高流动性共聚聚丙烯(PP)的开发与应用
塑料材料-聚丙烯(PP)的基本物理化学特性及典型应用介绍
聚丙烯（PP）的介绍聚丙烯概述聚丙烯采用齐格勒-纳塔催化剂使丙烯催化聚合而得，它是分子链节排列得很规整的结晶形等规聚合物。
聚丙烯的英文名称为Polypropylene，简称PP，俗称百折胶。
聚丙烯按其结晶度可以分为等规聚丙烯和无规聚丙烯，等规聚丙烯为高度结晶的热塑性树脂，结晶度高达95%以上，分子量在8~15万之间，以下介绍的聚丙烯主要为等规聚丙烯。
而无规聚丙烯在室温下是一种非结晶的、微带粘性的白色蜡状物，分子量低（3000~10000），结构不规整缺乏内聚力，应用较少。
聚丙烯（PP）作为热塑塑料聚合物在塑料领域内有十分广泛的应用，因所用催化剂和聚合工艺不同，所得聚合物性能，用途也不同。
PP有很多有用的性能，但还缺乏固有的韧性，特别是在低于其玻璃化温度的条件下。
然而，通过添加冲击改性剂，可以提高其抗冲击性能。
一、聚丙烯的特性（1）物理性能：聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90~.091g/cm3，是目前所有塑料中最轻的品种之一。
它对水特别稳定，在水中24h的吸水率仅为0.01%，分子量约8~15万之间。
成型性好，但因收缩率大，厚壁制品易凹陷。
制品表面光泽好，易于着色。
（2）力学性能：聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其强度和硬度、弹性都比HDPE高，但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲击强度较差，分子量增加的时候，冲击强度也增大，但成型加工性能变差。
PP最突出的性能就是抗弯曲疲劳性，如用PP注塑一体活动铰链，能承受7×107次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹，干摩擦系数与尼龙相似，但在油润滑下，不如尼龙。
（3）热性能：PP具有良好的耐热性，熔点在164~170℃，制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的，150℃也不变形。
脆化温度为-35℃，在低于-35℃会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯。
（4）化学稳定性：聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使PP软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。
聚丙烯的发展背景和应用
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聚丙烯的发展背景和应用
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01 聚丙烯的发展背景 02 聚丙烯的应用 03 总结 04 聚丙烯的改性及应用 05 总结 06 聚丙烯的生物降解性能及环保应用
聚丙烯的发展背景
聚丙烯的发展背景
01.
聚丙烯(PP)是一种由丙烯单体聚合而成的热塑性塑料，具有优异的性能和广泛的应用领 域。自20世纪50年代工业化生产以来，聚丙烯产业得到了快速发展，成为全球产量最大 的塑料品种之一
聚丙烯的改性及应用
阻燃改性
