无规共聚聚丙烯PPR管材专用料研制和生产

摘要

在聚丙烯管材中PPR管材由于具有优良的机械性能、化学稳定性、加工性能、抗蠕变性能以及较好的耐热耐压性能，在耐压热水管材中成为首选。发展冷热水用PP管材业，其原材料的国产化，是必须具备的条件。针对冷热水用PP-R管材巨大的市场空间和发展前景，为了满足市场需求，使PPR管材专用树脂尽早国产化，燕化公司在40kt/a液-气相本体法聚丙烯装置上成功地研制开发了无规共聚聚丙烯管材专用树脂PPR4220。 在研制过程中，根据PPR管材的性能特点，并参考国外聚丙烯管材料的性能，制定出了要开发的聚丙烯管材料的性能指标，设计了PPR管材树脂应该具有的微观结构，并确定了PPR管材专用树脂的研制工艺路线。 在PPR管材的微观结构中，需要控制的重要的参数为分子量、分子量分布、乙烯含量以及乙烯在分子链上的分布。在聚合试验中，通过摸索调整各聚合釜原料进料量、反应釜料位、各釜聚合物量、乙烯加入量以及氢气加入量等工艺条件，以控制最终产品的分子量、分子量分布、乙烯含量、乙烯序列分布和组成分布等微观结构，使产品的微观结构达到我们设计的要求，从而使最终产品的宏观性能优良，达到管材专用料的要求。通过综合调整工艺条件，解决了生产中的难点，保证了装置在生产PPR4220期间平稳运行。 通过氧化诱导期、加速热氧老化、加工稳定性、耐水抽提性、光老化等实验，对适合PPR管材专用树脂的主抗氧剂、辅助抗氧剂进行筛选，通过实验确定了最佳抗氧体系配方。 采用13CNMR、升温淋洗分级(TREF)、差热扫描量热法(DSC)、凝胶渗透色谱(GPC)等分析技术对无规共聚聚丙烯(PPR)管材专用料的结构与性能进行研究，并与进口产品进行了对比。结果表明燕化生产的PPR4220产品综合性能优良，产品各项性能达到研制技术指标，产品性能达到了国外同类优秀产品的水平。目前燕化PP-R管材料已实现了大规模的工业化生产，无论在技术上还是市场占有率上，都处于国内领先水平，产品综合性能优良，得到了广大用户的好评。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前 言

第二章塑料管材的国内外发展状况

2.1塑料管材的性能及应用

2.2聚丙烯管材的性能特点及应用

2.3塑料管材的国外发展状况

2.4国外PPR管材开发和应用状况

2.5国内塑料管材发展状况

2.6国内PPR管材专用树脂的研制和应用状况

第三章PPR管材专用料性能指标确定及研制思路

3.1 PPR管材专用树脂的性能要求

3.2 PPR管材用专用树脂的微观结构设计

3.3共聚合原理及影响因素

3.3.1共聚物的组成及竞聚率

3.3.2主催化剂对共聚反应的影响

3.3.3助催化剂烷基铝的影响

3.3.4给电子体的影响

3.3.5共聚单体的影响

3.4抗氧体系配方的筛选设计

3.4.1聚丙烯的氧化及抗氧化原理

3.4.2抗氧体系配方设计及优化筛选

3.5无规共聚管材专用树脂的技术指标确定

3.6 PPR管材树脂研制工艺路线

第四章实验部分

4.1聚合试验

4.1.1四万吨/年液-气相本体聚合装置介绍

4.1.2主要原料及规格

4.1.3聚合反应工艺条件

4.1.4聚合反应过程中关键点和难点的控制

4.2抗氧剂体系配方的筛选实验

4.2.1抗氧体系配方设计及优化筛选

4.2.2氧化诱导期(OIT)实验

4.2.3加速热氧老化实验

4.2.4加工稳定性实验

4.2.5抗氧体系的耐水抽提性

4.2.6光老化实验

4.3物性试验

4.3.1试样及来源

4.3.2分析方法

第五章结果与讨论

5.1相对分子质量

5.2分子量分布与分级

5.3 乙烯含量

5.3.1乙丙无规共聚物的刚性与韧性

5.3.2无规共聚物的乙烯含量与其熔点

5.4无规共聚物序列结构表征

5.4.1乙烯含量对无规共聚物序列结构的影响

5.4.2 PPR4220和进口样品分子序列结构比较

5.5无规共聚物的组成分布

5.5.1 PPR4220和进口样品的淋洗分级

5.5.2各级分的13C-NMR分析结果

5.6 PPR的结晶行为与性能

5.6.1无规共聚物的晶型

5.6.2PPR管材专用树脂的结晶性能

5.6.3 PPR管材专用树脂的结晶形态

5.7 PPR专用树脂的流变行为

5.8相态结构研究

5.9抗氧剂体系配方筛选试验结果

5.9.1氧化诱导期(OIT)实验结果

5.9.2加速热氧老化实验结果

5.9.3加工稳定性实验结果

5.9.4抗氧体系的耐水抽提性

5.9.5光老化实验结果

5.9.6筛选结论

5.10 PPR4220管材专用树脂的产品性能

5.11卫生及管材性能评价

5.11.1 PPR4220着色管材专用树脂卫生性能评价

5.11.2管材性能评价

第六章结论

参考文献

发表论文与科研情况说明

致谢