聚丙烯-原理、工艺与技术PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1 历史与回顾 1

1.2 市场与需求 1

1.3 化学与工艺 2

1.3.1 催化剂 2

1.3.2 聚合机理 2

1.3.3 生产工艺 3

1.4 结构与性能 8

1.4.1 立构规整性与结晶行为 8

1.4.2 分子量和分子量分布 10

1.4.3 分子量和结晶性对聚丙烯性能的影响 10

1.4.4 耐化学性 10

1.5.2 加工 11

1.5.1 产品牌号 11

1.5 牌号与加工 11

1.4.5 典型的商品化聚丙烯物理机械性能 11

1.6 现状与发展 13

第二章 催化剂 15

2.1 概述 15

2.2 催化剂的发展历史及分代 15

2.2.1 第一代催化剂 16

2.2.2 第二代催化剂 16

2.2.3 第三代催化剂 17

2.2.4 第四代催化剂 17

2.2.5 第五代催化剂 19

2.2.6 第六代催化剂——茂金属催化剂 19

2.3 催化剂的化学及结构 21

2.3.1 Z-N 催化剂的化学及结构 21

2.3.2 单活性中心催化剂 50

2.4.1 Z-N 催化剂的制备方法 102

2.4 催化剂的制备 102

2.4.2 单活性中心催化剂的制备方法 106

2.5 催化剂的评价 110

2.5.1 实验室评价 111

2.5.2 中间试验评价 112

2.5.3 工业应用评价 114

第三章 聚合 124

3.1 烯烃配位聚合概述 124

3.1.1 丙烯分子与过渡金属间的配位作用 124

3.1.2 α-烯烃在金属-碳键上的插入反应 124

3.1.3 插入反应的立体选择性 125

3.1.4 单体插入的立体控制 125

3.2 催化活性中心 127

3.2.1 TiCl3催化剂的活性中心 127

3.2.2 MgCl2载体催化剂的活性中心 133

3.2.3 茂金属催化剂的活性中心 140

3.3 丙烯聚合反应动力学 142

3.3.1 丙烯聚合反应动力学模型 142

3.3.2 催化剂和助催化剂浓度的影响 144

3.3.3 聚合单体浓度和氢调的影响 146

3.3.4 聚合温度和时间的影响 147

3.3.5 聚合介质的影响 149

3.3.6 等规活性中心和无规活性中心 149

3.3.7 活性中心浓度和链增长速率常数的测定 149

3.3.8 链转移和链终止 152

3.4 丙烯与其他烯烃的共聚合 153

3.4.1 烯烃共聚合概述 153

3.4.2 丙烯的无规共聚 155

3.4.3 丙烯的序列共聚 161

4.1.1 链结构与立构规整性 170

4.1 概述 170

第四章 结构与性能 170

4.1.2 结晶行为和结晶结构 171

4.1.3 形态结构与性能 175

4.1.4 聚丙烯的晶型、聚集态结构及性能 177

4.2 聚丙烯微观结构表征 189

4.2.1 概述 189

4.2.2 聚丙烯均聚物 189

4.2.3 聚丙烯无规共聚物 197

4.2.4 聚丙烯抗冲共聚物 201

4.2.5 茂金属等规聚丙烯 208

4.2.6 热分级技术研究共聚丙烯的结晶序列 211

4.3 等规聚丙烯 217

4.3.1 概述 217

4.3.2 晶型结构 218

4.3.3 结晶过程 220

4.3.4 结晶形态 230

4.4 间规聚丙烯 234

4.4.1 微观结构与结晶形态 234

4.4.2 晶体结构 237

4.4.3 结晶性能 240

4.5 橡胶增韧聚丙烯的形态与性能 243

4.5.1 增韧聚丙烯概述 243

4.5.2 橡胶增韧聚丙烯的增韧机理 246

4.5.3 乙丙橡胶增韧聚丙烯 249

4.5.4 全硫化粉末橡胶增韧聚丙烯 251

