固相催化苯乙烯與乙烯基不飽和硅烷復(fù)合改性延煉T30S制備HMSPP
成果概況
| 成果類別: | 應(yīng)用技術(shù) | 體現(xiàn)形式: | 新材料 | 課題來源: | 國(guó)家科技計(jì)劃 |
| 起止時(shí)間: | 2011.01 至2012.12 | 研究形式: | 獨(dú)立研究 | 所處階段: | 中期階段 |
| 成果屬性: | 原始性創(chuàng)新 |
成果簡(jiǎn)介
(1)技術(shù)領(lǐng)域和技術(shù)原理;
通常非晶態(tài)聚合物(如ABS、PS)在較寬的溫度范圍內(nèi)存在類似橡膠一樣的彈性行為,而處于半結(jié)晶的聚丙烯則沒有。這一缺點(diǎn)影響了聚丙烯不能在較寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱成型,它的軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)非常接近,一旦到達(dá)熔點(diǎn),熔體粘度急劇下降,隨之熔體強(qiáng)度也大幅下降,導(dǎo)致在熱成型時(shí)制品壁厚不均,擠出發(fā)泡泡孔塌陷等問題,大大限制了聚丙烯在某些方面的應(yīng)用。高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)就是指熔體強(qiáng)度對(duì)溫度和熔體流動(dòng)速率不太敏感的聚丙烯,極具開發(fā)應(yīng)用前景。
HMSPP是一種樹脂含有長(zhǎng)支鏈的聚丙烯,長(zhǎng)支鏈?zhǔn)窃诤缶酆现幸l(fā)接枝的,這種均聚物的熔體強(qiáng)度是具有相似流動(dòng)特性普通聚丙烯均聚物的9倍,在密度和熔體流動(dòng)速率相近的情況下,HMSPP的屈服強(qiáng)度、彎曲模量以及熱變形溫度和熔點(diǎn)均高于普通聚丙烯,但缺口沖擊強(qiáng)度比普通聚丙烯低。
本項(xiàng)目采用丙酮溶劑法,既用丙酮作為苯乙烯與乙烯基不飽和硅烷的載體,采用計(jì)量泵將混合溶液輸入到擠出機(jī)內(nèi),同時(shí)將過氧化物引發(fā)劑與聚丙烯T30s共混,經(jīng)喂料器進(jìn)入到擠出機(jī)螺桿,在170-210℃間,一步擠出完成苯乙烯對(duì)延煉聚丙烯T30S接枝及乙烯基不飽和硅烷延煉聚丙烯T30S交聯(lián)復(fù)合改性,獲得HMSPP,使其熔體強(qiáng)度大于20cN。可以獲得高性能的HMSPP。
(2)性能指標(biāo)
完成高熔體強(qiáng)度聚丙烯的制備的全部計(jì)劃研究工作,并取得理想的效果,各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到開題指標(biāo)。為了取得較好的進(jìn)展,下一步要繼續(xù)完善和改進(jìn)。
密度0.91 g/cm3
斷裂伸長(zhǎng)率631%
熱變形溫度137℃
熔融指數(shù)1.89 g/10min
熔體強(qiáng)度0.41 N
(3)與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)比較及項(xiàng)目的創(chuàng)造性、先進(jìn)性;
本項(xiàng)目選題新穎,采用固相催化及丙酮溶劑法一步改性工藝,完成苯乙烯對(duì)延煉聚丙烯T30S接枝及乙烯基不飽和硅烷對(duì)T30S交聯(lián)復(fù)合改性,獲得HMSPP,課題技術(shù)含量高,技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。
創(chuàng)新性:
①采用延煉聚丙烯(T30s)粉體進(jìn)行接枝和交聯(lián)復(fù)合改性,獲得高熔體強(qiáng)度聚丙烯;
②采用苯乙烯和乙烯基長(zhǎng)鏈不飽和硅烷對(duì)T30s進(jìn)行一步接枝和交聯(lián)復(fù)合改性;
③采用丙酮溶劑作為苯乙烯與乙烯基不飽和硅烷的載體,一步擠出完成延煉聚丙烯T30S接枝交聯(lián)復(fù)合改性。
(4)作用意義
本項(xiàng)目采用丙酮溶劑法,既用丙酮作為苯乙烯與乙烯基不飽和硅烷的載體,采用計(jì)量泵將混合溶液輸入到擠出機(jī)內(nèi),同時(shí)將過氧化物引發(fā)劑與聚丙烯T30s共混,經(jīng)喂料器進(jìn)入到擠出機(jī)螺桿,在170-210℃間,一步擠出完成苯乙烯對(duì)延煉聚丙烯T30S接枝及乙烯基不飽和硅烷延煉聚丙烯T30S交聯(lián)復(fù)合改性,獲得HMSPP,使其熔體強(qiáng)度大于20cN??梢垣@得高性能的HMSPP。
