| 题名 | 车用聚丙烯树脂SP179的工业开发与研究 |
| 作者 | 赵爱利 |
| 答辩日期 | 2011 |
| 导师 | 李贵贤 ; 赵振兴 |
| 关键词 | 等规度 熔融指数 抗冲击强度 拉伸强度 乙丙橡胶相 共聚聚丙烯 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 本文以兰州石化公司乙烯厂30万吨Base11专利技术的工艺为基础,进行了市场潜力大、附加值高共聚聚丙烯汽车保险杠专用料SP179产品的开发。生产过程中对催化剂、预聚合、本体聚合、气相聚合、汽蒸失活、干燥、挤压单元的工艺操作进行了分析。使用空隙率高、机械性能好的催化剂ZN 118/ZN 111-4.高的空隙率,确保在气相反应阶段,在催化剂的孔径中生成的粘性较高的乙丙橡胶相,以免粘附于反应器或者是换热器壁。机械性能好保证生产过程中细粉含量低,生产稳定,粉料输送性能良好;预聚合对催化剂的活性、丙烯反应动力学及粒子的形态均有较大的影响,严格控制预聚合的效果是确保反应及产品质量的重要因素,因此严格控制预聚合的停留时间及反应温度、压力;本体聚合是控制均聚产品质量、性能的关键,其影响最终产品的熔融指数、产品刚性、气相反应阶段催化剂的残余活性等。本体聚合阶段通过控制反应器浆液的密度、停留时间、温度、压力使得残余活性稳定、适度。通过调整氢气进料量控制最终指数及残余活性,进而确保气相反应器运行稳定;气相反应器主要是控制生成乙丙橡胶相的量及乙丙橡胶相的分布,从而达到平衡产品的刚性与韧性。调节控制的主要途径是控制反应温度及气相组成,通过摸索将气相组成(乙烯/(乙烯+丙烯)控制在0.375时,温度控制在75-80℃,产品的各项指标合格可以完全达到保险杠用料的性能要求;失活单元主要是将未反应的主催化剂及助催化剂进行失活,确保产品在输送和后加工过程中的安全。汽蒸失活单元主要控制汽蒸器的温度不要超过106℃,共聚聚丙烯的熔融温度比较低,温度高时小分量容易熔融产生粘壁,影响正常操作;挤压系统的筒体温度、模板温度及颗粒水温度影响聚丙烯粉料的熔融及结晶,聚丙烯的晶形及结晶粒径对产品的力学性能影响比较大,调整筒体冷却水及高压蒸汽量控制筒体温度。控制热油系统的温度,确保模板的温度在工艺范围内。调整颗粒水罐低压蒸汽的量,控制颗粒水温度。最终达到控制结晶速度及粒径大小,保证产品的力学性能。通过工艺优化,使得SP179产品的生产工艺参数突破了引进工艺包,形成了兰州石化SP179自主工艺配方。对产品质量影响因素进行了讨论,并采取应对措施,保证最终产品质量合格。原材料质量控制,原材料中含有杂质对产品的熔融指数、等规度、催化剂活性均有影响,严把质量关,确保进厂原材料合格;对熔融指数主要的影响因素氢气加入量、浆液密度、TEAL/Donor质量比、催化剂的型号进行了讨论及控制;对等规度影响因素主要TEAL/Donor质量比、TEAL/丙烯质量比、A1/Si比、负荷变化、停留时间、反应温度、氢分压进行讨论分析,优化各项参数,保证均聚物高等规度,满足抗冲共聚产品刚性要求;相对分子质量、相对分子质量分布对产品的加工性能及力学性能均有影响,控制合适的相对分子质量分布,可满足客户的各项加工要求,增强产品加工适用性。通过调制聚合分配率H2用量、反应条件控制产品最终分子量分布;冲击强度的控制主要影响因素有二元共聚物的含量、二聚物的结构、二聚物的特性粘数([η])、气相比。调整的主要措施提高嵌段共聚PP的键合乙烯、降低气相比-乙烯(乙烯+丙烯)、控制合适的二聚物[η]。通过以上质量控制措施的实施,建立了SP179产品中控指标快捷的分析方法,对工艺参数调整提供了指导;建立了产品性能结构与工艺参数结构曲线,使得工艺参数调整满足产品性能要求;优化了产品助剂配方,提高产品的内在性能。生产开发完成之后,采用GPC.F TIR.SEM.DMA等分析方法进行了产品的性能评价。兰州石化生产的SP179产品力学性能与国内一流产品AW191及齐鲁SP179产品相当,产品的熔融指数达到了8-12g/10min.可溶物及不溶物的分子量分别为24.22、9.43,均比同类产品高,可溶物及不溶物的分子量分布为4.32、4.53,均比同类产品宽,有利于提高产品的力学性能和加工性能。产品的乙烯含量达到13-15%;橡胶相含量达到28-33%,橡胶相分布均匀;可溶物与不溶物特性粘数比值控制在1.2-2.0之间,使得产品的冲击强度达到了48kJ/m2:加入成核剂使得产品的弯曲模量大幅度提高,达到了1091MPa。经过分析评价认为,兰州石化公司成功开发了保险杠专用料SP179产品,本产品在具有高流动性、高乙烯含量等特点,同时产品弯曲模量和冲击强度均保持在比较高的水平,产品质量优异,满足用户的需求。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 106 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91058]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵爱利. 车用聚丙烯树脂SP179的工业开发与研究[D]. 2011. |
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