聚丙烯

聚丙烯产品应用及研究成果

前言

聚丙烯（PP）是目前五大通用塑料中发展最快的品种之一，本身无毒、无味、无臭、耐水，具有一定的物理机械强度，能耐大多数化学物质腐蚀，并且价格低廉，综合性能优良，加工成型容易，加上共聚、共混、填充增强、发泡和添加特殊性能要求的助剂，以及拉伸、复合等二次加工等改性技术的发展，使聚丙烯树脂具有十分广阔的应用前景。基于我国基本国情，以煤为主的能源格局在相当时期内难以改变，如何清洁高效利用煤炭资源，是解决我国能源问题、减少二氧化碳排放的关键问题。在煤的清洁高效利用中，煤制烯烃是公认和可行的发展方向，作为关键技术的甲醇制烯烃已有重大突破。

1. 聚丙烯产品结构

据统计，2009年我国聚丙烯表观消费量1232万吨，同比增长33.8%，伴随国内需求的稳定增长，未来需求量将继续保持上涨走势。

编织袋、扁丝和捆扎绳等拉丝制品是我国聚丙烯最大的消费领域，占消费结构的34.8%。注塑制品是我国聚丙烯的第二大消费领域，占消费总量的25.4%，其中主要消耗聚丙烯专用改性料。我国聚丙烯的另一个主要消费领域是薄膜，占消费总量的20%，其中以双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜为主。此外，我国聚丙烯还用于生产纤维、管、片、板材等制品。

2. 聚丙烯产品主要应用领域

2.1 聚丙烯拉丝制品在工业产品包装中的应用

聚丙烯拉丝制品主要有编织袋、扁丝、蓬布和绳索等，它所消耗的聚丙烯树脂在我国一直占很高的比例，虽然近年来占聚丙烯消费量的比例有所波动，但仍是我国聚丙烯最大的消费领域，它主要用于粮食、化肥、水泥以及糖、盐等工业品包装。今后相当长的时间内我国PP拉丝级产品需求量仍将很大，产业发展一方面将向大型、重型化包装袋发展，另一方面向低克度、小包装袋方向发展。但所占的比例还会继续下降。因此国内聚丙烯生产企业应努力提高专用料产量，逐渐降低拉丝产品的比例，以适应市场需求结构的变化，取得更好的效益。

2.2 聚丙烯薄膜制品在食品包装领域中的应用

食品包装是聚丙烯薄膜最大的终端消费市场，聚丙烯薄膜性能满足塑料薄膜包装材料的强度、阻隔性、稳定性、卫生性和商品经济性要求，而且聚丙烯薄膜的透明性、光泽、耐热性、刚性和耐穿刺等性能均比聚乙烯薄膜优越。

聚丙烯薄膜按性能和用途可分为聚丙烯膜主要有BOPP（双向拉伸聚丙烯）膜、CPP（聚丙烯流延）膜、IPP（聚丙烯吹胀）膜等包装薄膜，其中BOPP膜用量最大。BOPP薄膜是一种结晶型聚合物产品，在各种塑料薄膜中属于高档膜，且价格适中。BOPP膜性价比优良，还广

泛用于食品软包装、彩印、服装等领域。

2.3 聚丙烯挤出成型制品在建筑领域中的应用

聚丙烯挤出制品主要是PP管材。PP管材具有耐高温、管道连接方便(热熔接、电熔接、管件连接)、可回收利用等特点，主要应用于农田输水系统、建筑物给水系统、采暖系统以及化工管道系统等。以均聚聚丙烯(PP-H)、嵌段共聚聚丙烯（PP-B）以及无规共聚聚丙烯(PP-R)为原料生产PP管材分别为PP-H管材、PP-B管材、PP-R管材。因低温脆性限制了PP-H管材的使用，在一些应用领域逐渐被PP-B管材、PP-R管材所取代。PP—R管材是20世纪90年代欧洲开发应用的管道新型材料，是现代民用建筑管道系统，尤其是冷、热水输送管和工业用管设施的绿色环保产品。PP—R管除具有重量轻、强度好、耐腐蚀、不结垢、耐热、耐压、使用寿命长等优点外，还具有以下特点：

1.无毒、卫生，属绿色建材；

2.耐热、保温，属节能降耗产品；

3.管道系统的连接安装方式可靠，并容易工程化；

4. 质轻、强度高、流体流动压降小；

5.原料可重复回收利用。

2.4 聚丙烯注塑制品在汽车、家电领域中的应用

聚丙烯注塑制品具有质量轻，耐水，耐应力开裂，刚性硬度和耐热性能及尺寸稳定性好，因此在汽车、家用电器、电子仪表、电子元件、化工容器等诸多领域有广泛的应用。

在汽车工业领域中，目前使用最多的塑料零部件是保险杠，其次是燃油箱。保险杠是最具代表性的聚丙烯零部件之一，汽车要在寒冷或炎热的户外行驶，对部件性能要求很高，不仅要求耐低温、韧性好、热变形温度高、耐候性好，而且要求汽车保险杠遭撞击后回复能力好。聚丙烯具有价格低、设计自由度大、可注射成型等优点，我国车用塑料保险杠材料几乎都是采用弹性体增韧改性聚丙烯。

