摘要：聚丙烯已经被广泛应用于各个领域。作为一种重要的化工产品，其生产工艺也不尽相同。主要介绍了溶液法、淤浆法、本体法和气相法，并对这几种生产工艺进行了利弊分析，介绍了聚丙烯产品应用的领域，并提出了该工艺的发展方向。
关键词：聚丙烯；生产工艺；应用进展
前言
聚丙烯是一种用途广泛、性能较好的合成树脂，在合成树脂大家庭中所占比重也比较大，其中，国内、世界的合成树脂为聚丙烯。聚丙烯无毒、无味、耐酸碱且韧性高，其下游产品被广泛应用于医疗卫生、建筑建材、电子器械等领域。
一、聚丙烯生产工艺介绍
1、溶液法生产工艺
Eastman公司拥有溶液法生产聚丙烯的生产工艺，这也是早期聚丙烯生产采用的工艺。此工艺采用的是往高温度的溶液聚合反应里添加经过改进的催化剂体系-锂化合物。本工艺过程：往聚合反应器里连续添加催化剂成分、单体和溶剂，在减压的条件下对溶剂中还没有参与反应的物质进行挑拣与分离，然后还要额外地加入一些溶剂来使溶液黏粘度降低，最后还要用滤网进行过滤，把没有反应的催化剂除掉。在溶剂的浓缩方面主要是应用各种型号的蒸发器和一套能够除掉挥发物的设备使其成为固体聚合物。使固体聚合物得到最大限度提纯的方法是在其中加入一些庚烷类烃加以萃取，这样就能够最终形成聚丙烯。应用溶液法生产出来的聚丙烯已经不使用乙醇，不再采用多部蒸馏的过程，具有一定的优势。溶液法生产聚丙烯主要用于生产一些模量更低、韧性更高的特殊产品，是淤浆法的产品所不能比拟的。
2、淤浆法生产工艺
随着工艺不断进步，传统的淤浆法工艺被采用的比例越来越小。对传统的方法进行了改进，改进后的工艺采用的是二代催化剂，具有较高的活性，并且能够略去催化剂脱灰这一道工序，也会降低无规聚合物生产比例，所以通常是应用在均聚物、无规共聚物以及抗冲共聚物产品的生产中。
3、气相法生产工艺
近年来气相法生产工艺越来越多地被应用于聚丙烯的生产。现在，应用气相法来实行聚丙烯生产的企业主要有BP公司的Innovene工艺、智索公司的Chisso工艺等。
3.1、BP公司的Innovene工艺
本工艺采用的是的CD催化剂（由主催化剂TiC14和载于MgCl2上的内部改性剂二正丁基钦酸醋DNBP和助催化剂三乙基铝和硅烷外改性剂组成），具有高活性、高定向能力，并且能控制粒子状态的特点。Innovene工艺的特点：①采用的是接近活塞流的卧式搅拌床反应器，这种反应器生产的共聚产品的刚性和抗冲击非常好。由于独特的反应器设计，使得该工艺产品过渡时间短，产品之间的切换比较容易，减少了过渡性的产品。②物料从第一反应器输送到下一个反应器时，本工艺采用的气锁系统可以使得两个反应器之间串流现象免于发生。③在产品的生成过程中如果遭遇急迫的情形时，就可以立即停止催化剂的加入，同时快速让反应压力降低，这就可以在几分钟时间内使反应停止。
3.2、智索公司的Chisso工艺
Chisso工艺是以Innovene技术为基础的，其相似之处就是反应条件相似，反应器的设计基本相同，但是两种工艺也存在以下几点区别：①Chisso工艺是上下垂直布置两个反应器的，上面反应器的出料直接靠重力流入气锁装置，再用丙烯气压送入第二个反应器。这就不同于Innovene工艺两个反应器平行水平布置，第一反应器的出料进入高处的沉降器，分离出聚合物粉料再靠重力进入气锁装置，然后再用丙烯气压送入第二反应器。②Chisso工艺采用的THC-C催化剂，此催化剂具有高活性和选择性的特点，为了避免产品中细粉增多，降低流动性，共聚反应困难，需要对该催化剂预处理，用己烷配成浆液，加少量丙烯进行预聚。而Innovene工艺采用的CD催化剂具有非常好的形态控制、高活性和选择性，不需要预处理。③Chisso工艺比Innovene工艺设计更简单、能耗更低。
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二、聚丙烯应用进展
