透明聚丙烯的研制

研究与开发(7~9)透明聚丙烯的研制张兰波孙旭东中国石油兰州石化公司石油化工研究院甘肃兰州730060)摘要以均聚聚丙烯F401为原料研究了成核剂及分子质量调节剂的种类、用量及加工方式对透明聚丙烯性能的影响。结果表明迕选用透明剂A作成核剂质量分数为0.3%挤岀温度在170~240℃范围內时得到了雾度为15%以下各项性能优异的透明聚丙烯。同时指岀在成核剂量一定旳情况下透明化母料的量越大所生产的透明PP的透明度越高。关键词聚丙烯剂透明透光率中图分类号:0325.1+4文献标识码文章编号1009-0042002)1-000-03随着塑料工业的迅速发展聚丙爔(PP)以其属催化剂催化合成机械性能好、无毒、相对密度低、耐热、耐化学药由于技术难度较低、灵活性好、简单易行添品的优良特性成为合成树脂中增长速度最快、加透明剂成为目前最常用的使P高性能化、高新品开发最为活跃的品种之一。而近年来开发透明化的有效方法。为适应市场需求增加产品的透明PP性能更为突出特别是优良的透明性品种在兰州石化公司石油化工厂现有产品聚丙和光泽度较高的热变形温度(一般高于110℃,烯F401的基础上采用添加成核剂的方法将有的高达135℃以上)都可与典型的透明材料F401改性为透明PPPET PVC和PS)等相媲美1。因此在对透明性要求高需高温下使用或消毒的器具方面如透明1实验部分⑩饮料杯、微波炉炊具、婴儿奶瓶、医用注射器和文1.1主要设备件夹等具有更广阔的应用范围。此外透明PP高速混合机H-200A北京塑料机械厂双在价格上的优势使之在市场上具有巨大澘力。螺杄挤岀机SJ-58四川什邡机械厂塑料注射据推算囯外透明P的市场需求较大,市场容量机ⅹSs-ZY-125大连塑料开发中心熔体流动总计可达1500~1600k/a,并仍以较快的速度速率测定仪6942000.五盛有限公司洸电雾度测增长预计到2005年市场需求量可达2000定仪WGW,海第三光学仪器厂拉力试验机2500kt/a国内对透明聚丙烯树脂的需求量也XL-2500N上海化工机械四厂。在悄然增长正成为国内聚丙烯树脂市场的新卖1.2原料及助剂点随着应用领域的进一步拓展预计到2005年1.2.1聚丙烯粉料国内需求量可达200~300k/a由于国内此类PP粉料是石油化工厂聚丙烯车间的中间产产品的研究与开发起步较晚与国外存在较大差品其质量指标为外观呈白色粉末状熔体流动距国内聚烯烃装置还未有大批量生产,国外速率为10min).0~4.0g等规度不小于96%些化工厂家已看准了透明聚丙烯制品在中国市拉伸屈服强度不小干MPa诙分含量不小于场的澘在容量相继在辽宁、河南和重庆等地投0中国煤化工gm资建设了此类产品的生产企业并以100多t1CNMHG月的产量不断开发市场。透明剂A进口3988;透明剂B,国产LY目前新的高透明P树脂主要通过3种途径获得添加透明改性剂即成核剂合成本身具有收稿日期20-0-x6回日期201-0-15出色透明性存产品即无规共聚物采用茂金作者简介张兰1971)女辽宁沈阳人工程师。石化技术与应用第20卷9002抗氧剂兰州化学工业公司生产滷素吸收聚烯烃的热性能、光学性能和机械性能都剂市购汾分子质量调节剂A液体),市购汾子质与其结晶结构密切相关,控制结晶的一个常用量调节剂改固体)市购办法是加异相成核剂,使之成为异相核心先于1.3工艺过程PP结晶,有效地提高成核密度,晶体尺寸变小,将透明剂、PP粉末及助剂按一定比例、顺序不能有效地散射可见光,从而改善了光学性在高速混合器中搅拌混合均勺,经挤出机挤压能3后过水槽冷却进行切粒得到透明PP成品再透明剂A的量对PP雾度和光泽度的影响如取适量成品压片并测定试样的性能。表2所示。表2透明剂A的质量分数对PP雾度和光泽度的影响%2结果与讨论雾度透光率2.1透明PP配方设计2.1.1透明剂的选择近年来国内外多家企业对PP透明剂的研究和开发已相当活跃主要分为无机物和有机物1279,62大类而大量实践证明有机类中山梨糖醇苄叉衍生物已成为国内外开发品种最多、产销量最大的一类PP透明剂2。本工艺在众多品种中选用从表2可以看出隨随着透明剂用量的增加,了进口透明剂A和国产透明剂B采用相同的助聚丙烯的雾度降低,而透光率增大这是由于随剂配方相同的工艺操作条件下,考察了透明剂着透明剂加入量的增多,晶体尺寸减小,晶体数AB对PP性能的影响结果见表1。