聚丙烯技术现状分析

杨学超（神华榆林能源化工有限公司，陕西 榆林 719300）

聚丙烯技术现状分析

杨学超（神华榆林能源化工有限公司，陕西 榆林 719300）

聚丙烯主要是由丙烯通过一系列加工与聚合形成的热塑性树脂，当前国内外应用最广泛的聚丙烯技术有本体工艺技术以及气相法工艺技术，本文重点研究了聚丙烯生产工艺技术、改性技术。

聚丙烯技术；生产工艺；本体工艺技术；气相法工艺技术

当前，在世界范围内，聚丙烯是一项最重要的合成树脂，其具有来源广、密度小、易回收、质量轻、耐腐蚀、耐高温、机械性能优越等多种优势，因而聚丙烯也被广泛应用于工业中，要想使其得到更广泛的使用，开展聚丙烯技术研究具有十分现实的意义。

1 聚丙烯生产工艺概述

1.1 聚丙烯生产的本体工艺技术

1.1.1 Spheripol工艺技术

在聚丙烯生产工艺中，使用Spheripol工艺技术可以生产出全范围的聚丙烯产品，像我们会使用到的抗冲共聚物、聚丙烯均聚物、三元共聚物、无规共聚物、多相抗冲共聚物、高性能合金以及烯烃类共聚物与丙烯反应形成的合金等产品。

Spheripol工艺技术在聚合工艺上，使用了气相与液相组合的共同使用方式，进行均聚合反应与预聚合反应时，大部分情况都会使用到液相环管反应器，使相关物质在该反应器中产生一系列反应，从而得到最终的产品[1]。在液相环管反应器中使用Spheripol工艺技术具有以下几方面特点：一是在单位体积内，其产品产率更高；二是由于反应器形状特点，使得其单位体积下其传热的面积更大；三是物质流动速度更快，可以保证在该技术支持下，相关催化剂以及聚合物浆液可以得到更好的搅拌。

1.1.2 Hypol工艺技术

Hypol工艺技术在使用过程中不需要用到脱除无规物，也不需要脱除在生产聚丙烯过程中使用到的催化剂，使用Hypol工艺技术时，相关工作人员只要采用立体定向性高、收率高的催化剂即可[2]。通过对Hypol工艺技术使用情况的了解发现，该技术可以生产0.3～80的溶体流动速率物品，基于相关数据，抗冲共聚物中所含有的橡胶含量可以占比40%，而乙烯质量分数会达到25%。

笔者在研究Hypol工艺技术时还发现，Hypol工艺技术生产出的聚丙烯产品中所包含的氯含量以及灰份含量相对较低，但是其生产的产品用途相对广泛，刚性以及产品规则性相对较强，同时，使用该技术也可以得到熔体指数相对较高的产品，因此在大部分汽车、工业零部件以及电子工业部件生产过程中，更多的使用了Hypol工艺技术。

1.2 聚丙烯生产的气相法工艺技术

1.2.1 Unipol气相法工艺技术

Unipol气相法工艺技术是在1982年被壳牌公司以及UCC联合开发出来的，该项工艺技术使用了气相流化床反应器，同时使用了载体催化剂，该催化剂具有高效的特点，在实际操作过程中，该项反应工艺简单，运作所需的费用以及投资金额相对较小，使用该项技术进行生产与加工时，产生的污染相对较小，同时该技术可以更好的控制在加工生产过程中使用的催化剂反应速率。

Unipol气相法工艺技术具有使用经济、灵活、安全、简单的特点，由于使用该项技术会使用到效率较高的催化剂以及气相流化床反应器，因此其工艺流程得到了良好的简化，在运作过程中仅需要相对少量的设备。整个反应系统也可以根据产品的实际情况进行灵活的改变。

1.2.2 Novolen气相法工艺技术

Novolen气相法工艺技术多使用了气相聚合的方式，该种技术与聚丙烯生产的本体工艺技术有着明显的差别，这也是使用Novolen气相法工艺技术得到的产品不需要进行进一步干燥、闪蒸处理的主要原因[3]。除此以外，使用Novolen气相法工艺技术生产聚丙烯时，不需要进行干燥离心以及溶剂回收等操作。

使用Novolen气相法工艺技术可以生产出抗冲共聚物、均聚物、无规共聚物以及超抗冲共聚物等类别中所包含的所有聚丙烯产品，使用该种方式进行均聚物产品制作时，产量可以得到明显提高，有研究人员统计，其生产均聚物的产量可以提高30%左右。因此该项技术当前应用效果较好，未来主要向改进聚丙烯树脂牌号以及简化其生产工艺的方向发展。

1.2.3 BP Amoco气相法工艺技术

BP Amoco气相法工艺技术”即Innovene工艺，也就是目前的INEOS工艺。BP Amoco气相法工艺技术是由BP Amoco公司发明的，使用该项技术时，相关人员不需要进行脱氯与脱灰处理，因此BP Amoco气相法工艺技术具有轴向分散低以及径向混合良好的特点，通常情况下，使用BP Amoco气相法工艺技术生产时，只需要采用高效催化剂，并停留一个小时左右即可。