4.6 聚丙烯类热塑性弹性体的结构与形态 255

4.6.1 概述 255

4.6.2 聚丙烯/EPM (EPDM)共混型热塑性弹性体 255

4.6.3 聚丙烯/橡胶动态全硫化热塑性弹性体 256

5.1.1 催化剂/聚合物的颗粒结构 269

第五章 聚合反应工程 269

5.1 丙烯聚合过程的颗粒动力学 269

5.1.2 颗粒热质传递的分析 271

5.1.3 扩散阻力与多活性中心 279

5.1.4 分子量分布曲线 283

5.1.5 聚合动力学和颗粒形态的相互作用 284

5.2 流化床气相聚合器 287

5.2.1 自由流化床聚合反应器 287

5.2.2 聚合物粉体的粒径及其分布 293

5.2.3 聚合流场的可视化 299

5.2.4 搅拌流化床的基本原理 304

5.3 淤浆搅拌聚合反应器 311

5.3.1 工艺与设备特征 312

5.3.2 丙烯淤浆聚合搅拌反应器操作特性分析 314

5.3.3 高抗冲聚丙烯合金反应器的操作特性分析 318

5.4.1 工艺设备 323

5.4 卧式搅拌聚合反应器 323

5.4.2 卧式搅拌浆的设计 324

5.4.3 反应过程分析 325

5.5 环管聚合反应器 327

5.5.1 工艺与设备 328

5.5.2 反应器的数学模型 328

5.5.3 环管反应器的操作分析 330

第六章 生产工艺技术 338

6.1 概述 338

6.1.1 生产工艺技术的发展 338

6.1.2 我国聚丙烯工艺技术的发展 343

6.2 浆液法聚合工艺 346

6.2.1 工艺概述 346

6.2.2 Montedison 公司浆液法工艺 349

6.2.3 Hercules 公司浆液法工艺 350

6.2.4 Amoco 公司浆液法工艺 352

6.2.5 三井油化公司浆液法工艺 353

6.2.6 现代浆液法工艺 354

6.3 溶液法聚合工艺 357

6.4 本体法聚合工艺 358

6.4.1 工艺概述 358

6.4.2 间歇法聚合工艺 359

6.4.3 连续式聚合工艺 364

6.5 本体法-气相法组合工艺 370

6.5.1 Spheripol 工艺 370

6.5.2 Hypol 工艺 370

6.5.3 Borstar 工艺 384

6.6.1 气相法工艺概况 386

6.6 气相法工艺 386

6.6.2 Novolen 工艺 391

6.6.3 Unipol 工艺 396

6.6.4 Innovene 工艺 401

6.6.5 Chisso 气相法工艺 406

6.6.6 住友(Sumitomo)气相法工艺 407

6.6.7 反应器颗粒技术及 Catalloy 工艺 410

6.7 工艺技术比较 416

6.7.1 技术性比较 416

6.7.2 经济性比较 416

6.8 原料及公用工程供应和消耗 418

6.8.1 丙烯的制造 418

6.8.2 丙烯等主要原料的规格和供应 419

6.8.3 公用工程的主要规格 421

6.8.4 原料及公用工程的典型消耗 421

6.9.1 挤压造粒 422

6.9 聚合物的后处理 422

6.9.2 产品均化及包装储存 423

6.10 工艺控制及先进过程控制 426

6.10.1 聚丙烯装置工艺控制 426

6.10.2 聚丙烯装置的先进过程控制 430

6.11 安全、卫生及环境保护 437

6.11.1 安全 437

6.11.2 三废及环保 443

6.12 生产工艺发展趋势 445

6.12.1 催化剂仍是工艺技术发展的推动力 445

6.12.2 改进现有技术或开发新工艺技术使产品进一步多样化和高性能化 446

7.1.1 树脂牌号开发的目的和意义 450

7.1.2 树脂牌号开发的现状 450

7.1 聚丙烯树脂牌号开发的目的、意义及采用的手段和方法 450

