試析如何有效控制聚丙烯生產工藝中的產品質量

譚遠江

摘要：：聚丙烯是一種熱塑性合成樹脂，由于其性能非常好而被眾多領域使用。尤其是電子、建材、汽車工業等領域的應用極其普遍。因此，無論如何聚丙烯產品的質量必須過關。雖然聚丙烯產品的質量在生產過程中不容易控制，但在聚丙烯生產工藝中嚴格控制產品質量也不是沒有方法。從聚丙烯產品的質量指標入手，深入分析，或借鑒同行的先進經驗等都能達到對應的目的。

關鍵詞：聚丙烯;生產工藝;質量控制

引言

聚丙烯是一種化學性能穩定的通用塑料之一，由于其無味、無毒，是最輕的常用樹脂，而且很容易直接加工成型或被回收再利用。所以，聚丙烯在各個領域中都很常見。為滿足人們的各類需求，在其生產過程中必須強化質量方面的控制，使聚丙烯產品的規格、熔體流動速率、灰分含量等方面的質量指標，符合相關標準。接下來一起探討，如何控制或提高聚丙烯產品質量。

一、控制熔融指數

（一）熔融指數的影響因素

熔融指數是熱塑性塑料在特定溫壓下，熔體十分鐘內流經標準孔徑的質量。熔融指數的大小直接決定產品的不同用途。因此熔融指數一般情況下，主要通過加入氫氣進行調節或控制。氫氣與丙烯質量比值越大，熔融指數就越大，所以首先應了解熔融指數的影響因素（如氫或丙烯加入的準確性;操作參數貨催化劑的調氫功能;聚合釜軸封密封或系統密封的相關影響以及聚合釜的撤熱效果等）。

（二）控制熔融指數的相應措施

采用DQC高效催化劑，其活性很高，對氫氣的調節能力也非常好，生產聚丙烯粉料時，比絡合Ⅱ催化劑體系的熔融指數更容易控制，而且絡合Ⅱ催化劑無法生產高熔料。除了選擇高效催化劑之外，還可以控制相關的操作參數，比如加氫量的大小或三劑加入量等。當生產不夠平穩、放空丙烯時，應適當加入氫氣。通常氫氣與丙烯質量比可以根據生產需要進行適當的調整。

聚合釜的溫控應在操作中保持平穩，及時給水，確保熔融指數的合格率不受影響。投料完畢后，升溫時盡量不要過快，控制在50～60min之內，避免升溫過快反應劇烈，導致產品顆粒形態不佳;升溫太慢，會導致生產效率變低。控制升溫速度，可使相關反應放熱平穩，便于后續操作。畢竟在控制過程中，若給水不及時，會因為反應太劇烈而回收丙烯，再補充氫氣時氫氣的加量也應嚴格控制，否則就會導致熔融指數不達標;若給水過早，則會降低催化劑的活性，致使聚丙烯的產量降低。

二、控制等規指數

等規指數是等規聚丙烯在整個聚合物中的含量，是劃分PP牌號等級的重要指標。通常影響等規指數的因素主要有：催化劑、活化劑及DDS的自身性能或三劑加入量的相關配比;丙烯原料存在雜質以及工藝參數等。

平穩生產時，每釜加入催化劑：40～70g，活化劑：0.4～1.0L;DDS：170～250ml。也可以根據原料情況適當調整三劑的用量，達到平穩生產的目的。在實操過程中，若原材料質量好的話，對應的催化劑可以少加一些，當原料的雜質過多時，應綜合考慮灰分或氯含量等方面的具體指標，酌情添加催化劑。其中DDS的主要作用是提升催化劑的定向能力，特定范圍內多加DDS有助于提高等規度。

丙烯原料中的CO、COS等雜質，都會影響產品等規度。因為這些雜質能參與聚合分子鏈中，使高分子鏈不再規整，導致產品等規結構發生變化。當相關雜質含量過高時，氧和水不僅會降低催化劑活性，一定程度上還影響了催化劑的定向能力。因此，在實際生產中必須對相關的原料質量進行嚴格管控，盡量排除雜質[2]。

在生產過程中，先投丙烯和活化劑，后用丙烯沖催化劑到聚合釜，可以使大部分雜質被活化、分解，消耗部分活化劑能確保催化劑的活性，有助于提升產品的等規指數，若先投催化劑，則丙烯中的雜質會與催化劑起反應生成無規物，致使催化劑失去活性，降低等規度。

三、控制灰分含量

聚丙烯灰分主要來自于相關的催化劑、活化劑以及因裝置系統不干凈，而混入些許機械雜質等。在控制灰分含量時，可以采用高活性催化劑體系，有效提高丙烯產品的產率，減少三劑的加入;對丙烯材料進行去除雜質處理，降低鋁鈦物質的含量，提高催化劑對應產品的得率;選擇最佳工藝條件，使相關的反應時間更加充足，使單釜轉化率得以有效提升[1]。

四、揮發分以及氯含量的控制

由于催化劑TiCI4在生產過程中會使丙烯產品中氯的含量增加，而且氯的含量過高會腐蝕后續的加工設備，因此，必須嚴格控制聚丙烯中氯的含量。若想降低氯含量就必須減少鋁鈦物質的量比，即減少對三劑的消耗。此外，在降低產品中揮發分含量時，應確保閃蒸充分且徹底，排除聚丙烯粉料中的烴類物質，然后采用干燥的氮氣，避免混入其他揮發性物質或水分。

五、控制抗拉伸屈服強度及表觀密度

聚丙烯產品的拉伸屈服強度與等規度及熔融指數成正比。因此，改變聚丙烯的力學性能，可以調節等規度或者熔融指數。在生產過程中，必須根據相關的使用要求，綜合考慮等規度、熔融指數以及對應的抗拉伸屈服強度，進行相關的調節。畢竟這些都是生產過程中的重要指標，不能為了滿足單一的質量標準而對其他指標隨意調節。

此外，聚丙烯的密度是熔融壓片之后的真密度。而表觀密度則是聚烯烴樹脂的最小密度，具有加工成本低、成品輕便省材料等優點;在聚丙烯質量指標中不涉及生產方法以及對應的工藝技術，其僅與催化劑的顆粒度有關，因此，在聚丙烯質量管控時，應采用粒度最佳的催化劑牌號。聚丙烯的表觀密度越大，顆粒的流動性越好，越便于加工，而且體積小包裝、運輸都很方便。

結束語

總之，聚丙烯產品在人們日常生活中發揮著無可替代的作用。聚丙烯產品已經覆蓋眾多領域，滿足著各類不同的需求。因此，質量管控是聚丙烯生產中無比重要的環節。由于影響質量指標的因素眾多，所以應根據相關產品的要求，綜合多方面指標的考慮，找出最佳調整方案，力求聚丙烯能夠穩定生產，最終實現產品質量合格，成本可控。

參考文獻

[1] 司希河.聚丙烯生產工藝中的產品質量控制分析[J].石河子科技， 2020（1）：7-8.

[2] 陳佳梁.聚丙烯裝置擠壓機組安裝關鍵技術淺析[J].安裝， 2020（8）：19-21.

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