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改性老手都知道：

PP区别那么大，原因是这个

对于改性塑料企业而言，获取PP原料只需要从石化手中购买。但改性厂老师傅都知道，上游石化生产PP的不同工艺，会导致生产出来的PP原材料质量有差异，进而会影响改性工艺。

今天我们就一起来分辨几种常见的PP生产工艺吧！

聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂，是五大通用合成树脂之一。聚丙烯具有密度小、无毒、易加工、抗冲击强度高、抗挠曲性及电绝缘性好等优点，广泛应用于电子电器、汽车、建材、医疗、包装等领域。

聚丙烯产品生产工艺与产出结果

20 世纪 50 年代，就开始了聚丙烯合成工艺的研究。从最传统的溶剂聚合法（又称泥浆法），改良为更为先进的溶液聚合法，发展到目前的液相本体、气相本体聚合法，随着生产工艺的不断发展，最原始的溶剂聚合法，目前工业中已不再使用。

纵观全球聚丙烯先进的生产工艺，目前 Basell 公司每年生产的聚丙烯超过全球总产量的50%，其主要采用 Spheripol 双环管气相聚合工艺；此外，由 Basell 公司率先开发并投产 的Spherizone 聚丙烯合成工艺、北欧化工公司开发并投产的 Borstar 聚丙烯合成工艺均得到了普及应用。

 

1# Spheripol工艺

Basell 公司研发并投入运营的 Spheripol 双环管气相聚丙 烯技术是目前经验最丰富的新型聚丙烯合成工艺，与传统生产工艺相比，生产的聚丙烯产品质量更好、产量更大。

 

共经历了四代催化剂的改良，目前已形成双环管结构的聚丙烯合成反应器，在此工艺的基础上生产出了多种优良的聚丙烯 产品。双环管结构可以通过改变合成工艺中的压力，得到性能更优良的聚丙烯产品，实现了对聚丙烯大分子质量以及聚丙烯大分子形态的调控；经多次改良后得到的第四代催化剂，催化生成的聚丙烯产品纯度更高，机械性能更好，具有更高的耐磨性能。

由于使用了双环管反应结构，可以更方便生产操作；提高了反应压力，所以整个生产工艺中氢气含量增加，在一定程度上改良了聚丙烯产品的各项性能 ；同时，基于双环管结构的优良特性，能够生产相对质量更高的大分子，以及质量更小的聚丙烯产品，使生产出的聚丙烯产品分子质量分布范围更大，且得到的聚丙烯产品更加均质。

这一结构能更好地促进反应物料之间的传热，如果结合目前更为先进的茂金属催化剂，未来将会制备出性能更加优良的聚丙烯产品。双环管反应器结构使得生产效率提高，使生产过程变得更加便捷灵活，在一定程度上提高了聚丙烯产品的产量。

2# Spherizone工艺

Spherizone工艺是LyondellBasell公司在Spheripol工艺基础上开发的最新一代PP生产技术，主要特点在于采用单一多区循环反应器代替环管反应器，属气相聚合反应，其工艺流程如下图所示。

 

多区循环反应器分为上升段和下降段两个反应区，聚合物粒子在两个反应区内多次循环。上升段内聚合物粒子在循环气体作用下快速流化，进入下降段顶部旋风分离器，在旋风分离器内进行气固分离。在下降段顶部设有阻隔区，分离反应气体和聚合物粒子，粒子向下运动到下降段底部后进入上升段完成一个循环。阻隔区的使用，可实现上升段和下降段的不同的反应条件，形成两个不同的反应区域。

Spherizone工艺采用MC系列Z-N催化剂，均聚、二元及三元无规共聚产品可在多区循环反应器内生产，抗冲共聚物需配有气相反应器。根据多区循环反应器及气相反应器的不同操作模式，除传统均聚、无规及抗冲产品外，Spherizone工艺可进行一些新类型产品的生产，如可达到共聚单体含量的双峰分布；无规与抗冲组合产品，结合了无规物的光学特点及抗冲共聚物的韧性；均聚与无规组合产品，结合了无规物及均聚物的综合性能，使产品的加工性及力学性能得到平衡。通过多区循环反应器的使用，使树脂的微观均一性优于多级串联反应器的产品，如生产薄膜产品时鱼眼及凝胶减少。