聚丙烯的阻燃性能较差，为了提高其防火安全性，可以采用阻燃改性方法。通过添加阻燃 剂、抑烟剂等，可以改善聚丙烯的阻燃性能。这种改性方法广泛应用于电子、航空航天等 领域。例如，在电子行业中，采用阻燃改性的聚丙烯可以制造电路板，提高其防火性能
聚丙烯的改性及应用
抗菌改性
随着人们对健康的关注度不断提高，抗菌材料的需求越来越大。通过在聚丙烯中添加抗菌 剂，可以制备出抗菌改性的聚丙烯材料。这种材料具有抗菌、防霉等特性，适用于医疗器 械、家用电器等领域。例如，在家用电器中，采用抗菌改性的聚丙烯可以制造餐具、水杯 等用品，提高其卫生性能
聚丙烯的发展背景
聚丙烯的发展背景
市场需求增长
随着人们对聚丙烯性能的认识不断提高，聚丙烯在各个领域的应用越来越广泛。例如，在 汽车、电子、建筑等领域，聚丙烯材料都得到了广泛应用。此外，随着环保意识的提高， 聚丙烯材料的环保性能也得到了不断改善
聚丙烯的应用
高流动性共聚聚丙烯(PP)的开发与应用
高流动性共聚聚丙烯（PP）的开发与应用聚丙烯注塑制品已经在包装、运输、家电、汽车、办公、日常消费、医疗制品的领域得到广泛应用。
近年来随着近年来随着聚丙烯(PP)生产工艺的提高，特别是新型高效催化剂及聚合工艺的改进，高流动性聚丙烯（即PP）产品的开发和应用得到了很大的进展。
采用高流动性性聚丙烯，可使注射制品易成型加工，减少注射缺陷和废品率。
在制品加工生产过程中可降低加工温度、注射压力、合模力等，从而降低能耗，缩短制品的成型周期，提高制品产量。
此外，由于树脂的流动性提高，可进行薄壁制品的生产，减少原材料的使用。
本文综述了国内外高流动性共聚聚丙烯的开发及应用现状。
一、高流动性共聚聚丙烯的优点聚丙烯产品分为均聚型和共聚型，共聚聚丙烯又分为嵌段共聚PP（PP-B）和无规共聚PP(PP-R)。
由于共聚聚丙烯改善了PP的耐冲击性（尤其是低温冲击性），具有较好的柔韧性，因此拓宽了其应用领域；高流动性共聚PP具有高的流动速率和较好的物理性能，可使结构复杂的大型薄壁注射制品的设计变为可行；在生产过程中可缩锄口工周期，降低加工温度、注射压力和能耗，具有加工性能好，充模容易及产品翘曲变形少等优点。
分别选用熔体流动速率为35 g/10min、65 g/10min和100g/10 m in的聚丙烯树脂注塑质量为56.7 g,壁厚为0.036 c m的薄壁食品包装容器，发现熔体流动速率为100 g/10min的树脂注射温度为210 ℃（熔体温度为220℃）;65 g/10min的树脂注射温度需要228℃（熔体温度为257℃）；35 g/l0min树脂的注射温度需要高达282℃（熔体温度为293℃）。
可见随树脂流动性的提高，其加工温度大大降低，温度降低可为用户降低能耗。
流动性的提高可使成型温度降低，冷却时间减少，明显降低制品的成型周期，以提高产品产量。
这一优势是高流动性共聚PP得以广泛应用最具吸引力的一方面。
通常冷却时间减少30％，整个成型周期缩短10％，熔体流动速率为65 g/10min的高流动性共聚PP成型周期比35 g/10min 成型周期减少了27％，大大提高了产品产量。
不同工艺技术在聚丙烯的生产及应用
不同工艺技术在聚丙烯的生产及应用引言：综述了近年来国内外聚丙烯生产的工艺技术，包括Spheripol二代工艺、Spherizone工艺和Borstar生产工艺等。
介绍了聚丙烯产品的应用领域，并针对国内聚丙烯技术方面存在的差距提出了发展建议。
聚丙烯（简称PP）作为五大通用塑料之一，是一种无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，是目前所有塑料中最轻的品种之一。