延煉現(xiàn)有聚丙烯T30s產(chǎn)量超過36萬(wàn)噸,加上榆林能化在建年產(chǎn)60萬(wàn)噸、延安能化的25萬(wàn)噸,將來的聚丙烯生產(chǎn)產(chǎn)量會(huì)達(dá)到100多萬(wàn)噸/年的規(guī)模。本課題緊密圍繞陜西省PP下游高附加值產(chǎn)品的研究展開,對(duì)PP產(chǎn)業(yè)鏈的延伸加工、提高PP產(chǎn)品附加值、擴(kuò)大生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)規(guī)模、提高陜西省產(chǎn)業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。對(duì)HMSPP研究過程中,注重節(jié)能、環(huán)保和降低成本技術(shù)的研究,研究擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的HMSPP制備技術(shù),為PP下游高附加值產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
目前,國(guó)內(nèi)對(duì)苯乙烯與乙烯基不飽和硅烷對(duì)T30s復(fù)合改性獲得HMSPP的報(bào)道幾乎沒有。從國(guó)外的工作來看,按照國(guó)外相關(guān)研究看也未發(fā)現(xiàn)相關(guān)報(bào)道。因此,通過設(shè)計(jì)丙酮做溶劑采用苯乙烯和乙烯基不飽和硅烷對(duì)T30s一步改性獲得熔體強(qiáng)度大于20cN的HMSPP的方法,為HMSPP的制備開辟了一條全新的道路。通過優(yōu)化HMSPP的改性工藝,為HMSPP工業(yè)化生產(chǎn)奠定理論基礎(chǔ),并提供詳實(shí)的數(shù)據(jù),為拓展HMSPP的應(yīng)用領(lǐng)域和使用范圍打下堅(jiān)實(shí)的工作基礎(chǔ)。
(5)本項(xiàng)目應(yīng)用推廣的前景、范圍、條件,存在的問題和改進(jìn)意見;
本項(xiàng)目已在西安漢華橡膠科技有限公司轉(zhuǎn)化生產(chǎn),并在陜西延長(zhǎng)石油工貿(mào)公司黃陵石化制品廠推廣使用,已獲產(chǎn)值400萬(wàn),利潤(rùn)35萬(wàn)。目前我國(guó)高熔體強(qiáng)度聚丙烯需求量2010年是30萬(wàn)t/a,預(yù)計(jì)未來幾年,將以20%的速度遞增,2013年的需求達(dá)到40萬(wàn)t,基本完全依賴進(jìn)口。因此本項(xiàng)目具有很好的市場(chǎng)前景,產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。
目前我國(guó)高熔體強(qiáng)度聚丙烯需求量2010年是30萬(wàn)t/a,預(yù)計(jì)未來幾年,將以20%的速度遞增,2013年的需求達(dá)到40萬(wàn)t,基本完全依賴進(jìn)口。因此本項(xiàng)目具有很好的市場(chǎng)前景,產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。
應(yīng)用前景
| 主要應(yīng)用行業(yè): | 制造業(yè) | 知識(shí)產(chǎn)權(quán)形式: | 專利 |
| 應(yīng)用狀態(tài): | 小批量或小范圍應(yīng)用 | 擬轉(zhuǎn)化方式: |
單位概況
| 完成單位: | 陜西省輕工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 | ||
| 單位地址: | 陜西省西安市碑林區(qū)金水路6號(hào) | ||
| 單位電話: | 029-82234152 |
聯(lián)系方式
| 聯(lián)系人: | 田小艷 | 聯(lián)系人電話: | 13659181430 | 聯(lián)系人Email: | yangjinming7414@126.com |
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