關于聚丙烯灰分檢測的相關研究

郭海燕

摘 要：本文針對關于聚丙烯灰分檢測的相關研究，結合理論實踐，在簡要闡述灰分定義和主要來源的基礎上，分析了聚丙烯灰分檢測，并提出控制灰分的主要措施。結果表明，灰化法和消解法是檢測出聚丙烯中的灰分含量的主要方法，通過嚴格控制TEAL用量，優化抗氧劑體系體系，可有效降低聚丙烯中的灰分。

關鍵詞：聚丙烯;灰分;消解法;TEAL;抗氧劑

聚丙烯是目前應用最為廣泛一種合成樹脂，具有良好耐熱性、內化學性、耐腐性及絕緣性。再生產聚丙烯不可避免的存在熔融混煉環節，從而形成一定量的灰分。如果灰分含量過大，不但會影響聚丙烯的物化性能，而且也會增加生產成本。基于此，開展關于聚丙烯灰分檢測的相關研究就顯得尤為必要。

1 灰分的定義及主要來源

1.1 灰分的定義

聚丙烯灰分指的是聚丙烯樣品在800℃～900℃高溫灼燒之后， 仍然無法會揮發殘留下來的物質，在整個樣品中的占比，通常用質量分數表示，灰分也是聚丙烯中的主要無機物。

1.2 聚丙烯中灰分的主要來源

在聚丙烯生產中，灰分的來源主要包括以下幾個方面：①聚丙烯生產原材料中雜質形成的灰分;②主催化劑和輔助催化劑形成的灰分;③造粒添加劑中形成的灰分;④聚丙烯在運輸、包裝、裝卸中混入了一定量的雜質，從而形成灰分。

2 聚丙烯灰分檢測方法

2.1 灰化檢測法

按照灰化方式的不同，可分為兩種，一種是干法灰化法，另一種是微波灰化法。其中干法灰化法指的在某一特定溫度和環境中，對聚丙烯加熱灼燒，促使聚丙烯結構分解，灰化，并對不能燃燒的殘渣進行分析，是目前應用最廣泛的聚丙烯灰分檢測方法，耗材成本低，分析過程比較簡單。但耗時比較長，并且在分析過程中產生的灰塵比較大，對環境造成的污染比較嚴重，并且檢測誤差也比較大，穩定性不足。微波灰化法指的是將聚丙烯試樣放在微波設備中，通過持續升溫達到灰化的目的，灰化速度更快、程度更高，灰分元素可以回收，自動化程度比較高。

2.2 消解檢測法

過去聚丙烯消解灰分消解檢測是通過平板加熱器、水浴加熱器、電爐等設備進行濕法消解。隨著科學技術的發展，此種方法已經被微波儀器所取代，通過專業的微波儀器對聚丙烯試樣進行消解，在溫度調控、智能控制、密閉性等方面具有良好的優勢，適用性比較強。干法灰化法、微波灰化法、濕法消解法和微波消解法是目前檢測聚丙烯灰分含量常用的方法，四種聚丙烯灰分檢測特性對比如表1所示：

從表1中可以看出，四種聚丙烯灰分檢測方法中，微波消解法效果最好，如果條件允許，可采用此種方法，無論哪種方法都不是就對的，要根據實際條件選擇與之相適的方法。

3 聚丙烯生產中控制灰分的措施

3.1 嚴格控制TEAL的用量

在聚丙烯生產過程中，TEAL主要具有兩方面作用，其一是作為助催化劑，和主催化劑共同組成Ti-C活性中心，也是形成聚丙烯化合物的前提條件;其二在聚丙烯原材料中含有其他化合物，如微量水、硫、磷等，會降低催化劑的活性及定向能力，通過添加TEAL可降低這些化合物對催化劑活性的影響。但同時也會增加聚丙烯中灰分的含量，極易發生灰分超標問題。控制TEAL用量可從以下兩個方面入手：第一，強化聚丙烯精制和質量監測，定期更換精致劑，以降低雜質對催化劑造成的以下，從而減少TEAL用量。第二，減少TEAL對灰分的帶入，合理設定TEAL和丙烯的摩爾比進行串級控制，在保證主催化劑用量不變的前提下，降低摩爾比比值。

3.2 合理優化抗氧劑體系

抗氧劑對聚丙烯的抗老化性有很大影響，抗氧劑也分為兩大類，其一是主抗氧劑，是典型的受阻酚類物質，并不存在灰分。其二是助抗氧劑，主要為磷系化合物，會形成一定量P2O5非金屬灰分，比如：Irganox168、UItranox626、UItranox641都是聚丙烯生產中常用的抗氧劑，如果這三種抗氧劑的添加量都是（800X～2000）X10-6，則灰分貢獻情況為UItranox641>UItranox626>Irganox168，表明抗氧劑活性越高，貢獻的灰分量就越大，因此，在添加抗氧劑時，要從成本經濟、灰分含量、生產工藝等方面同時入手，選擇合理的抗氧劑，可降低聚丙烯的灰分含量。

4 結語

綜上所述，本文結合理論實踐，分析了聚丙烯灰分檢測的相關內容，分析結果表明，灰分對聚丙烯的質量及性能有很大影響，選擇合理的檢測方法和優化措施，可有效降低灰分對聚丙烯造成的影響，值得相關單位高度重視。

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