析

楊學超（神華榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 719300）

聚丙烯主要是由丙烯通過一系列加工與聚合形成的熱塑性樹脂，當前國內外應用最廣泛的聚丙烯技術有本體工藝技術以及氣相法工藝技術，本文重點研究了聚丙烯生產工藝技術、改性技術。

聚丙烯技術；生產工藝；本體工藝技術；氣相法工藝技術

當前，在世界范圍內，聚丙烯是一項最重要的合成樹脂，其具有來源廣、密度小、易回收、質量輕、耐腐蝕、耐高溫、機械性能優越等多種優勢，因而聚丙烯也被廣泛應用于工業中，要想使其得到更廣泛的使用，開展聚丙烯技術研究具有十分現實的意義。

1 聚丙烯生產工藝概述

1.1 聚丙烯生產的本體工藝技術

1.1.1 Spheripol工藝技術

在聚丙烯生產工藝中，使用Spheripol工藝技術可以生產出全范圍的聚丙烯產品，像我們會使用到的抗沖共聚物、聚丙烯均聚物、三元共聚物、無規共聚物、多相抗沖共聚物、高性能合金以及烯烴類共聚物與丙烯反應形成的合金等產品。

Spheripol工藝技術在聚合工藝上，使用了氣相與液相組合的共同使用方式，進行均聚合反應與預聚合反應時，大部分情況都會使用到液相環管反應器，使相關物質在該反應器中產生一系列反應，從而得到最終的產品[1]。在液相環管反應器中使用Spheripol工藝技術具有以下幾方面特點：一是在單位體積內，其產品產率更高；二是由于反應器形狀特點，使得其單位體積下其傳熱的面積更大；三是物質流動速度更快，可以保證在該技術支持下，相關催化劑以及聚合物漿液可以得到更好的攪拌。

1.1.2 Hypol工藝技術

Hypol工藝技術在使用過程中不需要用到脫除無規物，也不需要脫除在生產聚丙烯過程中使用到的催化劑，使用Hypol工藝技術時，相關工作人員只要采用立體定向性高、收率高的催化劑即可[2]。通過對Hypol工藝技術使用情況的了解發現，該技術可以生產0.3～80的溶體流動速率物品，基于相關數據，抗沖共聚物中所含有的橡膠含量可以占比40%，而乙烯質量分數會達到25%。

筆者在研究Hypol工藝技術時還發現，Hypol工藝技術生產出的聚丙烯產品中所包含的氯含量以及灰份含量相對較低，但是其生產的產品用途相對廣泛，剛性以及產品規則性相對較強，同時，使用該技術也可以得到熔體指數相對較高的產品，因此在大部分汽車、工業零部件以及電子工業部件生產過程中，更多的使用了Hypol工藝技術。

1.2 聚丙烯生產的氣相法工藝技術

1.2.1 Unipol氣相法工藝技術

Unipol氣相法工藝技術是在1982年被殼牌公司以及UCC聯合開發出來的，該項工藝技術使用了氣相流化床反應器，同時使用了載體催化劑，該催化劑具有高效的特點，在實際操作過程中，該項反應工藝簡單，運作所需的費用以及投資金額相對較小，使用該項技術進行生產與加工時，產生的污染相對較小，同時該技術可以更好的控制在加工生產過程中使用的催化劑反應速率。

Unipol氣相法工藝技術具有使用經濟、靈活、安全、簡單的特點，由于使用該項技術會使用到效率較高的催化劑以及氣相流化床反應器，因此其工藝流程得到了良好的簡化，在運作過程中僅需要相對少量的設備。整個反應系統也可以根據產品的實際情況進行靈活的改變。

1.2.2 Novolen氣相法工藝技術

Novolen氣相法工藝技術多使用了氣相聚合的方式，該種技術與聚丙烯生產的本體工藝技術有著明顯的差別，這也是使用Novolen氣相法工藝技術得到的產品不需要進行進一步干燥、閃蒸處理的主要原因[3]。除此以外，使用Novolen氣相法工藝技術生產聚丙烯時，不需要進行干燥離心以及溶劑回收等操作。

使用Novolen氣相法工藝技術可以生產出抗沖共聚物、均聚物、無規共聚物以及超抗沖共聚物等類別中所包含的所有聚丙烯產品，使用該種方式進行均聚物產品制作時，產量可以得到明顯提高，有研究人員統計，其生產均聚物的產量可以提高30%左右。因此該項技術當前應用效果較好，未來主要向改進聚丙烯樹脂牌號以及簡化其生產工藝的方向發展。

1.2.3 BP Amoco氣相法工藝技術

BP Amoco氣相法工藝技術”即Innovene工藝，也就是目前的INEOS工藝。BP Amoco氣相法工藝技術是由BP Amoco公司發明的，使用該項技術時，相關人員不需要進行脫氯與脫灰處理，因此BP Amoco氣相法工藝技術具有軸向分散低以及徑向混合良好的特點，通常情況下，使用BP Amoco氣相法工藝技術生產時，只需要采用高效催化劑，并停留一個小時左右即可。

