聚烯烃材料技术和发展应用分析

龙源期刊网聚烯烃材料技术和发展应用分析作者：王磊来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第05期摘要：高性能聚烯烃以重量轻、性能好、成本低、用途广、易回收等特色成为21世纪引人注目的优选材料。文中就聚烯烃材料技术和发展应用进行论述。关键词：聚烯烃；材料技术；发展应用聚烯烃因来源丰富、价格低廉、易于加工以及性能优良广泛应用于我们的日常生活中。另一方面聚烯烃是非极性聚合物，表面成惰性，其粘结性、染色性以及亲水性较差限制了它的应用。因而对聚烯烃的改性成为了一个研究热点。1聚烯烃接枝改性常用方法1.1溶液接枝溶液接枝开始于上世纪中叶，是一种均相的接枝方法，常用于接枝反应的单体有苯乙烯、马来酸醉和丙烯酸等。接枝过程为：将聚烯烃溶解在适量的有机溶剂中，然后向聚烯烃溶液中加入适量的接枝单体和引发剂，油浴加热到100-140℃，反应一定的时间，待反应结束后将溶液倒入丙酮或其他溶剂中沉淀，沉淀物就是接枝聚合物，通过过滤得到。适合的溶剂有：苯和二甲苯等有机溶剂，整个接枝反应过程需要在搅拌作用下进行。溶液接枝法具有接枝率高、副反应少、改性体系均匀以及操作工艺简单等优点，但因其溶剂的消耗量和毒性较大、污染严重、后处理麻烦、生产成本高等缺点不适合工业生产，目前较少使用降。1.2熔融接枝人们在上世纪70年代发现了可以连续大规模生产的熔融接枝改性方法，其反应所用设备是挤出机或密炼机，易于工业化生产。此法现主要应用在聚烯烃的接枝改性。熔融接枝法的过程为：把接枝单体和引发剂溶解在少量且容易挥发的溶剂中，然后与聚烯烃均匀混合后再加入到挤出机中进行接枝反应，挤出机的各段温度设置在聚烯烃熔点以上20-30℃。熔融接枝法的优点是操作简单、接枝过程稳定副反应少、接枝聚合物较为纯净、反应周期短可以连续大规模生产、成本低。该法的缺点主要有以下几点：①要选择高沸点，不易挥发的接枝单体；②反应温度较高，聚合物容易发生交联或降解，所以反应过程中需加入其它物质（如交联抑制剂）来降低聚合物的交联；③在反应过程中未反应的接枝单体和由接枝单体均聚生成的聚合物会存留在接枝聚合物中，难以去除，对接枝改性后的聚合物的性能有一定的影响。1.3辐射接枝和光接枝龙源期刊网，y射线或粒子束等高能射线对聚烯烃表面进行辐射处理，使其表面产生自由基，从而引发单体进行接枝聚合反应。该接枝反应在任何温度下都能发生、不需要加入引发剂，产物纯度较高后处理简单、接枝效率高、接枝反应只发生在基体材料的表面，不影响基体材料本身的性能，对基体材料的形状基本没有要求，但对薄膜或块状物体的改性效果较好。目前，文献中辐射接枝法多用于聚丙烯和聚乙烯薄膜的表面改性。2聚烯烃材料发展趋势2.1总产能继续增长多元化主体格局加剧由于“十三五”期间国际油价仍将在较低位徘徊，油制烯烃成本优势重新显现，带动了多个石油基烯烃的投产，一年后石油路线乙烯产能将迎来投产高峰期，包括惠州二期、古雷石化、泉州石化等一批产能建成。根据目前已经审批和在建的项目看，到2020年聚乙烯新增产能750万吨/年，总产能达2470万吨/年。新增聚丙烯产能1167万吨/年，总产能达3500万吨/年，扩张的主力军是煤制聚丙烯和丙烷脱氢聚丙烯。预计到2020年聚烯烃产能增至5970万吨/年，较2016年增长1917万吨/年。包括煤（甲醇）制烯烃、NGL（乙烷）制乙烯、丙烷脱氢制丙烯（PDH）等都将较快发展。煤制烯烃是国内烯烃产能增长的重要驱动力，新增装置主要集中在中西部地区。预计到2020年，煤制烯烃总产能1758万吨/年，占聚烯烃总产能的29.4%，占比大幅上升。2.2供需趋向平衡结构性矛盾仍突出“十三五”期间，我国聚乙烯年均产能增速约9.5%，年均消费量增速约4%；聚丙烯产能年均增长率约10.7%，年均消费量增速约6.5%。国内聚烯烃的市场供求关系目前正在逐渐趋向平衡，产业竞争将日趋激烈，产品的利润空间正趋于被大幅挤压，烯烃产能过剩与市场完全竞争成为新常态。随着我国聚烯烃产能的不断增加，自给率在逐步上升，但供应缺口依然存在。由于国内聚烯烃产品以中低档通用料为主，竞争力较弱，所以聚烯烃整体出口量普遍较小。“十三五”期间，我国聚乙烯对外依存度将逐渐下降，但仍是全球最大的聚乙烯进口国。预计到2020年，中国聚乙烯产量2170万吨，需求量2900万吨，自给率提升至75%，仍有730万吨缺口。同期，我国聚丙烯供需缺口进一步缩小。预计到2020年，中国聚丙烯产量2370万吨，消费量2660万吨，缺口290万吨，主要缺口还是高档丙烯专用料。3结语当前，人类对于烯烃产品的需求在日益增长，而我国的聚烯烃产品行业中也存在着许多问题，主要体现在产品结构和质量方面，需要大量进口高端聚烯烃。这些缺口正是国内企业发展的动力，聚烯烃材料行业要努力提高自给能力。因此，“十三五”期间，我国聚烯烃行业要深入推进供给侧改革，以创新发展、开发新品种动力，推进产品向高端化、差异化、功能化发展，提升综合竞争力。龙源期刊网参考文献：[1]刘洪波.浅谈聚烯烃产品包装生产的发展及其重要性[J].化学工程与装备，2017（4）：161-162.