聚丙烯催化剂与高性能产品开发技术进展

近年来，我国不断加大对聚丙烯催化剂及高性能产品的研发与生产力度，在生 产规模与技术研发上都取得了巨大的进展，带动了我国工业 企业的健康、可持续发展。未来一段时间内，我国将聚焦于聚丙烯催化剂与高性能产品的不断研究当中，以新技术和新产品的研发不断提升聚丙烯材料在我国的应用空间，为企业 经济效益的提升与国家经济的稳健发展提供助力。1 新型聚丙烯催化剂技术进展目前我国的聚丙烯生产企业中，常用的聚丙烯催化剂为 Ziegler-Natta 催化剂，这种催化剂是由三乙基铝与四氯化钛组 成的一种具有良好定向聚合作用的催化剂，Ziegler-Natta 催化剂分为主催化剂、助催化剂和给电子体三个部分，在新型催 化剂技术的研发上，主要从给电子体技术上进行创新。1.1 内给电子技术内给电子技术是聚丙烯催化剂新技术研发领域的重点研究方向，内给电子技术的程序是在制作和准备应用固体催化剂时，在催化剂内加入内给电子体，通过内给电子体的加入激发催化剂的性能，通过这样的方式提升催化剂的聚合作用， 这是内给电子技术最重要的应用 ；在内给电子技术的应用过程中，还需要对内给电子体的电子效应和空间位阻进行调节， 提高催化剂的活性，从而达到在最大范围内提高催化剂性能， 加强聚合效果的目的。目前常用的内给电子体以邻苯二甲酸酯为原料，其在 Ziegler-Natta 催化剂中的应用，可以有效提升聚丙烯催化剂的活性，优化了传统催化剂技术的弊端。但由于这种物质具有 一定的毒性，因此对该物质替代材料的研发是目前内给电子 技术研发领域的核心问题，目前已经有一些公司研发出了非 邻苯二甲酸酯类的新型内给电子体，可以利用新材料和新催 化技术对内给电子技术进行优化，从而生产出环保、无毒无味、体积小、重量轻的新型内给电子体。1.2 外给电子技术外给电子技术也是聚丙烯催化中的重要技术手段，该技术是在制作聚丙烯的过程中，将外给电子体与主催化剂、助催化剂一同加入，外给电子技术在 Ziegler-Natta 催化剂中的主要作用就是可以提高聚丙烯的等规度，从而达到在共同反应中提高聚丙烯催化剂的催化作用的目的。外给电子技术在 Ziegler-Natta 催化剂中的应用可以影响催化系统的聚合能力，还可以干扰催化剂的氢调敏感性，通过刺激催化剂聚合能力的提升使得聚丙烯的等规度不断提高，增加聚丙烯材料的力学性能，获得性状更为稳定、更加结实耐用的聚丙烯材料。2 气相法在聚丙烯生产加工中的技术进展聚丙烯的生产工艺经历了溶剂法、溶液法、液相本体法和气相法几个阶段。目前气相法是聚丙烯生产加工中最为先进的技术，相比于其他生产工艺，气相法的应用，极大提高了聚丙烯生产加工的规划，其流程简单，设备使用较少，生 产加工过程安全无毒，成本低廉，给聚丙烯生产加工企业带 来了较大的经济效益。2.1 Spherizone工艺技术Spherizone 工艺技术所采用的主反应器是单一区循环反应 器，其与气相共聚反应器相配合，使得聚丙烯在反应中实现 相互连接的效果，提升聚丙烯生产加工的聚合反应 ；而多区 循环反应器又可以分为上升段和下降段两部分的反应区，聚丙烯粒子在上下两个反应区内进行不断的循环，上升段反应 区中的聚丙烯粒子通过不断循环的体系进行快速流动，直接进入下降段反应区顶端位置的旋风分离器，通过旋风分离器 的作用将反应中的气体和固体分离，同时下降段反应区内在 设计了阻隔区域，通过阻隔区完成了上升段和下降段反应区不同的反应，阻隔区将气体和聚合粒子进行分离后，聚合粒子不断向下运动，直至下沉段最底部后再进行上升，从而实现循环。2.2 Unipol工艺技术Unipol 工艺技术是聚丙烯生产技术发展历程中的重要里程碑，它的出现代表聚丙烯生产加工工艺的重大突破，具有 十分重要的研究和利用价值。Unipol 工艺技术较以往的聚丙烯生产工艺具有很大的优势，其操作流程简单、使用方法较为灵活、成本较低、生产过程安全无毒且效果良好，只需要使用很少的设备就能够实现聚丙烯中聚合物、无规共聚物和抗冲共聚物等产品的生产，涵盖产品范围较广，极大提高了 聚丙烯产品生产加工的效率和规模，减少了成本的投入，实 现了生产企业经济效益的提升 ；加之该工艺在生产过程中的 操作压力较低，无需储备大量物料，操作安全，降低了聚丙 烯生产加工中的设备超压安全隐患 ；另外，该工艺在聚丙烯的生产过程中，不会产生大量的液体和气体废料，因此生产 过程较为环保，减少了对环境的污染，实现了绿色、环保、安全和健康生产的要求。3 高性能聚丙烯产品的研发进程3.1 车用聚丙烯产品的研发我国是汽车生产及使用的大国，汽车在我国的不断普及 带动了汽车生产、销售及服务行业的快速发展。随着我国可 持续发展战略的不断深化推进，对汽车环保节能问题的重视 程度也不断增加，聚丙烯材料具有无毒无味、密度小、重量轻、抗压及抗震能力强、安全环保等优势，因此在汽车制造及汽 车用品制造中存在巨大的市场空间，近年来我国对聚丙烯高 性能材料的生产和研发的脚步不断加快，车用聚丙烯产品在 汽车制造的高刚性、高流动性、高橡胶含量及抗冲击方面取得了重要应用。3.2 医用聚丙烯产品的研发医疗卫生市场也是聚丙烯产品重要的市场领域之一，聚丙烯材料无毒无味，生产过程安全环保，成本较低，满足国 家对于医疗卫生用品的使用需求，可以广泛应用于医用输液工具、注射工具、医疗器械、防护用品、一次性口罩等用品中， 不但可以降低一次性医疗卫生耗材的成本，还可以起到良好的环保、节约资源与能源的作用。4 结束语随着我国经济的快速发展与人民生活水平的不断提升，聚 丙烯催化剂与高性能聚丙烯产品的应用将会越来越广泛。在未来一段时间内，我国仍将致力于聚丙烯催化剂与高性能产 品的研发生产，顺应我国可持续发展与节能减排的战略方针， 不断提升该项技术与产品的研发力度，以更新的技术，更加节能环保的产品形式，更加简化的操作与更低的成本，带动聚丙烯生产加工企业的快速发展。