除上述特點外，BP Amoco氣相法工藝技術還具有氣鎖系統以及撤熱方式的特點，氣鎖系統可以使生產過程中使用的物料由第一反應器經過一系列的運輸傳送至第二反應器，同時在進行物料傳輸過程中氣體不會出現串流的特點，而該技術的撤熱方式為依靠液體丙烯氣化帶走熱量，與其他氣相法工藝技術相比，有著明顯的差異。

2 聚丙烯技術使用的催化劑

不論在使用哪一項聚丙烯生產技術時，都需要使用到催化劑，通過對聚丙烯技術的深入分析，發現當前使用的催化劑主要有以下幾種：一是茂金屬催化劑，該催化劑可以被適用于生產透明度相對較高的間規聚丙烯、強度相對較高的等規聚丙烯以及兩者共混物中；二是傳統的聚丙烯催化劑，像鉻催化劑以及齊格勒-納塔催化劑，這兩種傳統催化劑能夠提高聚丙烯等規度以及聚合物的結品性，可以更好的改進產品光學性能，因此傳統催化劑才可以處于不斷發展之中；三是非茂單活性中心催化劑，該種催化劑是近幾年被研制出的，使用該種催化劑有利于降低生產中使用催化劑的成本，且對聚丙烯生產效率有著較為積極的影響，除此以外該種催化劑還具有合成簡單的優勢，在聚丙烯技術中使用具有良好的發展前景。

目前市場和企業生產中應用最多的為第四代齊格勒-納塔催化劑，該催化劑體系由主催化劑、三乙基鋁助催化劑和硅烷外部改性劑組成。其主催化劑又由內部改性劑MgCl2和TiCl4組成，其中TiCl4被三乙基鋁還原為具有活性的TiCl3，來催化聚合反應，三乙基鋁助催化劑主要作用是作為反應初期的除雜和充當反應中的活化劑，硅烷主要作用是調整產品等規度的。

3 聚丙烯的改性技術

3.1 交聯改性技術

交聯改性技術是產生聚丙烯過程中一項重要的技術，使用該種技術有助于提高聚丙烯的穩定性，避免其在使用以及生產過程中發生降解的問題，因而使用該種技術時會形成聚丙烯的可控交聯 。當前由于該項技術在應用時會提高生產材料的力學性能，同時具有交聯改性的聚丙烯材料也具有較高的熔體強度，因此該項技術主要被使用在聚丙烯生產過程的發泡成型過程中。學者在研究交聯改性技術時發現，在使用Mg（OH）2/PP改性材料時，Mg（OH）2/PP材料含量越高，生產出的聚丙烯產品熔體流動指數會隨之出現降低的趨勢。

3.2 共混改性技術

共混改性技術主要是指在生產聚丙烯過程中，實現聚丙烯與熱塑性彈性體或者橡膠的共混，由此可見，使用這一技術時會提高聚丙烯產品整體的韌性，當工作人員實現高聚物與聚丙烯混合時，由于使用該技術的生產體系具有良好的協同作用，因此聚丙烯物品與高聚物會相互補充，在該種技術下形成的改性產品具有所有共混物的優點。筆者通過對使用共混改性技術創作出的產品分析發現，使用該種技術所產出的產品不僅具有較強的模量性能、硬度，同時也具有較好的低溫性能，有利于聚丙烯產品的廣泛使用。

3.3 接枝改性技術

由于聚丙烯材料本身不屬于極性聚合物，在生產聚合過程中，通過接枝改性技術可以使聚丙烯具有極性特點，使生產出的聚丙烯技術可以更好的與聚丙烯主鏈上不同化學結構的接枝進行有效聚合鏈段，因此使用該技術生產出的聚丙烯有助于提高其本身的低溫性能，同時也可以提高聚丙烯產品抗沖擊的能力。將接枝單體加入聚丙烯樹脂中時，聚丙烯生產人員可以使用引發劑，使其聚丙烯產品可以更快速的在加熱熔融混煉背景下與接枝體進行進一步的反應。

使用接枝改性技術的主要反應機理為：首先，在反應器中放入引發劑，在加熱的基礎上，引發劑被分解為活性的游離基，并以該種方式與接枝單體進行充分的接觸，使接枝單體可以在引發劑的作用下，打開不穩定的主鏈，并通過與聚丙烯游離的基進行混合，從而形成鏈轉移反應。

4 結語

綜上所述，聚丙烯技術直接影響著聚丙烯產品質量以及聚丙烯產品性能，希望在文章對聚丙烯技術進行全面分析后，相關工作人員可以認識到聚丙烯技術應用的重要性，結合社會發展對聚丙烯產品的需求，在生產過程中選擇更適合的聚丙烯技術。

[1]尹芬,林月城,段繼華,倪洋洋,江貴長.聚丙烯包裝材料透明改性的研究[J].包裝工程.2016(11).

[2]江柱鳴,施英鵬,馮桂球.先進控制技術在聚丙烯裝置的應用[J].中國管理信息化.2015(19).