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固相催化苯乙烯与乙烯基不饱和硅烷复合改性延炼T30S制备HMSPP

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(1)技术领域和技术原理; 

通常非晶态聚合物(如ABS、PS)在较宽的温度范围内存在类似橡胶一样的弹性行为,而处于半结晶的聚丙烯则没有。这一缺点影响了聚丙烯不能在较宽的温度范围内进行热成型,它的软化点和熔点非常接近,一旦到达熔点,熔体粘度急剧下降,随之熔体强度也大幅下降,导致在热成型时制品壁厚不均,挤出发泡泡孔塌陷等问题,大大限制了聚丙烯在某些方面的应用。高熔体强度聚丙烯(HMSPP)就是指熔体强度对温度和熔体流动速率不太敏感的聚丙烯,极具开发应用前景。 HMSPP是一种树脂含有长支链的聚丙烯,长支链是在后聚合中引发接枝的,这种均聚物的熔体强度是具有相似流动特性普通聚丙烯均聚物的9倍,在密度和熔体流动速率相近的情况下,HMSPP的屈服强度、弯曲模量以及热变形温度和熔点均高于普通聚丙烯,但缺口冲击强度比普通聚丙烯低。 本项目采用丙酮溶剂法,既用丙酮作为苯乙烯与乙烯基不饱和硅烷的载体,采用计量泵将混合溶液输入到挤出机内,同时将过氧化物引发剂与聚丙烯T30s共混,经喂料器进入到挤出机螺杆,在170-210℃间,一步挤出完成苯乙烯对延炼聚丙烯T30S接枝及乙烯基不饱和硅烷延炼聚丙烯T30S交联复合改性,获得HMSPP,使其熔体强度大于20cN。可以获得高性能的HMSPP。 

(2)性能指标 完成高熔体强度聚丙烯的制备的全部计划研究工作,并取得理想的效果,各项性能指标均达到开题指标。为了取得较好的进展,下一步要继续完善和改进。 密度0.91 g/cm3 断裂伸长率631% 热变形温度137℃ 熔融指数1.89 g/10min 熔体强度0.41 N 

(3)与国内外同类技术比较及项目的创造性、先进性; 本项目选题新颖,采用固相催化及丙酮溶剂法一步改性工艺,完成苯乙烯对延炼聚丙烯T30S接枝及乙烯基不饱和硅烷对T30S交联复合改性,获得HMSPP,课题技术含量高,技术国内领先。 创新性: ①采用延炼聚丙烯(T30s)粉体进行接枝和交联复合改性,获得高熔体强度聚丙烯; ②采用苯乙烯和乙烯基长链不饱和硅烷对T30s进行一步接枝和交联复合改性; ③采用丙酮溶剂作为苯乙烯与乙烯基不饱和硅烷的载体,一步挤出完成延炼聚丙烯T30S接枝交联复合改性。 

(4)作用意义 本项目采用丙酮溶剂法,既用丙酮作为苯乙烯与乙烯基不饱和硅烷的载体,采用计量泵将混合溶液输入到挤出机内,同时将过氧化物引发剂与聚丙烯T30s共混,经喂料器进入到挤出机螺杆,在170-210℃间,一步挤出完成苯乙烯对延炼聚丙烯T30S接枝及乙烯基不饱和硅烷延炼聚丙烯T30S交联复合改性,获得HMSPP,使其熔体强度大于20cN。可以获得高性能的HMSPP。 延炼现有聚丙烯T30s产量超过36万吨,加上榆林能化在建年产60万吨、延安能化的25万吨,将来的聚丙烯生产产量会达到100多万吨/年的规模。本课题紧密围绕陕西省PP下游高附加值产品的研究展开,对PP产业链的延伸加工、提高PP产品附加值、扩大生产应用领域和市场规模、提高陕西省产业整体经济效益具有十分重要的意义。对HMSPP研究过程中,注重节能、环保和降低成本技术的研究,研究拥有自主知识产权的HMSPP制备技术,为PP下游高附加值产品的产业化发展打好坚实的基础。 目前,国内对苯乙烯与乙烯基不饱和硅烷对T30s复合改性获得HMSPP的报道几乎没有。从国外的工作来看,按照国外相关研究看也未发现相关报道。因此,通过设计丙酮做溶剂采用苯乙烯和乙烯基不饱和硅烷对T30s一步改性获得熔体强度大于20cN的HMSPP的方法,为HMSPP的制备开辟了一条全新的道路。通过优化HMSPP的改性工艺,为HMSPP工业化生产奠定理论基础,并提供详实的数据,为拓展HMSPP的应用领域和使用范围打下坚实的工作基础。 

(5)本项目应用推广的前景、范围、条件,存在的问题和改进意见; 本项目已在西安汉华橡胶科技有限公司转化生产,并在陕西延长石油工贸公司黄陵石化制品厂推广使用,已获产值400万,利润35万。目前我国高熔体强度聚丙烯需求量2010年是30万t/a,预计未来几年,将以20%的速度递增,2013年的需求达到40万t,基本完全依赖进口。因此本项目具有很好的市场前景,产业化前景广阔。 目前我国高熔体强度聚丙烯需求量2010年是30万t/a,预计未来几年,将以20%的速度递增,2013年的需求达到40万t,基本完全依赖进口。因此本项目具有很好的市场前景,产业化前景广阔。