它具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀，在工业界有广泛的应用，是一种常见的高分子材料。
由于其优良的性能、工艺简单而且价廉，它的应用领域十分广泛，因而近年来发展势头一直呈上升趋势。
本文特将其生产工艺和应用做一综述。
一、聚丙烯的生产工艺目前聚丙烯的生产工艺主要有淤浆法、液相本体法和气相法工艺。
自上世纪90年代以来，随着聚丙烯工艺技术的不断发展，淤浆法已被淘汰。
全球PP生产工艺中，Basell 公司的Spherizone环管气相工艺占主导地位，产量约占全球PP总量的50%；其次是Dow Chemical公司的Unipol气相工艺、BP公司的Innovene气相工艺、NTH公司的Novolen 气相工艺、三井石化公司的Hypol釜式本体工艺、Borealis 公司的Borstar环管/气相工艺等。
液相和气相工艺正在世界范围内得到普及。
1.1 Spheripol二代工艺Basell公司的Spheripol二代工艺采用第四代催化剂体系，通过应用双环管结构的聚合反应器，可生产一些新牌号的产品。
预聚合和聚合反应器的设计压力等级提高，使新牌号的性能更好，老牌号的产品性能得以改进，也更利于对形态、等规度和分子量的控制。
Spheripol二代工艺特点为：（1）使用第四代催化剂系统，可生产双峰聚丙烯和高刚性、高结晶性、高净度的产品。
（2）预聚合和聚合反应的压力等级提高，可以使环管反应器中的氢气含量增高，扩大了MFR的范围，增加了产品的强度，改善产品的性能。
共聚聚丙烯的分类(一)
共聚聚丙烯的分类(一)
共聚聚丙烯的分类
1.高结晶度共聚聚丙烯（iPP）
–特点：具有较高的熔融温度，优异的机械强度和刚性，低收缩率，良好的耐热性和化学稳定性。
–应用：广泛用于塑料制品，如瓶盖、塑料桶、电器部件、汽车零部件等。
2.高冲击共聚聚丙烯（HI-PP）
–特点：较高的冲击强度和韧性，相比高结晶度共聚聚丙烯具有更低的熔融温度。
–应用：多用于制造要求耐冲击性能的产品，如家电外壳、汽车零部件、水族箱等。
3.均聚聚丙烯（Homo-PP）
–特点：由于聚合链串联型结构多，在熔融状态下流动性较差，机械性能和热稳定性较高。
–应用：常用于纺织品和纺纱领域，制造各类纤维、织物、绳索等。
4.经变性改性的共聚聚丙烯
–特点：通过添加改性剂可赋予共聚聚丙烯更多的特性，如增韧、增韧、耐候性等。
–应用：广泛应用于工程塑料领域，如汽车零部件、电子设备外壳、电缆保护套等。
5.共聚聚丙烯共混物
–特点：与其他塑料材料或增强材料共混，可获得更多的特性和性能。
–应用：常见的共聚聚丙烯共混物有共聚聚丙烯-高聚物共混物、共聚聚丙烯-玻璃纤维增强材料共混物等。
6.生物降解共聚聚丙烯
–特点：由于添加了生物降解剂，具有一定的降解性能。
–应用：适用于需要在一定时间内降解的塑料制品，如一次性餐具、土壤覆盖膜等。
注：以上仅列举了部分共聚聚丙烯的分类及其特点，实际上还有其他特殊性能的共聚聚丙烯，用途也更加广泛。
高熔指高抗冲共聚聚丙烯EP548R的开发与应用
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近 几 年 ，世 界 几 乎 所 有 的 大 型 Ｐ 生产 公 司 生 产 抗 冲 共 聚 Ｐ 物 的 技 术 都 取 得 了 明 显 的 进 展 。 Ｂ ｓＵ、 Ｂ 、 Ｅ ｘ ｎ ａｅ ｐ ｘ ０—
Ｍｏ ｉ Ｂ ｒａ ｓ Ａ ｏ ｉａ Ｄ ｗ化 学 、 Ｌ ｂｌ ｏｅｌ 、 ｔＦｎ 、 ｏ 、 ｉ Ｇ、 ７Ｐ 等 公 司均 Ｉｃ 成 功 地 开 发 出流 动速 率 为 ６ ～ １０ｇ１ ｎ Ｏ ２ ／０ｍｉ的超 高 流 动性 共聚 Ｐ 新 产 品 。 由 此 可见 ，提 高Ｍ Ｉ 大势 所趋 。 Ｐ 为
