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溶剂法(又称浆液法或泥浆法、淤浆法)是早采用的聚丙烯生产工艺,但由于有脱灰和溶剂回收工序,流程长,较复杂等缺点,随着催化剂研究技术的进步,从八十年代起,溶剂法已趋于停滞状态,逐渐为液相本体法所取代。 [10]
工艺特点:(1)丙烯单体溶解在惰性液相溶剂中(如己烷中),在催化剂作用下进行溶剂聚合,聚合物以固体输粒状态悬浮在溶剂中,采用釜式搅拌反应器;(2)有脱灰和溶剂回收工序,流程长,较复杂,装置投资大,能耗高。但生产易控制,产品质量好;(3)以离心过滤方法分离聚丙烯颗粒再经气流沸腾干燥和挤压造粒。
该工艺的核心设备为MZCR(多区循环反应器系统)反应器R230系统。该反应器由提升管和下降管两部分组成。在提升管内聚合物通过反应气体向上吹,形成流化,并送入下降管的上部经过旋风分离器后,粉料在收集在下降管内。反应气体由离心式压缩机通过外部的管线循环,反应热依靠在外部循环管线上的循环器冷却器来移出。反应器产品通过安装在下降管下部的阀门排出。排出的粉料经过高压和低压脱气后,在生产均聚物和无规共聚物时,直接进行汽蒸和干燥,得到粉料产品。生产抗冲产品时,经过高压脱气后的粉料排入气相流化床反应器。该反应器仍采用Spheripol II气相反应器系统。共聚反应器为立式圆筒式容器,上、下为球形封头,下部为沸腾床,主体材料为不锈钢,内表面抛光。
针对聚丙烯在低温下的抗冲击性能差、耐候性不佳、表面装饰性差以及在电、磁、光、热、燃烧等方面的功能性与实际需要的差距,对聚丙烯加以改性,成为当前塑料加工发展为活跃的,取得成果为丰盛的领域。
PP(聚丙烯)树脂分子呈非极性结晶型线型结构,表面活性低,无极性。存在表面印刷性不良;涂布粘接不良;与极性高聚物难以共混;与极性增强纤维、填料难以相容的缺点。接枝改性是向其大分子链上引入极性基团,实现改善PP的共混性、相容性和粘结性,达到克服难共混、难相容与难粘接的缺点。在引发剂作用下,熔融混炼时接技单体进行接技反应,引发剂在加热熔融受热时分解产生活性游离基,当活性游离基遇到不饱和羧酸单体时,促使不饱和羧酸单体不稳定键打开后与PP活性游离基反应形成接技游离基,随后通过分子链转移反应而终止。PP常见的接枝改性方法有:熔融法、溶液法、固相法、悬浮法等。接枝改性后的PP分子链中氢原子被取代而呈现较强极性,这些极性基团使得PP相容性增强,耐热性、机械性能大幅提升。
在PP成型过程中,将硅酸盐、碳酸钙、二氧化硅、纤维素、玻璃纤维等填料填充于聚合物中,达到PP耐热性提高、成本降低、刚性提高、成型收缩率降低等,但PP冲击强度、伸长率也会随之降低。玻璃纤维作为一种性能的无机非金属晶须,价格低、绝缘好、耐热强、抗腐好,机械强度高,应用比较普遍,经玻璃纤维填充改性的PP性能得到明显的改善,但是玻纤添加量达到30%左右时,材料的机械性能才能有明显的提高;添加量过大时会导致部分玻璃纤维得不到充分浸渍,使聚合物基体与玻璃纤维界面的结合性能变差,导致复合材料的力学强度下降,并且随着玻璃纤维添加量的增加复合材料的流动性能降低,导致PP成型加工工艺性能困难。
经一定技术手段得到的改性PP,可具有优良的透明性和表面光泽度,甚至可以和典型的透明塑料(如PET、PVC、PS等)相媲美。透明PP更为的是热变形温度高,一般可110℃,有的甚至可达135℃,而上述三种透明塑料的热变形温度都低于90℃。由于透明PP的性能优势明显,近年来在都得以迅速发展,应用领域从家庭日用品到医疗器械,从包装用品到耐热器皿(微波炉加热用),都在大量使用。
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