PP链结构调控：聚合过程的点金术

来源：塑胶五金网发布时间：2014-03-07 09:54:50点击率：

　　●成果名称：聚丙烯分子链结构调控新技术及应用

　　●获奖情况：2012年度国家科技奖技术发明二等奖

　　●完成单位：北京化工研究院，镇海炼化

　　作为中石化第三代环管聚丙烯(PP)技术的核心技术之一，由北京化工研究院和镇海炼化分公司组织完成的“聚丙烯分子链结构调控新技术及应用”项目已成为高性能聚丙烯产品开发的新平台。多种高性能新产品正不断在此技术平台上被开发出来，为下游塑料加工企业降低生产成本、降低产业链生产能耗、减少污染性化学品的使用和气体排放作出了贡献，推进了我国聚丙烯行业的跨越式发展。该项目由此获得2012年国家技术发明二等奖。

　　据项目完成人、北京化工研究院副院长乔金樑介绍，该项目发明了可有效调控聚丙烯微观结构的“非对称加外给电子体”新技术，解决了催化剂性能无法在聚合过程中再调整的技术难题，采用该技术开发了3类高性能聚丙烯新产品。该项目技术和产品均属原始创新，并已在15套工业装置上得到推广应用。

　　聚丙烯全球年消费量超过6000万吨，约占塑料消费量的25%。专家指出，控制不同的分子链、聚积态等微观结构，可实现聚丙烯性能从橡胶一样的柔韧到工程塑料般的高刚范畴内的调节。高性能化可以减少材料的用量、延长使用寿命、改善食品药品接触安全性、提高环境友好性、拓宽应用领域、促进下游行业的技术进步，是聚丙烯重要的发展方向。

　　但长期以来，国内先进的聚丙烯技术主要依靠引进，产品主要依靠进口，国产聚丙烯产品基本定位于通用料、大路货，国内聚丙烯生产企业的利润越来越低。要破解这一困局，研究开发高性能、高附加值的聚合物产品是重要手段。而要实现这一目标，灵活调控聚丙烯的分子链结构是关键技术。受催化剂固有特征和传统聚合工艺技术的限制，分子链结构按理想的目标调控非常困难。

　　技术人员早已认识到要实现分子链结构的灵活调控，分别调控不同聚合反应器内催化剂的性质是关键。比如，在需要产品规整度高时让催化剂的立构定向性好，在需要产品有良好增韧效果时让其共聚性能好。这是聚丙烯技术人员的一个美好愿景，业界有人做过一些尝试，但均收效甚微。

　　基于长期以来对聚丙烯结构与性能关系和对聚丙烯分子结构调控深入研究的基础，北京化工研究院的技术人员提出了在不同反应器中加入不同种类或不同量的外给电子体来调控不同反应器中催化剂性能的新技术，并形成了用外给电子体与氢气和共聚单体共同调控聚丙烯分子结构的新工艺，进而可有效调控聚丙烯分子链结构和相结构。北化院的中试技术得到了镇海炼化的青睐，双方合作先后成功生产均聚双向拉伸专用树脂、高熔体强度聚丙烯、直接聚合法高熔指抗冲聚丙烯等多个高性能、高附加值产品。

　　高熔体强度聚丙烯，比之于进口的支化改性产品，熔体强高更高、品质更稳定，并消除了改性产品中的化学品残留。该产品在发泡领域得到很好的应用。实现了在物理发泡珠粒、化学发泡片材、物理发泡板材等方面的成功应用，特别是物理发泡板材方面，“拯救”了下游客户。合肥会通公司认为，与进口原料相比，制品表现出令人“惊艳”的效果。江苏微赛科技将100%闭孔率的制品展示给国际上一家的聚丙烯原料供应商，对方看后决定停止类似原料的开发。所生产的发泡片材被用于iphone5液晶屏的包装，也被用于音箱“震膜”的开发。

　　直接聚合法高熔指抗冲聚丙烯也创造了一个新产品开发的纪录，开发当年即实现产销量近2万吨;所生产的其他高性能树脂产销量逐年增加，至2011年底，已累计产销83万余吨，近三年达66.93万吨。

　　该项目在国内外聚丙烯行业的影响力日益提高，乔金樑教授受邀在2011年美国聚合物工程学会(SPE)做了报告后，技术和产品的成功引起了业界的广泛关注。

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