1、化工產業分析報告化工產業分析報告聚丙烯概述 聚丙烯(PP)作為熱塑塑料聚合物在塑料領域內有非常廣泛的應用，因所用催化劑和聚合工藝不同，所得聚合物性能，用途也不同。PP有許多有用的性能，但還缺乏固有的韌性，特殊是在低于其玻璃化溫度的條件下。然而，通過添加沖擊改性劑，可以提高其抗沖擊性能。 1. PP均聚物 聚丙烯(PP)作為熱塑塑料聚合物于1957年開頭商品化生產，是有規立構聚合物中的第一個。其歷史意義更表達在，它始終是增長最快的主要熱塑性塑料，2021年它的全國總產量到達300萬噸。它在熱塑性塑料領域內有非常廣泛的應用，特殊是在纖維和長絲、薄膜擠壓、注塑加工等方面。 1.1化學和性質 PP是在

2、金屬有機有規立構催化劑(Ziegler-Natta型)，如-TiCl3-(C2H5)2AlCl或TiCl3-(C2H5)3Al(效率300900克聚丙烯克TiCl3)作用下，使丙烯單體在掌握的溫度和壓力條件下合成的。因所用催化劑和聚合工藝不同，所得聚合物的分子結構有三種不同類型的立體化學結構，數量也不一樣。這三種結構是指等規聚合物、間規聚合物和無規聚合物。在等規聚丙烯(最常見的商品形式)中，甲基原子團都處在聚合物骨架的同一側，這一結構很簡單形成結晶態。等規形式的結晶性給予它良好的抗溶劑和抗熱性能。在前十年期間所用的催化劑技術使非等規異構體的生成到達最少程度，消退了對無價值的無規組分進行分別的必

3、要性，簡化了生產步驟。生產聚丙烯的工藝主要有兩種：一種是氣相法；一種是液體丙烯淤漿法。此外，還有一些老式淤漿工藝裝置在運行，它們采納一種液態飽和烴作為反響介質。 比擬而言，高密度和低密度聚乙烯都有較高的密度，相當低的熔點和較低的彎曲模量即剛度。這些性能差異導致了最終用途不同。剛度和易定向性使聚丙烯均聚物適合制作各種纖維和用于延展帶，而它們較高的耐熱性使它們能用于制作硬的高壓容器和器具及汽車的模塑部件。 影響聚丙烯均聚物的加工性能和物理性能的主要因素包括：分子量(通常用流速表示)；分子量分布(簡稱MWD)；有規立構性和助劑。聚丙烯平均分子量范圍從約200 000到600 000。分子量分布通常用

4、聚合物的重均分子量()與數均分子量()的比值表示，。該式又稱為多分散性指數。 一個聚合物的分子量分布對它的加工性能和最終使用性能有舉足輕重的影響。這是由于熔融態的聚丙烯對剪切敏感，即當施加的壓力上升時，其表觀粘度降低。分子量分布范圍寬的聚丙烯比分布窄的更對剪切敏感，因而具有寬范圍分子量分布的材料在注塑過程中更易于加工。某些特定的用途，特殊是纖維，那么要求窄范圍的分子量分布。分子量分布與催化劑體系和聚合反響工藝都有關系。常用過氧化物在反響器后面的擠壓過程進行化學裂解，使分子量分布范圍變窄。這一過程稱為掌握流變學(CR)過程。 與聚乙烯相比擬，等規聚丙烯其獨特的分子結構及螺旋狀晶體導致其分子鏈更易

5、受光和熱而氧化降解。在通常的加工和最終使用條件下，聚丙烯要經受無規的斷鏈作用，導致分子量降低和流速上升。全部的商品級聚丙烯都含有穩定劑，以便在加工時保護材料，供給令人滿足的最終使用性能。對于特殊的用途，除了加抗氧劑和紫外線抑制劑外，還須加其它添加劑。例如：在薄膜配方中參加潤滑劑和防粘劑，以削減摩擦系數并防止薄膜自身粘連。在包裝材料中添加抗靜電以消退靜電荷。為了提高透亮度或縮短模型周期，那么需用成核劑。均聚物樹脂通常按流速和最終用途分類。流速取決于平均分子量和分子量分布兩者。某些特別用途要求流速高達400分克分鐘，而一般商品均聚物的流速那么在0.5-50分克分鐘的范圍以內。流速通常是確定加工特性

6、最主要的因素。 1.2加工和應用 聚丙烯極好的流淌性能和寬范圍的流速，以及其它獨特的聚合物特性相結合，使它具有優異的加工性能。較低的流速能滿意擠壓帶、帶狀長絲和單絲等的加工要求，還能使成品有抗張強度和低延長性，同時保持足夠的橫向完整性，使卷絲機導向裝置上的劈裂和粉塵飛揚的狀況到達最低程度。為了抵消它們特有的低橫向強度和斷裂傾向(原纖化)，定向程度更高的薄膜到纖維產品，如：粗纖度紡織品、細繩和繩子，通常要求流速在720的范圍內。含有發泡劑的裝飾帶條產品是由流速接近于10的聚丙烯擠壓而成的，這樣才能使熔體強度和定向力量到達適當的均衡。這種聚合物經中等程度的定向，能產生光滑的類似緞于一樣的外表效果，

