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耐热聚丙烯专用树脂的结构与性能研究

更新时间:2009-03-28

聚丙烯具有优良的物理机械性能、化学稳定性以及加工性,是一种用途较为广泛的通用塑料。耐热注塑聚丙烯树脂与一般聚丙烯相比,具有耐热温度高、硬度高、弯曲模量高、光泽度好等特点,广泛用于电水壶、咖啡壶、电风扇、烤面包机和电饭煲等小家电外壳生产。近几年来,随着塑料、树脂聚合技术的进步,国外多家树脂生产商通过改进聚合技术与催化剂体系、添加成核剂等手段,进一步提高聚丙烯的耐热性、表面光泽度等性能,开发了系列高耐热性聚丙烯专用树脂产品[1]

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大肠埃希菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)、停乳链球菌(Streptococcus dysgalactiae)是引发奶牛乳房炎的主要致病菌。大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌由内蒙古农业大学兽医学院提供;无乳链球菌(CVCC3940)及停乳链球菌(CVCC3701)菌株从中国兽医微生物菌种保藏管理中心购买。

目前,国内仅有中国石化开发了HC9006BM和HC9012BM牌号的耐热聚丙烯产品,尚未形成规模生产,我国大型家电外壳生产厂家的耐热聚丙烯原料主要依赖进口韩国聚丙烯树脂。为此,中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院研制开发了耐热聚丙烯专用树脂,并在中国石油兰州石化公司11万t/a聚丙烯生产装置上实现了稳定的工业化生产。笔者对耐热聚丙烯专用树脂(耐热PP)中试产品的结构与性能进行了研究,并对耐热PP工业产品和同类进口产品的相关性能参数进行了深入分析和对比。

1 试验部分

1.1 主要原料及试剂

耐热PP:中国石油天然气股份有限公司聚丙烯厂生产;进口产品1:韩国大韩油化工业株式会社;进口产品2:三星道达尔株式会社;进口产品3:三星道达尔株式会社。丙烯:聚合级,兰州石化公司乙烯裂解装置生产,纯度w≥99.6%。主催化剂:工业催化剂。助催化剂:三乙基铝,w(Al)≥22.5%,纯度w≥92%,进口产品。

1.2 中试聚合装置及流程

等规度采用1H-NMR法测试;弯曲性能按GB/T 9341—2008《塑料 弯曲性能的测定》测试;拉伸性能按GB/T 1040—2006《塑料 拉伸性能的测定》测试;悬臂梁缺口冲击强度按GB/T 1843—2008《塑料 悬臂梁冲击强度的测定》测试;热变形温度按GB/T 1634—2004《塑料 负荷变形温度的测定》测试;结晶度采用X衍射仪测试;熔点和结晶温度采用DSC差示扫描量热仪测试。

  

图1 SpheripolⅡ工艺流程示意

丙烯预聚合的反应温度20 ℃,反应压力4.0 MPa,物料的停留时间约8 min。预聚后的催化剂淤浆与丙烯进行液相本体聚合,物料的平均停留时间1.1~1.5 h。液相本体聚合的反应温度70 ℃,反应压力4.0 MPa。

设L为复平面上一光滑封闭曲线,其内域记为D,且取定反时针方向为其正向,又设由D内一组互不相交的光滑弧段所组成,取定自aj到bj为其正向.

1.3.1 近期疗效 治疗两个月后评价疗效,近期疗效根据RECIST疗效评价标准分为完全缓解(CR)、部分缓解(PR)、稳定(SD)、进展(PD),评价为 CR、PR和SD的患者4周后再复查CT进行确认。以CR+PR计算客观缓解率(ORR),以CR+PR+SD计算疾病控制率(DCR)。毒副作用评价按照CTCAE3.0分级标准进行评判。