除上述特点外，BP Amoco气相法工艺技术还具有气锁系统以及撤热方式的特点，气锁系统可以使生产过程中使用的物料由第一反应器经过一系列的运输传送至第二反应器，同时在进行物料传输过程中气体不会出现串流的特点，而该技术的撤热方式为依靠液体丙烯气化带走热量，与其他气相法工艺技术相比，有着明显的差异。

2 聚丙烯技术使用的催化剂

不论在使用哪一项聚丙烯生产技术时，都需要使用到催化剂，通过对聚丙烯技术的深入分析，发现当前使用的催化剂主要有以下几种：一是茂金属催化剂，该催化剂可以被适用于生产透明度相对较高的间规聚丙烯、强度相对较高的等规聚丙烯以及两者共混物中；二是传统的聚丙烯催化剂，像铬催化剂以及齐格勒-纳塔催化剂，这两种传统催化剂能够提高聚丙烯等规度以及聚合物的结品性，可以更好的改进产品光学性能，因此传统催化剂才可以处于不断发展之中；三是非茂单活性中心催化剂，该种催化剂是近几年被研制出的，使用该种催化剂有利于降低生产中使用催化剂的成本，且对聚丙烯生产效率有着较为积极的影响，除此以外该种催化剂还具有合成简单的优势，在聚丙烯技术中使用具有良好的发展前景。

目前市场和企业生产中应用最多的为第四代齐格勒-纳塔催化剂，该催化剂体系由主催化剂、三乙基铝助催化剂和硅烷外部改性剂组成。其主催化剂又由内部改性剂MgCl2和TiCl4组成，其中TiCl4被三乙基铝还原为具有活性的TiCl3，来催化聚合反应，三乙基铝助催化剂主要作用是作为反应初期的除杂和充当反应中的活化剂，硅烷主要作用是调整产品等规度的。

3 聚丙烯的改性技术

3.1 交联改性技术

交联改性技术是产生聚丙烯过程中一项重要的技术，使用该种技术有助于提高聚丙烯的稳定性，避免其在使用以及生产过程中发生降解的问题，因而使用该种技术时会形成聚丙烯的可控交联 。当前由于该项技术在应用时会提高生产材料的力学性能，同时具有交联改性的聚丙烯材料也具有较高的熔体强度，因此该项技术主要被使用在聚丙烯生产过程的发泡成型过程中。学者在研究交联改性技术时发现，在使用Mg（OH）2/PP改性材料时，Mg（OH）2/PP材料含量越高，生产出的聚丙烯产品熔体流动指数会随之出现降低的趋势。

3.2 共混改性技术

共混改性技术主要是指在生产聚丙烯过程中，实现聚丙烯与热塑性弹性体或者橡胶的共混，由此可见，使用这一技术时会提高聚丙烯产品整体的韧性，当工作人员实现高聚物与聚丙烯混合时，由于使用该技术的生产体系具有良好的协同作用，因此聚丙烯物品与高聚物会相互补充，在该种技术下形成的改性产品具有所有共混物的优点。笔者通过对使用共混改性技术创作出的产品分析发现，使用该种技术所产出的产品不仅具有较强的模量性能、硬度，同时也具有较好的低温性能，有利于聚丙烯产品的广泛使用。

3.3 接枝改性技术

由于聚丙烯材料本身不属于极性聚合物，在生产聚合过程中，通过接枝改性技术可以使聚丙烯具有极性特点，使生产出的聚丙烯技术可以更好的与聚丙烯主链上不同化学结构的接枝进行有效聚合链段，因此使用该技术生产出的聚丙烯有助于提高其本身的低温性能，同时也可以提高聚丙烯产品抗冲击的能力。将接枝单体加入聚丙烯树脂中时，聚丙烯生产人员可以使用引发剂，使其聚丙烯产品可以更快速的在加热熔融混炼背景下与接枝体进行进一步的反应。

使用接枝改性技术的主要反应机理为：首先，在反应器中放入引发剂，在加热的基础上，引发剂被分解为活性的游离基，并以该种方式与接枝单体进行充分的接触，使接枝单体可以在引发剂的作用下，打开不稳定的主链，并通过与聚丙烯游离的基进行混合，从而形成链转移反应。

4 结语

综上所述，聚丙烯技术直接影响着聚丙烯产品质量以及聚丙烯产品性能，希望在文章对聚丙烯技术进行全面分析后，相关工作人员可以认识到聚丙烯技术应用的重要性，结合社会发展对聚丙烯产品的需求，在生产过程中选择更适合的聚丙烯技术。

[1]尹芬,林月城,段继华,倪洋洋,江贵长.聚丙烯包装材料透明改性的研究[J].包装工程.2016(11).

[2]江柱鸣,施英鹏,冯桂球.先进控制技术在聚丙烯装置的应用[J].中国管理信息化.2015(19).