聚丙烯超高抗冲共聚产品SP179生产和微观分析
王廷信王玉莲
（山东齐旺达石油化工有限公司淄博 255400）（中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司塑料厂淄博 255400）
摘要：确定气相反应器中的C2＝/C2＝+C3＝和H2/C2＝的组分，生成较多的乙丙橡胶，使聚丙烯抗冲共聚产品SP179具有较高的抗冲强度。通过分析产品的微观分析，指出橡胶相含量、乙烯含量、平均橡胶粒子粒径、橡胶粒子分散情况是产品具有较高冲击强度的原因。
关键词：聚丙烯乙烯抗冲橡胶组分
前言
随着中国汽车工业的迅猛发展，汽车工业成为中国经济“亮点”。汽车行业的快速发展，带动了包括车用塑料在内的相关行业的发展。到2007年末，我国汽车的年产量已经达到789万辆。随着世界汽车普及率的不断提高，汽车的舒适化、轻量化、低成本化成为当今汽车工业发展的主要目标。以塑料替代金属用于汽车
制造是实现上述目标的重要途径，车用塑料特别是工程塑料用量的多少已成为国际上衡量一个国家汽车工业发展水平高低的重要标志之一，而汽车用塑料配饰件市场也将迎来自己的繁荣期。在塑料弹性体材料的应用中，汽车保险杠无疑是重要的领域。此外，汽车外壳的裙边模塑件、仪表透明罩、前大灯／信号灯的外壳以及车身内饰板等也是汽车中较多采用塑料材料的部位，而且这些方面的应用也发展很快。但是目前国内汽车生产厂的保险杠用料主
要依赖进口专用料，价格昂贵，成本较高。如果我们能够生产出同类产品取代进口料，必将受到用户的欢迎，同时也能取得良好的经济效益和社会效益。
1、装置介绍[1]
目前国内聚丙烯装置大多是引进BASELL专利生产技术，此专利技术为液相本体聚合和气相聚合组合式生产工艺，装置以丙烯、乙烯为主要原料，使用齐格勒-纳塔高效催化剂，可以生产均聚、无规共聚和高抗共聚聚丙烯产品。该工艺在国际上目前仍属先进的工艺之一。
BASELL聚丙烯装置适合开发超高抗冲气相抗冲共聚产品，它采用适合生产高乙烯含量气相共聚产品的催化剂如早期UDC104，现在的MC118，来生产气相高抗冲共聚产品。
SP179是注塑产品具有超高抗冲，高流动性，中等刚性，适用于汽车保险杠、汽车侧面防护器、汽车阻流器等。
据调查气相共聚部分大多只引进了一个气相反应釜，因此要生产乙烯含量较高的超高抗冲共聚物是十分困难。而SP179是超高抗冲共聚物乙烯含量相对较高的一种，处于单个气相反应釜生产超高抗冲共聚物的临界状态，产品的质量与催化剂的性质和工艺控制过程密切相关。
2 生产工艺
2.1 气相共聚生产原理
为了提高聚丙烯的冲击强度，降低聚丙烯的玻璃化温度，在球型催化剂生产中，利用环管聚丙烯的残余活性，以流化床的反应形式，生成乙烯和丙烯共聚物——乙丙橡胶，从相结构的角度上看，均聚物部分成为海，乙丙橡胶部分称为岛，气相共聚产品为海岛结构，岛的大小概率分布及在海中的均匀分布度，对材料的物理机械性能影响很大，乙丙橡胶作为增韧单元，赋予聚丙烯良好的冲击韧性。从分子序列结构看，橡胶相的分子结构
A-B-A-B-A-B……比较好，优于A-A-A-B-B-B……结构，减少聚乙烯长链的生成，提高两相的相容性。通过控制反应釜的气相组分，增加橡胶相的非结晶物，将橡胶相的玻璃化温度控制在-30~-40℃。最终得到抗冲性能优良的产品。[2]
2．2 生产工艺路线
主催化剂和助催化剂TEAL和DONOR根据产品的物理性
能指标，按要求的比例，经过计量后送入催化剂预接触罐D201，在D201内混合后进入在线混合器Z203与丙烯一同进入预聚合反应器R200，在R200内催化剂与丙烯进行预聚合。然后进入环管反应器R201、R202内进一步聚合反应，其温度为70℃、反应压力为3.3Mpa，根据产品的熔体流动速率（分子量）和分子量分布的要求，向两环
管反应器分别加入氢气来调节产品的分子量及其分布，生成均聚聚丙烯，经过闪蒸后进入高压闪蒸罐D301。在D301内大部分未反应的丙烯单体从D301顶部进入丙烯回收塔T301进一步回收；具有一定活性的聚丙烯均聚物和夹带的部分丙烯单体进入气相反应器R401，与聚合单体乙烯、丙烯、氢气反应生成聚丙烯气相共聚产品，通过谱来控制乙烯、丙烯、氢气的加入量，加入量的大小和气相组分取决于最终产品的乙烯含量和产品的特性粘度。生成后的产品经过低压闪蒸分离器将部分丙烯回收，粉料进入汽蒸器D501进行汽蒸，使催化剂失活，并脱除烷烃、烯烃和油脂等重组分，粉料再进入干燥器D502进行干燥，最后送入挤压机加入添加剂混合造粒[4]。
2.3 物理性能指标
表1： SP179物理性能指标
项目单
位指标
值
测试
标准
MFR g/10
min 8 ASTMD1
238L
抗张屈服强度Mpa20 ASTMD6
38
挠曲模量Mp a 93
MA1707
汽车保险杠
4
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