高流动低气味抗冲共聚PPEP533N开发及应用
收 稿 日 期 ：2018-06-21;修 改 稿 收 到 日 期 ：2018-11-06。 作 者 简 介 ：赵 爱 利 （1979— ），女 ，工 程 硕 士 ，高 级 工 程 师 ，主 要 从 事 科 研 管 理 、产 品 开 发 工 作 。 E -m ail: zh aoal@ 。
少 。为 了 提 高 PP
加 值 ，在 中 国 石 油 天
然
公 司 兰 州 石 化 分 公 司 30 万 t/a
S phripol-# 双 环 管 +
工艺上进行高流
动 高 抗 冲 共 聚 PP EP533N 的 开 发 。
1 试验部分
1. 1 主要原料及仪器设备 P P ，E P 533N ，中 国 石 油 天 然 气 有 限 公 司 兰 州
斯 特 朗 公 司 ；傅 里
红外光谱仪，Βιβλιοθήκη N ic 〇le t5700,梅 特 勒 公 司 ；质 谱 联 用 仪 ，H P 7890,
安捷伦公司。
1. 2 性能测试
M F R 按 照 G B / T 3682— 2 0 0 0 测 试 ；拉伸性能
按 照 G B /T 1 M 0. 1— 2 0 0 6 测 试 ；缺 口 冲 击 强 度 按
高流动低气味抗冲共聚P P B P 533N 开发及应用
赵爱利赵东波于国滨
( 中 国 石 油 天 然 气 有 限 公 司 兰 州 石 化 公 司 ，甘 肃 兰 州 ！ 30060)
摘 要 ：在 兰 州 石 化 公 司 3 0 万 t/ a S p h rip o l双 环 管 工 艺 装 置 上 开 发 高 流 动 低 气 味 车 用 聚 丙 烯 （P P )产 品 P P E P 533N 。工艺 上 采 用 性 能 优 异 的 催 化 剂 ，通 过 控 制 相 对 分 子 质 量 调 整 剂 （H 2)加 人 量 、共 聚 单 体 的 含 量 以 及 环 管 、气 相 反 应 器 、闪 线 及 汽 蒸 器 的 操 作 参 数 ，使 得 PP E P 533N 产 品 的 性 能 与 同 类 产 品 相 当 。将 PP E P 533N 产 品 应 用 于 仪 表 板 及 汽 车 门 板 ，各 项 性 能 均 达 到用户的要求。
性能优异的新型高流动性聚丙烯
２ ８
国外 塑料
第 ２ ０卷 第 ３期
性 能 优 异 的 新 型 高 流 动 性 聚 丙 烯
彭学成
料 的评 论 。
编 译
摘要 ： 绍 一种 专 用 于 可堆 叠 包装 容 器如罐 、 、 介 桶 箱的新 型 高 流动性 聚 丙烯 ， 以及 业 内人 士 对 这种 材
都 已发 生 了这 种 转 变 ， 意 大 利 ６ 的 可叠 放 容 器 但 ０ 市 场 使用 聚丙 烯 ， 而北 美 市 场远 未 被渗 透 。 巴塞 尔 公 司 （ ａｅ ） Ｂ ｓｌ 聚烯 烃 应 用 开发 工 程 师 （ １ 意 大 利 费雷 拉 厂 ） 里 克 ・马萨 雷 逖 说 ： 特 别 是 在 德 恩 “ 国 ， 工用 户 期 望 高 流 动性 树 脂 是为 了缩 短 循 环 周 加