汽车仪表板是主要的内装饰件，以整体一次注塑成型并安装在汽车内部的表面积较大、形状复杂的薄壁结构部件，因而要求材料具有良好的流动性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐振动性、耐热性，以及高强度、高刚性等。

聚丙烯树脂另外一个重要用途是蓄电池外壳，欧美的蓄电池外壳已全部用聚丙烯代替了硬质橡胶，这种外壳半透明，便于检查蓄电池的液面不是一般聚丙烯所能代替的，它是以聚丙烯为原料，HDPE、弹性体为改性剂，再添加助剂共混而成，重量减轻一半且具有强度高、耐低温、韧性好、寿命长等优点。

在家电行业中，洗衣机生产是聚丙烯用量较集中的行业之一，洗衣机的内桶、盖板、底座、涡轮均由其聚丙烯制得。丙烯注塑制品中另一类是家用品具，如厨具、家具、娱乐设施、运动器械的外壳、园艺设施元件、行李箱外壳、玩具和满足各种品味的箱包。近年来聚丙烯应用增长最快的是注塑储存盒和手提箱。

2.5 聚丙烯纤维制品在医疗、化工、土工布等领域的应用

聚丙烯纤维以纤维形态分类可分为扁丝、长丝、短纤维、双组分纤维等；按加工方法分可分为棘丝、普通长丝、复合纤维膨体纱、短纤维、无纺织物等。

在医疗卫生行业中，医疗卫生用途的聚丙烯无纺纤维占聚丙烯无纺纤维总量的35％，使用范围主要包括婴儿尿布、妇女卫生用品以及医用纱布垫、绷带、睡衣和被单等，由于使用卫生而且方便，需求量呈快速增长之势。

在过滤设备行业中，由于聚丙烯具有密度低、纤维的表面积比其他纤维高而且耐化学品腐蚀，所以适用于做各种这滤器和工业擦净器。聚丙烯用作筒式过滤器占市场90％的份额。此外．聚丙烯还用于制造针刺过滤的产品。该产品分特细纤维表面积最大，可以用于干湿产品的过滤。再者，聚丙烯具有重要的耐酸、碱以及水吸收，生灰和污泥而易清洗等优点，所以在过滤器领域中得到日益广泛的应用。

在土工布行业中，因为土工布必须具有耐机械和化学浸蚀以及防霉、防腐烂和耐土壤和气候变化效应，而聚丙烯纤维正好能满足这些需求。为此，用聚丙烯短纤维织成土工布占土工布需求量的65％以上。

在烟用丝束行业中，聚丙烯纤维用于制造香烟的过滤材料，替代硝酸纤维是近年来发展的最新市场趋势。目前香烟的中、低档品种所用的过滤嘴，有—半以上是用聚丙烯纤维制造的，如果能很好地降低聚丙烯烟用纤维的吸阻性，聚丙烯烟用丝束将有广阔的市场前景。

3. 聚丙烯加工新技术

四川大学高分子科学与工程学院是我国教育部直属重点高校中第一个以高分子学科为主体的学科型学院。四川大学高分子学科是国家级重点学科，也是“211工程”和“985工程”重点建设学科，建有高分子材料工程国家重点实验室，在国内有较大的影响，在国际上有较高知名度。

四川大学在聚丙烯成型加工领域取得了一系列丰硕的研究成果。多个课题组采用自制的振动装置，通过控制模具结构及振动频率、压力等技术条件来探究聚丙烯在成型过程中的形态结构变化，并达到有效控制其形态结构、提高性能达到使用要求的目的。

傅强教授课题组对聚丙烯纳米复合材料的制备、纳米粒子的分散与性能、纳米复合材料的形态控制、聚丙烯纳米复合材料的应用做了大量的工作，取得了重要的研究进展。

3.1 动态保压技术

官青等人通过对动态应力场中制备的高模量、高强度聚丙烯的结构进行研究，认为动态应力场对于聚丙烯的结晶行为有显著的影响，动态应力场能容易地使聚丙烯以串晶形式结晶，并得出了要获得高模量、高强度聚丙烯应满足的条件。

李又兵等人利用低频振动注塑成型装置进行等规聚丙烯(iPP) 试样的结构与性能研究. 实验中对常规注射和振动注射成型的试样力学性能和微观形态进行了对比.，采用低频振动注塑成型工艺实现了IPP试样的自增强，并分析得出了其自增强机理。他们还研究了在成型