学习情境三　聚丙烯生产

知识目标：

掌握丙烯聚合的反应原理；掌握丙烯聚合引发剂的选择原则；掌握生产聚丙烯的主要原料及作用；掌握聚丙烯装置的生产工艺流程及生产特点；掌握聚丙烯生产主要岗位设置及各岗位的工作任务。

能力目标：

能正确分析聚丙烯生产岗位的工作任务；能识读聚丙烯生产工艺流程图。

聚丙烯（Polypropylene，缩写PP）是由丙烯单体遵循配位聚合机理而制得的一种热塑性树脂，分子结构有一定的规整性，化学稳定性强，生产原料丰富，合成工艺和设备要求不苛刻，加工适应性好，具有广泛的应用。聚丙烯生产原料及产品如图3-1所示。

一、聚丙烯制品展示

以聚丙烯树脂为原料，加入各种添加剂，按产品用途不同采用相应的加工方法，可以得到各种用途的聚丙烯塑料或纤维制品。聚丙烯制品如图3-2所示。

二、聚丙烯的性能指标及用途

1.聚丙烯产品性能

聚丙烯树脂是无味、无毒、白色蜡状颗粒。透明度高，质量轻，相对密度仅为0.90～0.91，是最轻的通用塑料。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。不溶于水，121～160℃下可连续耐热不变形。耐热、耐腐蚀、制品可用蒸汽消毒是其突出优点。具有较高的机械强度、拉伸强度及硬度；具有良好的化学稳定性、热稳定性；电性能优良。缺点是耐低温冲击性差、耐候性差，叔碳原子上的氢易被氧化，容易老化，对紫外线很敏感，在氧化和紫外线作用下易降解，可通过添加抗氧剂、紫外线吸收剂或防老剂等来减缓。

2.聚丙烯主要质量指标

聚丙烯树脂的质量指标项目很多，比较重要且一般能检测和实用的质量指标项目除等规度、熔融指数、拉伸屈服强度等外，还用灰分、氯离子、挥发分含量表示聚丙烯树脂中的杂质含量，对聚丙烯加工和应用有重要影响。

（1）熔融指数

熔融指数，也称熔体流动速率，是指热塑性树脂在熔体测定仪上，在一定负荷和温度下，熔体每10min通过标准口模毛细管的质量，用MFR表示，单位为g/10min。熔融指数是衡量聚丙烯树脂在熔融状态下流动性能好坏的指标。MFR值越大，聚丙烯树脂的熔融流动性能越好；反之，MFR值越小，聚丙烯树脂熔融流动性能就越差。由于聚丙烯是热塑性树脂，是在熔融状态下加工成各种制品的，所以熔融指数是影响聚丙烯加工性能的重要指标，也是衡量聚丙烯产品质量的主要指标之一。

（2）等规度

聚丙烯按结构中甲基排列位置分为全同聚丙烯、间同聚丙烯和无规聚丙烯三种。甲基排列在大分子主链的同一侧称为全同聚丙烯，甲基交替排列在大分子主链的两侧称为间同聚丙烯，甲基无秩序排列在大分子主链的两侧称无规聚丙烯。聚丙烯等规度是指等规（全同和间同）结构的聚丙烯在整个聚合物中含量，用质量百分数表示。

等规度影响聚丙烯的结晶度。等规度越高，结晶度也越高。在一定范围内，结晶度高，树脂拉伸屈服强度高，硬度大，耐冲击强度尤其是低温冲击性能好。同时等规度还影响树脂的加工性能。等规度低，产品发黏，流动性差，包装贮存时易板结成块、团，加工时加料困难，甚至无法加工。一般等规度低于90％时，产品就会出现发黏现象。当等规度低于85％时，产品发黏厉害，会在环管反应器内壁、出料口、闪蒸罐及管线内等处造成严重的黏壁现象，影响操作和正常生产。

（3）灰分、氯离子含量

灰分含量是指聚丙烯中不能挥发而残留下来的杂质在整个样品中的含量，如果灰分含量高，表示加工时不熔物质多，易引起设备的堵塞，也会影响制品的强度等性能。但灰分对采用挤塑、注塑成型加工影响不大。

氯离子含量是指聚丙烯产品中残留的催化剂中氯离子在整个样品中的含量，通常用重量ppm表示。氯离子在聚丙烯树脂中的存在的影响主要是对后加工设备有腐蚀作用。

示例：某企业聚丙烯粉料主要质量指标见表3-1。

3.聚丙烯的用途

聚丙烯树脂在出厂前，会在产品说明书中标明产品的牌号，通常注明其熔体流动速率（MFR）、拉伸强度、弹性模量等性能参数及应用。选用时一定要查阅产品说明书，了解牌号的级别、性质及用途，根据制品要求去选择。例如某种丙烯均聚物，作通用注塑，可选择MFR2.1，拉伸强度33MPa，弹性模量1450MPa的产品，制作容器类制品；作纤维制品，可选择MFR24，拉伸强度35MPa，弹性模量1500MPa，作地毯丝。

聚丙烯树脂具有优良的特性和加工性能，可采用注塑成型、挤出成型、吹塑成型、热成型等方法进行成型加工，PP制品还可进行涂饰、黏合、印刷、焊接、电镀、剪切、切削、挖刻等二次加工。并易于通过共聚、共混、填充、增强等工艺措施进行改性，因此，被广泛应用于各个领域中。聚丙烯树脂的主要用途见表3-2。