聚丙烯生产工艺

②骤冷态结构像许多其他聚合物一样，从熔体快速骤冷的，即结构是无序的，从所得到的弥散的x 射线衍射图可以说明这一点:然而红外光谱（IR）证据表明在骤冷态中存在着螺旋结构，因此又有某种程度的有序结构。PP骤冷已有许多人研究，先后提出了6种模型。第1种由Natta和Corradini 提出，认为是近晶形（smetic)，由在单斜相中发现的3/1螺旋组成，但在垂直于晶轴方向链的堆积是无序的。第2种模型由Miller拟定，认为骤冷态可用Hosemann提出的酝晶型(paracrystai)来描述，即它基本L是三维有序的，但受缺陷的影响很大。第3种模型首先由Gsile3}和Ralston 提出，认为是由非常细的六角相晶粒组成。Balcr等。利用X射线衍射证据提出了第4种模型，认为其结构是由单斜性质的微晶组成。第5种模型是根据x射线衍射数据由lvl}}}}c}:等提出的，认为骤冷态中约}o%的iPF材料是无定形均，余下的是扭曲的六方或四方晶系的微晶。最后一种是由Gloti。等根据1R证据提出的，认为在骤冷iPP玻璃中含有有序的螺旋状分子的枝条，它们是不连贯的，即不能堆砌发展成二维晶体胶束，这些枝条和无序物在玻璃态中是无规律分布的。

（3)影响等规聚丙烯结晶结构的因素影响i即结晶结构的因素很多，主要有样品的特性如等规度、分子量及其分布、接枝链等;力。工条件如熔化温度和时间、结晶温度和压力等;外加物质如成核剂、稀释剂、共混物等。

(4)成核剂对聚丙烯结晶的影响纯iPP从熔体结晶易生成大球晶，冲击性能差。提高过冷度和结晶压力能生成较小的球晶。但过冷度的提高受到了热流动速率的限制，而高压则使产品失去光泽并加大模具损耗，故也受到限制。因此常在iPP中加人成核剂，使生成较小的球晶来达到提高性能的目的。

(5)等规聚丙烯的性能iP}'是结构规整的结晶聚合物，影响iPP性能的因素有等规度、结晶度、晶体形态、分子量及分犷}C分布。等规度越高，结晶度就越大。随着结晶度增加，熔点、密度、耐热性、刚性及}}i服强度均增加。

iPP密度较小(S.9L)一。91g}cm3),表面光泽性好，软化点高于HIIYE及ASS连续使用温度可达12D)。与PE相比，若屈服应力相同，即的结晶度稍低，透明度好，制品收缩率低。

冲击强度是由等规度、球晶大小、熔体流动速率和温度决定的。熔体流动速率决定于分子量和分子量分布。熔体流动速率增大，分子链变短，冲击强度降低，拉伸强度和断裂伸长率也降低。具有相同粘度的单一分子星级分的iPP，要比分子量分布宽的i1P1P冲击强度高、提高等规度对冲击强度不利。降低等规度，可提高伸长率，但拉伸断裂强度降低。

对于较高粘度的树脂，PE比iP1'有较高的冲击强度;对于粘度较低的树脂，iPY比摊有较高的冲击强度。从加工的角度看，挤出成型选用P},可得到冲击强度较高的制品;高速生射成型选用if'P可得到冲击强度较高的制品。iPP的球品较小时，制品的屈服应力大、冲}i强度高，透光率高。月晶iPP具有高的冲击强度凸iPP耐磨耗性优良，介电性能优良，耐水、耐应力龟裂及耐化学药品性优良。其薄膜阻水阴气性好，且无毒性。

(6)等规聚内烯的用途if'f'制品土要川于家庭吕用品、汽车等工业零部件、容器、电器零件、家用电器零部件、产品包装、管材、板材等二纤维主要用做纺织纤维、地毯背衬、绳索等。此外，还可做徐料、合成纸、合成木材及蒸煮消毒容器等。

①注射制品用玻璃纤维增强或用弹性体改性的PY用于汽车的方向盘、电他箱、缓冲器、散热器叶片罩及挡泥板等;在家用错具方而，用作洗涤机、排气风扇、清扫机等;用于牛奶、酒类、农产品的货箱中;用于日用品如厨房用具、食具、玩具、文体用其等。