ｐ ｔ 、 ｕ ｓ ａ ｄ ｂ ｘ ｓ ｌｏ ｈ ｖ ｎ ｏ ｍｅ ｔ ｆｐ ｏ ｅ ｓｏ ａ ｋ ｓ ｏ ｔ ｏ ｓ ｔ ｂ ｎ ｏ ｅ ，ａ ｓ ａ ｉ ｇ ｃ ｍ ｎ ｓｏ ｒｆｓｉｎ ｌ ｍａ ｅ ｎ ｉ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｄ ＰＥ ；ｂｌｃ ｏ ｏｌｍ ｅ ｉａ ｉ ｎ；ｈｉ ｌ ｄｉｙ ｏ ｋ ｃ ｐ ｙ ｒｚ ｔｏ ｇｈ ｆ 兰 格林 Ｄ Ｍ 化 学 公 司 的聚 丙 烯 注 塑 和挤 出 Ｓ 技 术 市 场 部 经 理彼 特 ・明 特斯 说 ： 可 叠 放 、 压 容 “ 耐 器 在 油 漆 、 合 剂 和 食 品 包 装 应 用 方 面 有 大量 的需 黏 求 ， 这 些 产 品进 行 简单 处理 可 大 量用 于仓 储 、 Ｉ 对 ＤＹ （ ｏｉ ｙ ｕｓｌ） 场 和 超 市 ， ｄ — —ｏ ｒｅ 市 ｔ ｆ 因此 ， 冲击 强度 和 硬 度 同样 重要 。 ” 自２ ０世 纪 ９ ０年代 初 期 ， 放 容 器 工业 的加 工 叠
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高流动性共聚聚丙烯（PP）的开发与应用
聚丙烯注塑制品已经在包装、运输、家电、汽车、办公、日常消费、医疗制品的领域得到广泛应用。
近年来随着近年来随着聚丙烯(PP)生产工艺的提高，特别是新型高效催化剂及聚合工艺的改进，高流动性聚丙烯（即PP）产品的开发和应用得到了很大的进展。
采用高流动性性聚丙烯，可使注射制品易成型加工，减少注射缺陷和废品率。
在制品加工生产过程中可降低加工温度、注射压力、合模力等，从而降低能耗，缩短制品的成型周期，提高制品产量。
此外，由于树脂的流动性提高，可进行薄壁制品的生产，减少原材料的使用。
本文综述了国内外高流动性共聚聚丙烯的开发及应用现状。
一、高流动性共聚聚丙烯的优点
聚丙烯产品分为均聚型和共聚型，共聚聚丙烯又分为嵌段共聚PP（PP-B）和无规共聚PP(PP-R)。
由于共聚聚丙烯改善了PP的耐冲击性（尤其是低温冲击性），具有较好的柔韧性，因此拓宽了其应用领域；高流动性共聚PP具有高的流动速率和较好的物理性能，可使结构复杂的大型薄壁注射制品的设计变为可行；在生产过程中可缩锄口工周期，降低加工温度、注射压力和能耗，具有加工性能好，充模容易及产品翘曲变形少等优点。
分别选用熔体流动速率为35 g/10min、65 g/10min和100g/10 m in的聚丙烯树脂注塑质量为56.7 g,壁厚为0.036 c m的薄壁食品包装容器，发现熔体流动速率为100 g/10min的树脂注射温度为210 ℃（熔体温度为220℃）;65 g/10min的树脂注射温度需要228℃（熔体温度为257℃）；35 g/l0min树脂的注射温度需要高达282℃（熔体温度为293℃）。
可见随树脂流动性的提高，其加工温度大大降低，温度降低可为用户降低能耗。
流动性的提高可使成型温度降低，冷却时间减少，明显降低制品的成型周期，以提高产品产量。
这一优势是高流动性共聚PP得以广泛应用最具吸引力的一方面。
通常冷却时间减少30％，整个成型周期缩短10％，熔体流动速率为65 g/10min的高流动性共聚PP成型周期比35 g/10min 成型周期减少了27％，大大提高了产品产量。
P P流动性的提高可降低模腔压力。
在210-274℃加工范围内，用熔体流动速率为
100 g/10min的高流动性共聚pp替代35 g/10min的PP ,注射压力可降低20%~25%。
通常情况下，通过提高加工温度来降低注射压力，进而降低制品的变形。
选用高流动性共聚PP
后，加工温度和注射压力都可以降低，能有效地抑制制品的变形，提高产品质量，这是传统的聚丙烯材料所难以做到的。
流动性的提高可以改善制品的设计应用，可用于结构复杂的大型薄壁注塑制品的设计，使长厚比（L/T）较大（如400/1）制品的设计成为可行。
