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汽车用高流动抗冲共聚聚丙烯的研制开发

作　者: 田正昕
导　师: 郭锦棠；吴炳印
学　校: 天津大学
专　业: 化学工程
关键词: 汽车高流动抗冲共聚聚丙烯工业开发
分类号: TQ325.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

随着汽车普及率的不断提高,汽车轻量化、安全化、舒适化和环保成为当今汽车工业发展的主要趋势,将塑料替代金属用于汽车制造是汽车工业实现以上目标的一个重要手段,每辆汽车塑料的用量也成为衡量汽车生产技术水平高低的重要标志之一。聚丙烯树脂以其密度低、易加工等优异性能充分满足了汽车工业对材料的特殊要求,成为汽车行业中最重要的热塑性材料。北京燕山石化分公司聚丙烯事业部作为聚丙烯树脂专业生产厂要抓住这一时机,为中国汽车工业提供充足、适宜的原材料和技术支持,为他们提供性能优异的汽车用聚丙烯树脂。本课题针对汽车工业用高流动抗冲共聚聚丙烯树脂的开发进行深入研究和讨论。通过对国内汽车行业应用较多的进口聚丙烯原料的物性分析,结合我公司气相法聚丙烯装置的工艺技术特点和市场的需求,明确了汽车用高MFR抗冲共聚聚丙烯的研制指标。并采用双螺杆挤出机进行助剂配方筛选,采用现有的气相法聚丙烯装置进行了现场生产性实验。实验表明,在现有的气相法聚丙烯装置上通过加氢调节直接获得高熔融指数的聚丙烯很困难,比较可行的方法是在聚合过程采用氢调控制生产尽可能高MFR的基础树脂,熔融指数控制在8~10g/10min左右,并在此基础上通过可控流变技术在造粒过程中加入一定量的相对分子质量调节剂,使其最终熔融指数达到20~30g/10min。不仅使树脂具有高熔融流动性,而且可以减少相对分子质量调节剂的使用量,使生产成本更低。实验表明,抗冲共聚聚丙烯里增加一定量的橡胶组分,虽然在一定程度上提高了聚合物的韧性,但必定会使聚合物的刚性受到损失。为了保证抗冲共聚产品具有较高的刚性,这就需要多相聚合物中的丙烯均聚物相必须有很高的等规度,做到PP分子链段具有较高的立构规整性。在生产抗冲共聚物时,通过采用高效催化剂,选择适宜的外给电子体,使得生成的聚丙烯链段获得更高的立构规整性,减少聚丙烯无规链段的产生几率,从而使均聚相的等规度从97.4%提高到98%。实验表明,抗冲共聚物中乙丙无规共聚链可以通过构象上的变化吸收冲击能量,表现出优良的常温、低温抗冲击性能。通过实验,找出了体系中乙丙无规共聚链含量以及橡胶中乙烯含量与最终产品性能之间的关系,体系中乙丙无规共聚链的含量为15~18 wt %,同时控制乙丙橡胶中乙烯含量为50 wt %,这时

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-8
第一章前言  8-10
  1.1 课题的研究意义  8-10
第二章文献综述  10-33
  2.1 国内外汽车工业发展及对聚丙烯的需求  10-13
    2.1.1 汽车工业的发展  10-12
    2.1.2 国内外汽车工业对聚丙烯的需求  12-13
  2.2 高流动高抗冲击强度聚丙烯的生产技术  13-22
    2.2.1 催化剂体系  14-16
      2.2.1.1 采用氢调敏感性高的聚丙烯催化剂体系  14-16
      2.2.1.2 采用立构规整性好的丙烯聚合催化剂  16
    2.2.2 高流动抗冲共聚聚丙烯生产工艺技术  16-21
      2.2.2.1 Basell 公司液相、气相组合式聚丙烯工艺技术  17-19
      2.2.2.2 联碳（DOW ）公司的UNIPOL~(TM) PP 技术  19-20
      2.2.2.3 BP 的 INNOVENE PP 技术  20
      2.2.2.4 Borealis 的Bostar 工艺技术  20-21
    2.2.3 降解技术的应用和降解剂的选择  21-22
  2.3 国内外汽车工业用高流动共聚聚丙烯的发展  22-28
    2.3.1 国外汽车用高流动共聚PP 牌号的开发及应用  22-27
    2.3.2 国内汽车用高流动共聚PP 的开发  27-28
  2.4 国内外汽车用改性PP 专用料的发展  28-31
  2.5 本课题的研究背景与主要工作内容  31-33
第三章实验方案及方法  33-38
  3.1 实验原料  33
  3.2 分析项目、测试标准、实验仪器及方法  33-38
    3.2.1 物理机械性能  33-34
    3.2.2 微观结构分析  34-35
    3.2.3 助剂配方筛选实验  35-37
    3.2.4 生产工艺条件实验  37-38
第四章实验研究  38-53
  4.1 汽车用高MFR 抗冲共聚聚丙烯的研制指标的确定  38-40
  4.2 抗冲共聚聚丙烯树脂分子结构设计  40-41
  4.3 实验结果与讨论  41-52
    4.3.1 催化体系对均聚分子链等规度的影响  41-43
    4.3.2 乙丙无规共聚链的含量与冲击性能的的关系  43-45
    4.3.3 最佳的乙丙橡胶中乙烯含量与冲击性能的的关系  45-46
    4.3.4 控制乙丙橡胶相粒径和在体系中的分散程度  46-47
    4.3.5 高流动汽车用抗冲共聚物相对分子质量的控制  47-49
    4.3.6 稳定剂配方的筛选  49-52
      4.3.6.1 抗氧剂配方的筛选  49-50
      4.3.6.2 成核剂的筛选  50-52
  4.4 实验研究结论  52-53
第五章产品结构与性能分析  53-69
  5.1 汽车用抗冲共聚聚丙烯产品性能测试  53
  5.2 产品结构性能分析  53-67
    5.2.1 分子链结构分析  54-58
      5.2.1.1 相对分子质量及相对分子质量分布  54-56
      5.2.1.2 链序列结构  56-58
    5.2.2 聚集态结构  58-63
      5.2.2.1 结晶形态  58-60
      5.2.2.2 结晶度  60
      5.2.2.3 熔融、结晶过程  60-63
    5.2.3 相态结构（橡胶相形态）  63-66
      5.2.3.1 橡胶含量及组成  63
      5.2.3.2 SEM、AFM 分析  63-66
    5.2.4 流变行为  66-67
  5.3 改性配方试验  67-69
第六章结论  69-70
参考文献  70-74
致谢  74

汽车用高流动抗冲共聚聚丙烯的研制开发

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