7、產品有足夠的橫向強度可以延緩斷裂。非織布和多絲產品的擠壓需要一種低粘度、自由流淌的材料，因此，流速極高的聚丙烯用于這些用途。 澆鑄PP薄膜大量用于繪圖藝術品方面。另外，薄膜可以雙軸取向和熱變定，使具有極好的機械性能和熱性能，應用于各種性能層合材料和包裝材料方面。使用管式水冷激工藝可以把PP加工成共擠出吹制薄膜以及單層薄膜。熱成型用的擠塑片材要求使用低流速配方的材料，使具有足夠的熔體強度。當使用PP擠塑型材時，較低的流速加工性能總是要好些。型材擠壓通常限于較小的截面以便能用水急冷保證產品具有足夠的韌度。PP還可以擠塑成管狀產品，如飲料吸管和飲用水管。PP在線纜涂層方面也有用途。 在用量方面僅次于

8、擠塑的注塑加工很適應聚丙烯的特性。PP良好的流淌性能和強韌機械特性，被利用來生產很多種不同類型的具有內在的強韌機械性能的產品。良好的加工性能與極好的抗應力斷裂性能產生了優良的模塑成型的密封罩。一般而言，低流速配方材料用于生產厚壁產品和那些要求韌性的產品。高流速的材料用于生產薄壁部件和要求快速加工的產品。 1.3市場 PP均聚物可使用各種加工工藝，生產范圍很寬的產品。擠塑制品是消耗PP的最大市場，而紡織纖維和單絲又是其中最大的局部。長期以來，PP始終是制造纖維的主要原料，這是由于它的著色力量、耐磨損、耐化學品性能以及有利的經濟條件。定向和非定向薄膜占據擠塑制品市場的其次大份額，并且是連續保持增長

9、的領域。 接下來，注塑品是PP均聚物的其次大市場，包括容器、密封器、汽車方面的應用、家庭用品、玩具及其它很多消費品和工業方面的最終用途。很多吹塑容器選用聚丙烯，是由于它的良好的隔潮性能和足夠的清沏度。鑒于對將來塑料制品的新需求，PP均聚物將連續保持增長。良好的經濟方面的條件、良好的機械性能以及重量輕、著色力量強和易于加工等特性，將使PP連續成為本世紀眾多應用領域的首選材料。 2.抗沖擊型PP共聚物 PP有許多有用的性能，但還缺乏固有的韌性，特殊是在低于其玻璃化溫度的條件下.然而，通過添加沖擊改性劑，可以提高其抗沖擊性能。傳統改進性為彈性體，通常為乙丙橡膠。普遍認為，遍布于半結晶態聚丙烯基體內的

10、橡膠粒子，能在界面上形成很多應力集中點，防止局部形變，和斷裂擴展。抗沖擊改性劑始終是在共混時添加進去的，最近，彈性體組分的現場合成已經具有商業重要性。而且，正在宣揚用一種新系列的沖擊改性劑來代替乙丙橡膠，即Flexomer聚烯烴、Exact塑彈體和Insite聚合物。這些都是烯烴聚合物，它們填補了極低密度聚乙烯和傳統乙丙彈性體之間的空白。 2.1化學和性能 等規PP均聚物，是在Ziegler-Natta催化劑體系催化下，由丙烯聚合而成的。乙丙橡膠組分在一系列反響器中合成的，或是預先購置，然后在擠壓機內與PP均聚物共混。生成的抗沖擊聚丙烯經粒化后出售。現場生產的抗沖擊PP共聚物，可以通過選用適宜

11、的催化劑組成及反響器條件，來精確地掌握其重要的性能。催化劑組成和反響器條件打算基體樹脂的結晶度、橡膠組分的組成和數量及總體分子量分布。 抗沖擊PP是最輕的熱塑性塑料之一，其密度低于1，每磅產品的價格低于PET、PBT、高抗沖擊聚苯乙烯和ABS。按比容計，抗沖擊PP的單位體積本錢低于上述那些樹脂和聚氯乙烯(PVC)。僅有HDPE在這方面堪與匹敵。抗沖擊型PP通常在適中的溫度下加工，范圍為350550F。抗沖擊聚丙烯共聚物具有廣譜的熔體流淌速率，通常范圍為從小于1到約30。具有最高熔體流淌速率的樹脂，通常是由熔體流淌速率較低的材料“減粘裂化制得。也就是對從反響器出來后的材料進行一步反響，降低平均分

12、子量，從而制得熔體流速更高的產品。抗沖擊聚丙烯共聚物對化學品和環境應力斷裂有很高的對抗力。經處理后，材料可具備優良的懸臂梁式沖擊強度和較低的加納爾沖擊性能。懸臂梁式沖擊強度范圍在0.5到大于15英尺磅英寸；在-40F下，加納爾沖擊強度范圍為15到300英寸磅以上。 橡膠組分為聚丙烯供給了沖擊強度，卻使抗沖擊聚丙烯相對于均聚物而言，降低了剛度和熱變形溫度。加填料的抗沖擊聚丙烯共聚物能夠忍受更高的溫度而不變形。填料一般為玻璃纖維。云母、滑石和碳酸鈣。這些聚合物的最終用戶應當知道對每一種規格的產品，在不同的熔化強度、熔體流速、剛度和熱變形溫度之間需作出權衡。 2.2用途 抗沖擊聚丙烯的主要商業用途是用在汽車、家用品、器具中的注塑件。它的抗沖擊力量、低密度、著色力量和加工性能使它成為抱負的材料。具有較高熔體流速的中等抗沖擊樹脂品級有較高的流淌性能，這個特點在注塑大型部件如：汽車面板時特殊有用。 高抗沖擊力量具有較低熔體流速的樹脂