材料流动性的提高，其螺旋流动长度（spiral f low l ength）加大，能成型较大长厚比的制品，高流动性共聚pp的开发，适应了这一需要。
熔体流动速率为100 g/10min的树脂螺旋流动长度较65 g/10min提高了15％，较35 g/10min提高了30％长厚比也增加了10％-20％（试验对比厚度为0.36mm、0.64mm的两种食品容器），长厚比能力的增加，使薄壁制品加工更为容易，并且向更薄更大的方面发展，节省材料；同时流动性的提高，可在较低的注射压力下得到长厚比更大的产品。
这意味着制品生产商可以利用注塑压力受限的现有设备生产更具竞争力的产品，并且可以很容易实现多腔注射（低流动性树脂必须采用较高压力才能达到）。
因此高流动性共聚pp在提高产品产量、降低生产成本及成型结构复杂的大型薄壁制品方面具有极大的应用优势。
二、国外高流动性共聚PP的开发及应用现状
早在20世纪90年代初，国外一些聚丙烯生产企业开发成功熔体流动速率再30~40g/10min 的嵌段共聚pp产品。
进入21世纪，世界几大跨国聚丙烯生产厂开发出超高流动性级pp 共聚物，成功地开发出流动速率为60-120 g/10min的超高流动性共聚pp新产品。
如Basell 公司的SC973熔体流动速率为100 g/10min; S C917熔体流动速率为65 g/10min;SG853熔体流动速率为55 g/10min;美国EXXON公司的PP7075P1熔体流动速率为100 g/10min,PP7065P1熔体流动速率为70 g/1Omin;北欧化工公司(Borealis）的BJ360M0熔体流动速率为
60 g/10min,BJ380M0熔体流动速率为80g/10min,BJ355M0熔体流动速率为100 g/10min;新加坡TPC公司的AX668熔体流动速率为65 g/10min; A tofina公司的PPC12712熔体流动速率为70 g/10min,PPC10712熔体流动速率为55 g/10min;南韩三星的B1920熔体流动速率为
60 g/10min;B1970熔体流动速率为100 g/10min等。
这些产品除具有高流动性性，还具有冲击强度及较好的刚性和韧性。
主要用于注射成型大型薄壁适中制品，如注射成型家电制品、汽车零部件、工业零部件、办公用具、家具及玩具等，极大地推动着汽车、家用制品、食品包装等大型薄壁制造业。
M ontell公司生产的熔体流动速率为55 g/10min的高流动性pp共聚物，可注射成型2. 5k g 重的日用包装制品。
可以采用原有的模具和压力，缩短了冷却时间，从而使成型周期缩短17％，制品质量减轻6 ％，总成本降低15％。
Atof i na公司熔体流动速率为35 g/10mn的嵌段共聚p p具有特殊分子结构和橡胶成份,具有吸收冲击能量的特性和较好的刚性。
用于注射成型可叠放包装制品，可以采用较低的模压（从8 M Pa降到6 M Pa）、较薄的壁厚，物料的熔融温度从245℃降到225℃，从而降低了能耗。
北欧化工开发出熔体流动速率为100 g/10min的高流动性共聚pp树脂BJ356M0，可用于注射成型长厚比达到400：1的冰淇淋类包装制品。
M ontell公司在聚合反应器中直接生产出熔体流动速率为35g/10min,55g/10min,100g/10min 的多种牌号pp树脂，不仅提高了树脂的加工性能（加工周期减少了20%），与加工性较差的树脂相比也有较好的低温韧性，使用该树脂的注射制品可与要求低温应用性能好的热成型PP及高抗冲聚苯乙烯竞争。