1.3 主要仪器及设备

GH-10DY 高速混合机:北京英特塑料机械总厂;ZSE-34型同向旋转双螺杆挤出机:德国Leistritze公司;UN-100型注塑机:广西柳州塑料机械厂;Instron-3365型万能材料试验机:美国Instron公司;TO-92T型摆锤冲击仪:美国Tinius Olsen公司;XRW-300型维卡热变形测定仪:承德市金建检测仪器有限公司;D8 ADVANCE型X衍射仪:德国Bruker公司;GPCV2000型高温凝胶色谱仪:美国WATERS公司;DSC Q2000型差示扫描量热仪:美国TA公司。

1.4 性能测试

聚丙烯中试装置采用SpheripolⅡ工艺技术,原料单体经过预聚合装置、1#环管反应器、2#环管反应器、高压闪蒸器、脱氢塔、脱重塔和干燥器后获得聚合产品。聚丙烯SpheripolⅡ工艺流程见图1。

2 结果与讨论

2.1 耐热PP中试聚合试验结果

2.1.1 性能分析

采用工业Z-N催化剂,助催化剂为三乙基铝,进行中试聚合研究。对耐热PP中试产品的性能进行了测试,结果见表1。

 

表1 耐热PP中试产品的性能数据

  

试样弯曲模量/MPa拉伸屈服强度/MPa悬臂梁冲击强度(缺口)/(kJ·m-2)热变形温度/℃1#192040.33.31222#199140.63.0120

由表1可见:耐热PP中试产品试样的拉伸屈服强度大于40 MPa,弯曲模量大于1 800 MPa,悬臂梁冲击强度大于3.0 kJ/m2,且热变形温度高于120 ℃。

2.2 耐热PP工业品试验研究

2.2.1 力学性能分析

4种耐热聚丙烯产品的力学性能数据见表2。

 

表2 力学性能数据

  

试样弯曲模量/MPa拉伸屈服强度/MPa悬臂梁冲击强度(缺口)/(kJ·m-2)耐热PP1869.2739.973.61进口产品12068.9439.922.26进口产品21708.8635.333.61进口产品31703.7135.092.23

由表2可见:耐热PP和进口产品1的弯曲模量、拉伸屈服强度均较高,其中弯曲模量大于1 800 MPa,拉伸屈服强度大于39 MPa。此外,耐热PP的悬臂梁冲击强度还大于进口产品1,其值超过3.5 kJ/m2。因此,耐热PP的弯曲性能与同类进口产品接近,拉伸屈服强度和悬臂梁冲击强度均优于同类进口产品。这说明耐热PP的力学性能优异,达到甚至超过国外同类产品水平。

申请日:2016-09-14

在耐热聚丙烯体系中引入了成核剂,其作用是改善结晶过程、结晶形态,以提高体系的耐热性、缩短注塑成型周期[2]。根据聚丙烯的结晶原理,提高聚丙烯的结晶度,聚丙烯的耐热温度也随之升高[3]。4种耐热聚丙烯产品的热性能数据见表3。

由表3可见:与进口产品2,3相比,耐热PP和进口产品1的热变形温度、熔点、结晶点以及结晶度均较高,这与理论推测一致。因此,耐热PP的热性能指标达到了同类进口产品的水平,且优于同类进口产品2和3的热性能指标。

 

表3 耐热性能数据

  

试样热变形温度/℃熔融温度/℃结晶温度/℃结晶度,%耐热PP122.4166.3120.357进口产品1123.7167.8128.461进口产品2120.9165.7118.757进口产品3120.1164.2116.451

取10 mL酸奶放入离心管中。离心管质量记为w1,加入酸奶后的质量记为w2,离心速度为6 000 r/min,离心10 min,静置10 min,吸去上清液,此时质量记为w3。持水性计算公式:M=(w3-w1)/(w2-w1)×100%。

I, Li lei and you are wrong. We should do more for the project.