Spherizone工艺生产的产品特点突出，应用范围广；树脂结晶度高，刚性好；单反应器可生产双峰产品，相对分子质量分布宽，树脂在保持力学性能的同时，具有良好的加工性；无规共聚产品共聚单体含量高，光学、力学及热力学性能佳；抗冲共聚物优化了冲击性能与刚性的平衡。

3# Borstar工艺

 

Borstar 聚丙烯合成工艺是北欧化工在 Basell 公司的聚丙烯合成工艺的基础上，在双环管结构反应器的基础上，同时串气相流化床反应器，由此生产出了性能更加优良的聚丙烯产品。

在此之前，所有的聚丙烯合成工艺将反应温度控制在 70℃左右，避免生产过程中气泡的产生，使聚丙烯产品更加均质。而北欧化工设计的Borstar的工艺，允许更高的操作温度， 甚至可以超过丙烯操作的临界值，温度的提高也促进了操作压力的提升，并且该过程中几乎不产生气泡，是一种性能更 为优良的聚丙烯合成工艺。

目前该工艺的特点概括如下：第一，催化剂活性更高；第二，在双环管反应器的基础上串联了气相反应器，能够对合成大分子的分子质量以及大分子形态进行更便捷的调控 ；第三，在进行双峰聚丙烯的生产时得到的每个峰都能实现较窄的分子质量分布，双峰产品质量更好；第四，提高了操作温度，避免了聚丙烯分子溶解于丙烯的现象，不会出现聚丙烯产品粘连在反应釜内壁的情况。

聚丙烯应用开发

聚丙烯（Polypropylene）由于其生产工艺成熟、原料价廉易得、产品安全无毒且环境友好，在产品包装、日用品生产、汽车制造、建筑材料、医疗器械等多个领域得到了应用。由于目前人们对于绿色生活的追求，对环境保护提出了更多要求，聚丙烯因此替代了很多环境友好性不佳的材料。

管材用聚丙烯产品开发

无规共聚聚丙烯管，又称 PPR，是目前需求量较大的聚丙烯产品之一，机械性能良好，抗冲击能力强，以其作为原料制备的管材，机械强度高，质量轻便，耐磨耐腐蚀、方便进一步加工。由于其可以承受高温热水，根据质量检测使用寿命较长，产品质量好、稳定性高，目前已被广泛应用于冷热水输送。

由于其性能稳定，安全可靠且价格合适，被我国建设部等相关部门列为推荐使用的管件材料，应逐渐用 PPR 此类绿色环保的管材来替代传统管材，在政府倡导下，目前我国在建住宅80%以上采用了 PPR 绿色管材。随着我国建筑业的快速发展，对于 PPR 管材的需求量也不断增加，据统计数据显示，年需求量平均约为200kt。

 

薄膜类聚丙烯产品开发

薄膜产品也是目前需求量最大的聚丙烯产品之一，薄膜制造是重要的聚丙烯应用途径，据统计，每年生产的聚丙烯约有20%被用来生产薄膜。由于聚丙烯薄膜性质稳定，环境友好，因此可用于多种产品包装，用作精密产品中的各类绝缘材料， 还可用于建筑材料等多个领域。特别是近年来开发了更多附加值更高的聚丙烯薄膜材料。比如丙烯 - 乙烯 -1- 丁烯三元共聚聚丙烯薄膜可用于低温热封层，有更大的市场需求量。

与传统薄膜类热封层材料相比，还能实现更好的机械强度以及抗冲击性能，薄膜产品种类繁多，需求量较大的代表性薄膜有：双向拉伸BOPP薄膜、流延聚丙烯CPP膜，CPP膜多用于食品以及医药类产品包装，BOPP薄膜多用于产品包装以及胶黏类产品的生产。根据数据显示，我国目前每年需要进口约80kt左右薄膜类聚丙烯材料。

 

车用聚丙烯产品开发

聚丙烯材料在进行改性之后，拥有更优良的加工性能，机械强度高，可在多次冲击后保持性能完好，符合安全、环保的发展理念，因此在汽车领域得到了广泛的应用。

目前汽车内仪表盘、内饰材料、保险杠等多种汽车零部件都采用了聚丙烯产品。改性之后的聚丙烯产品目前已成为汽车零部件的主要塑料制品，特别目前对于高端聚丙烯材料仍存在较大缺口，发展前景乐观。