第七章 聚丙烯树脂牌号开发 450

7.1.3 牌号开发采用的手段和方法 451

7.2 树脂牌号开发中常用添加剂及其作用机理 452

7.2.1 概述 452

7.2.2 抗氧剂 452

7.2.3 光稳定剂 461

7.2.5 抗静电剂 468

7.2.4 铜抑制剂 468

7.2.6 成核剂 471

7.2.7 爽滑剂、开口剂 473

7.2.8 分子量调节剂 473

7.2.9 抗菌剂 475

7.2.10 润滑剂 477

7.3 树脂牌号开发中添加剂配方设计 478

7.3.1 概述 478

7.3.2 聚丙烯配方设计实例 479

7.4.1 双轴取向聚丙烯薄膜(BOPP) 486

7.4 聚丙烯牌号开发中树脂微观结构设计 486

7.4.2 聚丙烯流延薄膜 492

7.4.3 聚丙烯纤维(丙纶) 495

7.4.4 编织袋用扁丝 498

7.4.5 注塑 498

7.4.6 泡沫成型、热成型等加工工艺用的高熔体强度聚丙烯 499

7.4.7 高刚性聚丙烯 500

7.4.8 热水管用聚丙烯(PPR) 500

7.4.9 抗冲击型聚丙烯(嵌段聚丙烯) 503

第八章 加工及应用 511

8.1 引言 511

8.2 聚丙烯的流变学 511

8.2.1 聚丙烯的熔体流动特性 512

8.2.2 聚丙烯的粘弹行为 517

8.2.3 一组聚丙烯熔体流变数据 522

8.3 聚丙烯专用料的制备及应用 525

8.3.1 纤维增强聚丙烯 525

8.3.2 填充聚丙烯 527

8.3.3 阻燃聚丙烯 531

8.3.4 聚丙烯合金 532

8.3.5 聚丙烯热塑性弹性体 538

8.3.6 高熔体强度聚丙烯 541

8.3.7 反应型聚丙烯 545

8.4 聚丙烯薄膜 549

8.4.1 双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP 薄膜) 549

8.4.2 流延聚丙烯薄膜 556

8.4.3 吹塑聚丙烯薄膜 558

8.4.4 聚丙烯薄膜产品的应用 560

8.5 聚丙烯纤维的制备及应用 568

8.5.1 聚丙烯纤维的发展、应用及前景 568

8.5.2 聚丙烯长纤维的生产工艺 572

8.5.3 聚丙烯非织造布生产工艺 580

8.5.4 聚丙烯注塑制品、模压制品及应用 584

8.6 聚丙烯的挤出过程 599

8.6.1 热塑性塑料挤出的历史 599

8.6.2 聚丙烯混料挤出生产线 599

8.6.3 聚丙烯挤出片、膜材料 602

8.6.4 聚丙烯板材 610

8.6.5 聚丙烯挤出管材 614

8.6.6 聚丙烯挤出异型材 620

8.6.7 聚丙烯反应挤出 624

第九章 发展与展望 637

9.1 行业发展与展望 637

9.1.1 产能 637

9.1.2 需求 638

9.1.3 市场消费与应用 639

9.2 技术发展与展望 640

9.2.1 传统催化剂和茂金属催化剂都将继续发展 640

9.2.2 工艺技术进一步完善 643

9.2.3 丙烯基聚合物向高性能化发展 644

9.2.4 双峰聚丙烯树脂生产技术崭露头角 646

9.2.5 新的接枝技术将推动聚丙烯树脂性能和应用进一步发展 647

9.2.6 开发先进的控制、预测模型，生产装置与企业信息技术系统密切结合 648

9.3 产品发展与展望 649

9.3.1 茂金属催化剂为聚丙烯替代其他材料和开辟新领域提供新的机会 649

9.3.2 高透明牌号推动 PP 包装市场增长 650

9.3.3 汽车工业对聚丙烯需求继续强劲 650

9.3.4 增强-填充 PP 发展迅速 651

9.3.5 聚丙烯有可能成为窗异型材的替代材料 652

9.3.6 聚丙烯在热成型片材市场将有较高的增长率 652

9.3.7 聚丙烯发泡制品将有所增长 653