②薄膜主要用于食品、日用品、化学药品包装，电器与电子器械包装。

③纤维及其织物)f}"拉伸编织袋代替麻袋，包装化肥、水泥、砂搪、粮食等。k'P织物用十地毯、窗帘等。PP扁带用于捆包。

①中空成型制品以PP为主要结构层，辅以FYA、尼龙等阻气性能好的树脂层制造的中空容器，可盛装食油、酱油等，也可制作盛装液体嫩料、日用化学品的瓶子。

⑤挤出成型制品主要用于电线电缆及板材、管材等。板材用于热成型产品，如食品包装容器和汽车挡泥板。

1.1.2间规聚丙烯

1960年，间规聚丙烯(sPP)作为不纯物从等规聚丙烯中被分离出来。当时是在低温及钒基催化剂作用下制得，其产率很低。1988年，C`Y9U等使用茂金属催化剂合成了高间规度且纯度和产量均很高的间规聚丙烯，其各种性质均得到了明显改善，有的甚至可与等规聚丙烯相媲美，此后才开始有了工业生产的概念。1993年。}'lIlB公司在德克萨斯州的LaPorte聚丙烯工厂的液相环管反应器中试生产出间规聚丙烯;1995年，Finspil&Chern公司和日本三井东压公司以实验量生产出了问规聚丙烯。

(1)间规聚丙烯的晶型早在2(1世纪C}年代，人们就发现了。即的多晶型现象。那时人们认为，PP 是以S(?}I)2螺旋形构象进行正交堆砌的稳定晶型，和一种被描述为“反”平面链的不稳定晶型。近年来对sPP进行了电子衍射(ED],}C射线衍射及固态`3CNMR谱研究。发现由于sl'I-'样品的立规度、力学处理和热历史不同而出现了更复杂的多晶型现象，这种晶型划分方法已远远不够，于是出现了多种对sI'P晶型的划分:如I3u等}ss;将其划分成3种单元晶胞;Nakaoki等则认为sPP有4种分子链构象:平面锯齿形构象，几Gz几}x型构象6}及两种几}z构象。R~将迄今为止出现的sYF 划分为4种晶};I型、II型、I}1型和N型。

(2)问规聚丙烯的性能，tl不同反-}条件和催化剂n}f;产的间规聚丙烯有不同的物理性能。t-}前.tt1茂金属催化刘得到的聚iii烯分r链巾间规序列的长度川对还较短，和等规聚丙烯相比，间规案内烯结晶度较低。与等规聚丙烯相比，间规聚丙烯有较高的透明度、冲击强度、韧性及弹性，较低的}a度、结晶度、硬度、拉f}i}强度及刚性，冲击强度随泪度降低而降低，但0℃一下仍为等规聚内烯的z倍，流变行为也与等规聚丙烯不同。.随着间同结构伸展长度的增加，结晶度增人，密度、邵氏D硬度、拉仲强度及弯曲榄髦也增大口间规聚丙烯的玻璃化转变粗度及平衡熔融热均低r等规聚丙烯;其熔点、结晶温度、熔融热、拉仲强度气弯曲模址及雾度均随聚合度和间规度的提高向提高。

(3)间规聚丙烯的应用

间规聚内烯的韧性、冲击强度、透明度和低热封渴度使之在某些应用领域，如医用产品和特殊包装等方而，叮与等规聚丙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯和聚氯乙烯等竟争。潜在的应用有:枯合剂，如热熔胶和官能团接枝型枯合剂;在。℃以下用的透明容器;色母粒及添加剂母粒的制备;弹性体;挤出和注塑制品，特别是必须辐射消毒的。如容器、G}}及医用注射器;薄膜，特别是高透明度和高韧性膜、低热封退度膜，如快餐食品包装膜;树脂的改性fflJ及澄清剂(如用于等规聚丙烯);聚丙烯膜的改性利;透明片、。此外还有无规聚丙烯(apP)低等规聚丙烯ILIPP)

1.2聚丙烯微观结构表征

聚丙烯是应用最为广泛的合成树脂之，，就世界范围而言，其市场份额的年平均增长率为6%一7C,W,聚丙烯在生产和应用性能方而有许多的优势，可以用较低的成本生产出高性能的产品:聚丙烯的密度在热塑性塑料中最低，为。.9}c耐,具有较高的J}度/质量比。聚丙烯的熔体流动速率范围可以覆盖0.3一!}}}llmlTi,适合挤出、注射、纺丝、吹塑、流延、热成型及双向拉伸等多种加工成型工艺，满足生产不同制品的需要。聚丙烯树脂最常见的商品形式为等规聚丙烯，它是·种结晶型的热蛆性塑料，是用z一N催化剂或茂金属催化翘聚合得到的，具有较高的结晶度和熔点，在聚烯烃中是最硬的材料。由于其熔点可高达

i}a--mo}c,因此耐热性优良。这种聚丙烯的一个显着缺点为性脆，特别是低温冲击性差，志要通过共聚或共混提高冲击性能。随着催化剂和聚合技术的发展，其他形式的聚丙烯树脂也相继为人们所重视，它们在性能上与传统的等规聚丙烯有很大的差异，如间规采丙烯和聚丙烯弹性体等，使聚丙