随着我国目前对于汽车生产要求的不断提高，以及对于汽车制造领域环境保护意识提高，汽车工业的发展必须要解决车用聚丙烯材料的回收再利用问题，目前汽车行业所用聚丙烯产品的主要问题在于缺少高端聚丙烯产品的供应，要求聚丙烯产品应实现绿色、环保、无公害，拥有更高的耐热性，更高的机械强度以及更强的耐化学腐蚀性能。

2020年开始我国实行“国六”标准，汽车要实行轻量化发展，聚丙烯产品性价比高，质量轻便，将有更多的优势，在汽车行业使用会更加广泛。

 

医用聚丙烯产品开发

聚丙烯合成材料安全无毒，且生产成本较低，使用中更加绿色环保，因此在医疗设备中多用于药物包装、注射器、输液瓶、手套、透明管等多种一次性医疗产品的制备，目前基本已经实现了对传统玻璃材料的替代。

随着社会大众对于医疗条件要求的提高，以及我国针对医疗设备加大科研投入，医疗市场对于聚丙烯产品的消费量将会大大增加，除了此类较为低端的医疗产品制造之外，还可以用于制备医用无纺布、人工肾夹板等高端医疗材料。

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提高透明聚丙烯的韧性

只需做到这四点

聚丙烯由于分子链刚性比较大，玻璃化温度只在0℃左右，因此在冬天通常需要采取措施改善低温韧性。本文将为大家介绍一些改善透明PP制品低温韧性的有效方法。

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如何选择聚丙烯基材

均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯是能用于制备透明聚丙烯制品的主要原料(T30S,L5E89,V30G,Z30S等），其中无规共聚聚丙烯是由丙烯和少量的的乙烯共聚合生成的，两种单体无规共聚将破坏聚丙烯结晶，降低结晶度。

同时由于乙烯具有更好的低温韧性，这两方面因素让无规共聚聚丙烯拥有比前者更具良好的低温韧性。因此用这两种聚丙烯原料掺混可以在一定程度上改善低温韧性，提高制品的抗跌落性能。

但由于无规共聚本身的低温韧性仅略高于均聚聚丙烯，因此混合物的低温韧性提高有限。在比较低的温度下，仍然需要使用特殊的增韧剂来提高低温韧性。同时，均聚丙烯本身的分子结构也会影响其韧性。主要影响因素包括等规指数和熔体指数。一般等规指数和熔体指数较高的PP韧性较差。

因此同样是T30S，不同厂家生产的也存在韧性的差异，主要是不同厂家的T30S存在等规度指数差异。高熔融指数的均聚聚丙烯（比如Z30S）比低熔融指数的（T30S）韧性又要差。

 

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使用合适的增韧剂

能用于聚丙烯的增韧剂有很多种，但绝大多数的增韧剂( PE，POE，EPDM和SBS橡胶等）都会降低聚丙烯制品的透明性和光泽度，只有比较少数的增韧剂影响较小。

产生这一切的原因在于，增韧剂主要以颗粒的形式分散在零件中，与透明的PP两者的折光指数不同，会造成界面处的入射光在增韧剂和PP基材的界面产生光折射和光散射，从而减少光的透射。

 

由于不同种类的增韧剂的本身化学结构的差异，包括本身的玻璃化温度也存在高低，和PP的相容性以及本身在PP体系中的分散性难易程度都有所不同，因此不同增韧剂的增韧效果也存在一定的差异。

像LLDPE的增韧效果会比较差，通常需要比较高的添加量才能达到满意的增韧效果，同时对制品透明性有很大的影响。

而POE增韧剂本身和PP具有一定的相容性，同时本身的玻璃化温度低至-60℃，因此具有很好的增韧效果，只是POE通常会比较影响透明性。

 

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产品设计的优化

影响聚丙烯产品的重要因素还包括产品设计、产品设计厚度变化不均、边角、卷边、加强筋等，这些因素均会在制品生产和变形过程中产生比较大的内应力，从而使产品的韧性和降低的抗跌落性能降低。

塑料制品内应力分布图

 

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成型工艺的优化

即使材料的配方相同，产品成型工艺的差异同样会影响PP产品中的残余内应力，从而影响产品的抗跌落性能。

内应力越大，产品的抗跌落性越差。内应力的产生与产品和成型工艺直接相关。