目增多减少了入射光的折射从而增大了透明度但当透明剂的加入量达到一定浓度时,雾度表1不同透明剂配方下产品性能的比较无明显变化可能是透明剂含量过高在PP中成透明剂种类簇的原因2.1.3分子质量调节剂的筛选及用量对产品的MFR 10 min ys透光率/%影响雾度/%四2白无透明聚丙烯可适用于注塑、挤塑及吸塑等多外观种成型工艺但兰化F401聚丙烯的熔体流动速率气味稍有异味偏低对于高流动性的注塑工艺无法适应因此选用了一种液体调节剂和一种固体调节剂。在从表1可以看出透明剂AB的加入都能使相同条件下,考察了2种调节剂的用量对产品PP的透光率达到75%以上且加入A后透光率MFR的影响。不同调节剂及用量对PP性能的影更优于加B的雾度也有所下降。综合考虑透明响如表3所示。PP的实际应用宜选用透明剂A作为助剂。从表3和实际操作中发现随着调节剂用量2.1.2透明剂A加入量的确定的增加,产品MFR均逐渐升高的同时,透明PP表3不同调节剂及用量对PP性能的影响液体调节剂中国煤化工00.0010.0020.070.0CNMHG0.30,4MFR( 10 min y雾度12.011.811,010.59,412,011.010.29.8气味无无无有很大很大很大第1期张兰波等.透明聚丙烯的研制的雾度也有所下降,有效地改善了PP透明度。心的辐射测试产品符合中华人民共和国医药行而加入液体调节剂后MFR的变化趋势更显著,业标准YY0242-1996使PP的流动性提高更有利于透明P的注塑成透明PP与普通PP的性能对比见表5。型。但由于液体调节剂本身在高温下易爆炸的缺点在加工过程中有很多局限性因此在生产装置表5透明PP与普通PP的性能对比上生产高MFR的透明P还有待于进一步探讨性能普通PP透明PP雾度/%2.1.4透明化母料的配制透光率/%48.079.6助剂分散的好坏直接影响透明PP的质量熔体流动速率10min)yg分散不好会影响其透明度,使透明制品中出现洛氏硬度R拉伸强度/MPa白点,因此,一般通过按比例直接加入纯助剂维卡软化点/℃534及配制好的透明化母料A,B来生产透明P。实验结果见表4。4经济效益评估表4母料对透明PP性能的影响透明PP的价格受原料P、助剂等的价格及透明PP的性能纯助剂料A母料B市场需求等因素的影响较大其中透明剂的价格是最重要的影响因素透明P预售价为7800雾度45.98000元t当采用不同的透明剂制备透明PP时效益估算见表6。从表4可以看出用透明化母料生产的透明表6经济效益估算元/tPP比用纯助剂生产透明PP的透明度高实验得透明剂透明PP成本增效到这样的结论在配方中助剂量一定的情况下进口57252275~3275透明化母料的量越大所生产的透明PP的透明52252775~3775度越高。2.2挤出机温度的影响选定配方加入透明剂A液体调节剂)并固5结论定挤岀机的螺杄转速挤岀机温度主要取决于透a.透明剂的加入提高了PP的透光率降低明P的流动性因此适当地提高温度,有利于了雾度。随着加入量的增加透光率增大。但用调节剂的完全分解但温度不宜过高。因为P量过高时在P中成簇有效浓度下降。降解产生臭味和色相问题透明剂的耐热性具有b.基于兰州石化F401的MFR偏低,为适应定的要求温度过高会引起分解使透明料变后加工需要,选择适量的分子质量调节剂调整黄。在实际生产中此透明料的最佳挤出温度为其流动性。170~240℃。c.透明PP具有一般PP的加工特性,因此,适用于各种形式的加工工艺。由于透明聚丙烯3透明聚丙烯的主要性能的初始结晶温度高出普通聚丙烯10~20℃且结由于透明剂的加入有效地提高了成核密晶速度也快故在吹塑和注塑加工中可缩短加度、透明性并且表面光泽得到眀显改善其机械工周期提高设备生产能力性能也得到了改善聚丙烯的适用领域得到了很大程度的拓展本产品在兰州包装材料厂、兰州辐射中心进1H中国煤化工CNMHG现代塑料加工应用,199行了应用实验结果表明该材料性能稳定成型【2]周春怀杨军忠高光泽聚丙烯的研制门塑料加工1992容易制得的产品透明度高;该产品可与韩国等(2)26国的进口的同类材料相媲美通过了兰州辐射中[3]苗迎春透明聚丙烯性能的研究J1塑料科技199942