中石化：高熔體強度PP特性、應(yīng)用大解析！

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在歐美等發(fā)達國家，聚合物基發(fā)泡材料的年消耗量約占聚合物總消耗量的10%，并且以每年20%的速度增長。聚合物發(fā)泡材料具有密度小、比強度高、良好的隔熱保溫性以及節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。

PP發(fā)泡顆粒（粉色15倍），艾邦高分子拍攝于無錫會通新材料有限公司

在過去的50多年中，無定型聚合物如聚氨酯（PU），聚苯乙烯（PS），聚氯乙烯（PVC）等紛紛被應(yīng)用于發(fā)泡領(lǐng)域。PP是五大通用塑料之一，其用量僅次于PE。材料工程師們不禁會想：普通PP能不能發(fā)泡呢？

答案是否定的。原因請往下看：

一．為什么需要高熔體強度PP?

PP的微觀結(jié)構(gòu)為線性半結(jié)晶結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的聚合物在熔融發(fā)泡過程中缺少獲得均勻、可控泡孔結(jié)構(gòu)應(yīng)有的拉伸流變性能。換句話說，PP的熔體粘度隨溫度的變化不穩(wěn)定，5℃的溫差可能會帶來其熔體粘度不可控的變化。另外，PP的熔體強度較小，發(fā)泡倍率受限。

在塑料發(fā)泡過程中，要求泡孔不破，發(fā)泡倍率大；在熱成型過程中，要求型坯不變形；在吹膜過程中，要求膜泡不下垂。PP（聚丙烯）由于熔體強度低，因而在這三大應(yīng)用領(lǐng)域受限！

1. 如何提高PP的熔體強度？

在此背景下HMSPP（高熔體強度PP）應(yīng)運而生。近年來，中石化鎮(zhèn)海煉化公司與北京化工研究院合作開發(fā)，生產(chǎn)出的牌號為HMS20Z及E02ES的高熔體強度PP能夠解決普通PP難以發(fā)泡的問題。下面我們以HMS20Z為例，談?wù)?span style="font-family: 宋體;">高熔體強度PP的特點和應(yīng)用領(lǐng)域。

與普通PP相比，HMSPP熔體強度明顯提高。那材料工程師們是如何提高PP的熔體強度？從分子層面上來看，主要有三種方法：

1）提高分子量；

2）加寬分子量分布；

3）增加長支鏈結(jié)構(gòu)。

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中石化均聚型高熔體強度PP（HMS 20Z）、進口HMS PP、普通PP的熔體強度比較

由上圖表可知，熔體強度大小為：中石化均聚型高熔體強度PP（HMS 20Z）＞進口HMS PP ＞普通PP。

中石化均聚型高熔體強度PP（HMS 20Z）和普通PP 的重均分子量分布比較

相比普通PP，中石化的HMS 20Z分子量分布更寬。

2.HMSPP（高熔體粘度PP）的制備方法有哪些？

1）高能射線輻照法；

2）反應(yīng)擠出法；

3）共混法；

4）聚合法。

中石化高熔體強度PP制備工藝流程

以上裝置可實現(xiàn)不同反應(yīng)器間催化劑性能的靈活調(diào)整，可進行多個系列高性能聚丙烯產(chǎn)品的生產(chǎn)。

3．高熔體強度PP的國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

目前，國內(nèi)主要采用輻照接枝、反應(yīng)擠出和共混法制備而成。

國內(nèi)主要研究機構(gòu)：北京化工研究院、中科院化學(xué)所、華東理工大學(xué)、華南理工大學(xué)、中科院長春應(yīng)化所、青島大學(xué)、浙江大學(xué)等。

二．HMSPP的主要應(yīng)用領(lǐng)域

1.PP泡沫塑料

擠出制備發(fā)泡聚丙烯工藝

1） HMSPP應(yīng)用于泡沫塑料的優(yōu)點

◆ 優(yōu)異的抗震吸能性（緩沖性能）；

◆ 優(yōu)異的耐熱性、熱絕緣性和在低溫下的運輸性；

◆ 表面保護（半硬質(zhì)，保持了一定的強度、韌性和塑性，能對運輸產(chǎn)品提供更好的表面保護）；

◆ 耐油、耐化學(xué)品性好；

◆ 可回收利用及易于降解—“綠色”泡沫。

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2）應(yīng)用實例

緩沖包裝、食品包裝、熱絕緣、汽車、建筑、體育休閑和工業(yè)應(yīng)用中。

汽車保險杠，艾邦高分子拍攝于無錫會通新材料有限公司

2.PP熱成型產(chǎn)品

HMSPP的熱成型產(chǎn)品透明性極佳

HMSPP的熱成型產(chǎn)品有：

包裝材料：食品托盤、飯盒、水杯、微波爐容器等；

大型容器及殼體：儲罐、浴缸、家電內(nèi)膽等；

汽車用品：汽車頂棚、汽車儀表板、汽車支架、座椅等。

連續(xù)進料式的設(shè)備流程圖，1-片料卷；2-加熱器；3-模具；4-切邊；5-廢片料；6-制品。

3.擠出板材

HMSPP擠出板材具有質(zhì)輕、厚度均勻、表面光滑平整、耐熱性好、機械強度高、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性、無毒等特征，使用溫度可達100℃。

HMSPP擠出板材

HMSPP板廣泛應(yīng)用于化工容器、機械、電子、電器、食品包裝、醫(yī)藥、裝潢和水處理等領(lǐng)域。

4.中空吹塑成型

HMSPP材質(zhì)的中空吹塑瓶

HMSPP具有較高的熔體強度和牽伸比。在吹塑成型中，無論是膜制品，還是大型中空制品，具有較寬的加工窗口，且在拉伸吹塑過程中制品不宜發(fā)生破裂，形狀保持良好。回復(fù)“吹塑”查看更多

5.吹膜

PP膜

HMSPP吹膜具有以下優(yōu)點：

1）挺度高；

2）良好的耐溫性；

3）光澤度高；

4）優(yōu)良的印刷性能。

三．國外HMSPP主要的商品化牌號

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本文作者：中石化北京化工研究院 張師軍先生 高分子整理，轉(zhuǎn)載請注明來源

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