PP鏈結(jié)構(gòu)調(diào)控：聚合過程的點(diǎn)金術(shù)

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2014-03-07 09:54:50點(diǎn)擊率：

　　●成果名稱：聚丙烯分子鏈結(jié)構(gòu)調(diào)控新技術(shù)及應(yīng)用

　　●獲獎情況：2012年度國家科技獎技術(shù)發(fā)明二等獎

　　●完成單位：北京化工研究院，鎮(zhèn)海煉化

　　作為中石化第三代環(huán)管聚丙烯(PP)技術(shù)的核心技術(shù)之一，由北京化工研究院和鎮(zhèn)海煉化分公司組織完成的“聚丙烯分子鏈結(jié)構(gòu)調(diào)控新技術(shù)及應(yīng)用”項目已成為高性能聚丙烯產(chǎn)品開發(fā)的新平臺。多種高性能新產(chǎn)品正不斷在此技術(shù)平臺上被開發(fā)出來，為下游塑料加工企業(yè)降低生產(chǎn)成本、降低產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)能耗、減少污染性化學(xué)品的使用和氣體排放作出了貢獻(xiàn)，推進(jìn)了我國聚丙烯行業(yè)的跨越式發(fā)展。該項目由此獲得2012年國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

　　據(jù)項目完成人、北京化工研究院副院長喬金樑介紹，該項目發(fā)明了可有效調(diào)控聚丙烯微觀結(jié)構(gòu)的“非對稱加外給電子體”新技術(shù)，解決了催化劑性能無法在聚合過程中再調(diào)整的技術(shù)難題，采用該技術(shù)開發(fā)了3類高性能聚丙烯新產(chǎn)品。該項目技術(shù)和產(chǎn)品均屬原始創(chuàng)新，并已在15套工業(yè)裝置上得到推廣應(yīng)用。

　　聚丙烯全球年消費(fèi)量超過6000萬噸，約占塑料消費(fèi)量的25%。專家指出，控制不同的分子鏈、聚積態(tài)等微觀結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)聚丙烯性能從橡膠一樣的柔韌到工程塑料般的高剛范疇內(nèi)的調(diào)節(jié)。高性能化可以減少材料的用量、延長使用壽命、改善食品藥品接觸安全性、提高環(huán)境友好性、拓寬應(yīng)用領(lǐng)域、促進(jìn)下游行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，是聚丙烯重要的發(fā)展方向。

　　但長期以來，國內(nèi)先進(jìn)的聚丙烯技術(shù)主要依靠引進(jìn)，產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口，國產(chǎn)聚丙烯產(chǎn)品基本定位于通用料、大路貨，國內(nèi)聚丙烯生產(chǎn)企業(yè)的利潤越來越低。要破解這一困局，研究開發(fā)高性能、高附加值的聚合物產(chǎn)品是重要手段。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，靈活調(diào)控聚丙烯的分子鏈結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵技術(shù)。受催化劑固有特征和傳統(tǒng)聚合工藝技術(shù)的限制，分子鏈結(jié)構(gòu)按理想的目標(biāo)調(diào)控非常困難。

　　技術(shù)人員早已認(rèn)識到要實(shí)現(xiàn)分子鏈結(jié)構(gòu)的靈活調(diào)控，分別調(diào)控不同聚合反應(yīng)器內(nèi)催化劑的性質(zhì)是關(guān)鍵。比如，在需要產(chǎn)品規(guī)整度高時讓催化劑的立構(gòu)定向性好，在需要產(chǎn)品有良好增韌效果時讓其共聚性能好。這是聚丙烯技術(shù)人員的一個美好愿景，業(yè)界有人做過一些嘗試，但均收效甚微。

　　基于長期以來對聚丙烯結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系和對聚丙烯分子結(jié)構(gòu)調(diào)控深入研究的基礎(chǔ)，北京化工研究院的技術(shù)人員提出了在不同反應(yīng)器中加入不同種類或不同量的外給電子體來調(diào)控不同反應(yīng)器中催化劑性能的新技術(shù)，并形成了用外給電子體與氫氣和共聚單體共同調(diào)控聚丙烯分子結(jié)構(gòu)的新工藝，進(jìn)而可有效調(diào)控聚丙烯分子鏈結(jié)構(gòu)和相結(jié)構(gòu)。北化院的中試技術(shù)得到了鎮(zhèn)海煉化的青睞，雙方合作先后成功生產(chǎn)均聚雙向拉伸專用樹脂、高熔體強(qiáng)度聚丙烯、直接聚合法高熔指抗沖聚丙烯等多個高性能、高附加值產(chǎn)品。

　　高熔體強(qiáng)度聚丙烯，比之于進(jìn)口的支化改性產(chǎn)品，熔體強(qiáng)高更高、品質(zhì)更穩(wěn)定，并消除了改性產(chǎn)品中的化學(xué)品殘留。該產(chǎn)品在發(fā)泡領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)了在物理發(fā)泡珠粒、化學(xué)發(fā)泡片材、物理發(fā)泡板材等方面的成功應(yīng)用，特別是物理發(fā)泡板材方面，“拯救”了下游客戶。合肥會通公司認(rèn)為，與進(jìn)口原料相比，制品表現(xiàn)出令人“驚艷”的效果。江蘇微賽科技將100%閉孔率的制品展示給國際上一家的聚丙烯原料供應(yīng)商，對方看后決定停止類似原料的開發(fā)。所生產(chǎn)的發(fā)泡片材被用于iphone5液晶屏的包裝，也被用于音箱“震膜”的開發(fā)。

　　直接聚合法高熔指抗沖聚丙烯也創(chuàng)造了一個新產(chǎn)品開發(fā)的紀(jì)錄，開發(fā)當(dāng)年即實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷量近2萬噸;所生產(chǎn)的其他高性能樹脂產(chǎn)銷量逐年增加，至2011年底，已累計產(chǎn)銷83萬余噸，近三年達(dá)66.93萬噸。

　　該項目在國內(nèi)外聚丙烯行業(yè)的影響力日益提高，喬金樑教授受邀在2011年美國聚合物工程學(xué)會(SPE)做了報告后，技術(shù)和產(chǎn)品的成功引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

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