本发明是一种从脱硫液中回收硫磺的装置,属固液分离技术领域。该方法采用加挡板的旋流分离器和陶瓷板过滤器、泵、冲洗装置将湿式氧化脱硫液中的硫磺从溶液分离出系统。本发明方法采用旋流分离器将溶液中的硫磺富集到旋流分离器锥形部位,陶瓷板过滤器处理占总溶液量5%的锥形部位硫磺富集液极大地减轻陶瓷板过滤器负荷,经陶瓷板过滤器过滤后,可将溶液中硫磺分离95%以上,极大地降低管道、设备中硫磺的沉积和腐蚀,降低硫堵的发生,脱硫设备运转周期大幅度提高。

相对分子质量及其分布对材料的机械性能、加工性能和使用性能等都有着极大的影响[4]。采用凝胶渗透色谱(GPC)测得的4种耐热聚丙烯产品的相对分子质量及其分布数据见表4。

目前,以吗啡为代表的麻醉性镇痛药和以阿司匹林为代表的非甾体抗炎镇痛药是临床治疗疼痛的主要药物,但它们都有着严重的不良反应。阿片类药物虽是目前镇痛作用最强的一类药物,但其具有成瘾性和呼吸抑制等不良反应;而非甾体抗炎镇痛药往往会带来严重的胃肠道副作用和心血管疾病风险。为此,迫切需要寻找安全有效、成瘾性低的新型镇痛药物。

 

表4 相对分子量及其分布测定结果

  

试样重均分子量Mw/104数均分子量Mn/104分子量分布系数D耐热PP23.42.78.7进口产品120.24.74.3进口产品227.95.65.0进口产品318.84.44.3

由表4可见:耐热PP与3种进口产品的相对分子质量比较相近,但相对分子质量分布有差异。耐热PP相对分子质量分布系数高达8.7,而3种进口产品的相对分子质量分布均小于6,这可能是由于4种耐热聚丙烯产品所采用的催化剂体系及聚合工艺不同所导致的。

根据文献[5]报道,高相对分子质量聚丙烯的冲击强度高于低相对分子质量聚丙烯的冲击强度。由上述的试验结果可以看出,耐热PP、进口产品1和进口产品2的相对重均分子质量都在20万以上,进口产品3的相对分子质量较低。而且耐热PP、进口产品1和进口产品2的冲击性能均较高,说明相对分子质量高的试样具有较大的冲击强度,试验结果与理论推测一致。

3 结 论

1)耐热PP中试产品试样的拉伸屈服强度大于40 MPa,弯曲模量大于1 800 MPa,悬臂梁冲击强度大于3.0 kJ/m2,且热变形温度高于120 ℃。

2)耐热PP工业产品的弯曲性能与同类进口产品接近,拉伸屈服强度和悬臂梁冲击强度均优于同类进口产品。因此,耐热PP的力学性能优异,达到甚至超过国外同类产品水平。

3)与进口产品2,3相比,耐热PP工业产品和进口产品1的热变形温度、熔点、结晶点以及结晶度均较高。耐热PP的热性能指标达到了同类进口产品的水平,且优于同类进口产品2和3的热性能指标。

4)耐热PP工业产品与3种进口产品的相对分子质量比较相近,分子质量分布远高于3种进口产品。

参考文献

申请人:中国石油化工股份有限公司;南化集团研究院

[2] 闫经纶,田正昕,王晓涓. 高刚性高耐热聚丙烯的结构与性能[J]. 合成树脂及塑料,2008,25(5):28-34.

[3] 肖颖,程亚军,付俊. 高性能透明耐热聚丙烯的加工及性能研究[C]∥中国化学会, 中国机械工程学会, 中国材料研究学会. 2012年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集. 武汉:武汉工程大学出版社, 2012.

翠姨越来越瘦了,哥哥去到外祖母家看了她两次,也不过是吃饭,喝酒,应酬了一番。而且说是去看外祖母的。在这里年青的男子,去拜访年青的女子,是不可以的。哥哥回来也并不带回什么欢喜或是什么新的忧郁,还是一样和大家打牌下棋。

[4] 贾慧青,姚自余,杨芳,等. SP179抗冲共聚聚丙烯性能评价[J]. 化学工程师,2011(3):62-64.

[5] 董穆,张丽英,徐凯,等. 相对分子质量对β晶型等规聚丙烯性能的影响[J]. 中国塑料,2012,26(4):61-65.

 
韩晓昱,姜飞,徐人威,王雄,李忠
《能源化工》 2018年第01期
《能源化工》2018年第01期文献

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