1、机械及汽车制造零部件
聚丙烯具有良好的机械性能，可以直接制造或改性后制造各种机械设备的零部件，如制造工业管道、农用水管、电机风扇、基建模板等。改性的聚丙烯可模塑成保险杠、防擦条、汽车方向盘、仪表盘及车内装饰件等，大大减轻车身自重达到节约能源的目的。汽车塑料化是汽车工业发展的必然过程，PP用于汽车工、业具有比较强大的竞争力，但是其模量和耐热性都不高，冲击强度也差，不能直接用于汽车配件，目前，汽车使用的基本都是改性的PP，其耐热性大大提高，因此改性的PP用于制作汽车配件前景广阔。
2、电子及电气工业器件
改性的聚丙烯可用于制作家用电器的绝缘外壳及洗衣机内胆，普遍用于电线电缆和其他电器的绝缘材料。赵振辉等公开了一种阻隔性聚丙烯复合材料及其制备方法，采用重量份数的均聚聚丙烯60~80份，乙烯-乙烯醇共聚物20~40份，相容剂（聚丙烯马来酸酐接枝物与乙烯-乙烯醇共聚物的反应物）1~10份，于170℃~190℃条件下混炼制成。该聚丙烯复合材料具有较高的韧性，其冲击强度高达210J/m，具有较高的气体阻隔性能，透水蒸汽速率接近2000g•μm/（m2•24h）。在制备阻隔性薄膜时，可采用传统的制膜工艺进行生产，工艺较为简单，生产的成本较低，具有推广应用前景。
3、塑料管材
2003年全国塑料管材总产量突破180万t，同比增长23%。早期，PP管材主要用作农用输水管，但是由于早期产品性能还存在一些问题（抗冲击强度、耐老化性能较差），市场未能打开。随着上海塑料建材厂首家引进国外先进技术，采用进口PP-R料生产的输送冷、热水用的管材得到市场认可后，已有不少厂家建设PP-R管材生产线，价格也由投产初期的2万~3万元/t不断回落，但PP-R管材在塑料管材市场上的占有率仍然很低。据反映，国产PP-R料与进口料比较还有一定差距，质量有待改进和提高。据报道，韩国开发出一种耐高压给水管用无规共聚聚丙烯PP-R112新牌号，使用该牌号生产的管材可在20℃和11.2MPa的超高压状态下使用50年。
塑料管材是我国化学建材推广应用的重点产品之一，建设部曾于2001年发出“关于加强共聚聚丙烯（PP-R、PP-B）管材生产管理和推广应用工作的通知”，要求有关部门共同做好从原料、加工、质量以至管材使用、安装等工作，要严格把好PP管材质量关，以利更好地做好我国PP管材的生产、应用、推广工作。
4、高透材料
随着人们生活水平不断提高，必然带来在文化、娱乐、食品、医疗、材料、居室装饰等各个方面不同变化的要求与提高，市场中很多物品越来越多地使用透明材料。因此，开发透明PP专用料是一个很好的发展趋势，尤其需要透明性高、流动性好，成型快的PP专用料，以便设计加工成人们喜爱的PP制品。透明PP比普通PP、PVC、PET、PS更具特色，有更多优点和开发前景。
结语
目前，世界上生产聚丙烯的厂家都在致力于新工艺、新催化剂以及新产品的研发。虽然我国的聚丙烯技术也发展较快，但是跟国外相比还是存在一定差距的，规模小、集约化程度低、产品档次不够、市场竞争力差等。因此，我国的聚丙烯工艺也需要在老的生产工艺的基础上研发新工艺，提高生产能力，开发新的催化剂，提高催化剂活性，开发新产品等，促进聚丙烯产业的新发展。
参考文献：
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[3]仿醋纤低旦烟用聚丙烯纤维的研制[J].范广军.广西化纤通讯.2001（01）
[4]吴长江.聚丙烯技术新进展[J].石油化工，2006，35（3）：289-293.
论文作者:刘金龙,王喆
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2019/1/3
标签：聚丙烯论文; 工艺论文; 反应器论文; 催化剂论文; 管材论文; 生产工艺论文; 产品论文; 《基层建设》2018年第32期论文;