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 2

1.2.1国际市场与需求 2

1.2.2国内市场与产需 2

1.3化学与工艺 5

1.3.1催化剂化学 5

1.3.2配位聚合化学机理 9

1.3.3聚合动力学 10

1.3.4 PP生产工艺 10

1.3.5 PP工艺技术的国产化进展 15

1.3.6 PP工艺的全流程模拟 16

1.4结构与性能 17

1.4.1立构规整性与结晶行为 17

1.4.2分子量和分子量分布 19

1.4.3分子量和结晶性对聚丙烯性能的影响 19

1.4.4耐化学性 19

1.4.5典型的商品化聚丙烯物理机械性能 19

1.5牌号与加工 20

1.5.1产品牌号 20

1.5.2加工 21

1.6现状与发展 22

第二章 催化剂 25

2.1概述 25

2.2催化剂的发展历史及分代 26

2.2.1第一代催化剂 26

2.2.2第二代催化剂 27

2.2.3第三代催化剂 27

2.2.4第四代催化剂 28

2.2.5第五代催化剂 29

2.2.6茂金属催化剂 30

2.3催化剂化学及结构 33

2.3.1 Z-N催化剂的化学及结构 33

2.3.2单活性中心催化剂 87

2.4催化剂的制备 164

2.4.1 Z-N催化剂的制备方法 164

2.4.2单活性中心催化剂的制备方法 168

2.5催化剂的评价 172

2.5.1实验室评价 172

2.5.2中间试验评价 174

2.5.3工业应用评价 176

第三章 聚合 191

3.1烯烃配位聚合概述 191

3.1.1丙烯分子与过渡金属间的配位作用 191

3.1.2 α-烯烃在金属-碳键上的插入反应 191

3.1.3插入反应的立体选择性 193

3.1.4单体插入的立体控制 193

3.2催化活性中心 194

3.2.1 TiC13催化剂的活性中心 194

3.2.2 MgCl2载体催化剂的活性中心 201

3.2.3给电子体对活性中心立体定向性的影响 202

3.2.4茂金属催化剂的活性中心 208

3.3丙烯聚合反应动力学 210

3.3.1丙烯聚合反应动力学模型 211

3.3.2催化剂和助催化剂浓度的影响 212

3.3.3聚合单体浓度和氢调的影响 214

3.3.4聚合温度和时间的影响 215

3.3.5聚合介质的影响 217

3.3.6等规活性中心和无规活性中心 217

3.3.7活性中心浓度和链增长速率常数的测定 217

3.3.8链转移和链终止 220

3.4丙烯与其他烯烃的共聚合 221

3.4.1烯烃共聚合概述 221

3.4.2丙烯的无规共聚 224

3.4.3丙烯的序列共聚 230

3.4.4釜内聚合聚丙烯合金 231

3.4.5丙烯不同立构规整性链段共聚 234

3.4.6通过链穿梭聚合生成聚丙烯嵌段共聚物 235

第四章 结构与性能 243

4.1概述 243

4.1.1链结构与立构规整性 243

4.1.2结晶行为和结晶结构 244

4.1.3形态结构与性能 248

4.1.4聚丙烯的晶型、聚集态结构及性能 250

4.2聚丙烯微观结构表征 262

4.2.1概述 262

4.2.2聚丙烯均聚物 262

4.2.3聚丙烯无规共聚物 270

4.2.4聚丙烯抗冲共聚物 274

4.2.5茂金属等规聚丙烯 281

4.2.6热分级技术研究共聚丙烯的结晶序列 284

4.3等规聚丙烯 290

4.3.1概述 290

4.3.2晶型结构 291

4.3.3结晶过程 293

4.3.4结晶形态 303

4.4间规聚丙烯 307

4.4.1微观结构与结晶形态 307

4.4.2晶体结构 310

4.4.3结晶性能 313

4.5橡胶增韧聚丙烯的形态与性能 316

4.5.1增韧聚丙烯概述 316

4.5.2橡胶增韧聚丙烯的增韧机理 319

4.5.3乙丙橡胶增韧聚丙烯 322

4.5.4全硫化粉末橡胶增韧聚丙烯 324

4.6聚丙烯类热塑性弹性体的结构与形态 328

4.6.1概述 328

4.6.2聚丙烯/EPR（EPDM）共混型热塑性弹性体 328

4.6.3聚丙烯/橡胶动态全硫化热塑性弹性体 329

4.6.4聚丙烯/粉末橡胶全硫化热塑性弹性体 330

第五章 聚合反应工程 342

5.1丙烯聚合过程的颗粒动力学 342

5.1.1催化剂/聚合物的颗粒结构 342

5.1.2颗粒热质传递的分析 344

5.1.3扩散阻力与多活性中心 352

5.1.4分子量分布曲线 356

5.1.5聚合动力学和颗粒形态的相互作用 357

5.2流化床气相聚合器 360

5.2.1自由流化床聚合反应器 360

5.2.2聚合物粉体的粒径及其分布 366

5.2.3聚合流场的可视化 372

5.2.4搅拌流化床的基本原理 377

5.3淤浆搅拌聚合反应器 384

5.3.1工艺与设备特征 385

5.3.2丙烯淤浆聚合搅拌反应器操作特性分析 387

5.3.3高抗冲聚丙烯合金反应器的操作特性分析 391

5.4卧式搅拌聚合反应器 396

5.4.1工艺设备 396

5.4.2卧式搅拌浆的设计 397

5.4.3反应过程分析 398

5.5环管聚合反应器 400

5.5.1工艺与设备 401

5.5.2反应器的数学模型 401

5.5.3环管反应器的操作分析 403

5.6多区循环聚合反应器 408

5.6.1多区循环与聚合物共混机理 410

5.6.2多区循环反应器 411

5.6.3 MZCR的数学模拟 415

5.6.4 MZCR产品性能的检验 424

第六章 生产工艺技术 427

6.1概述 427

6.1.1生产工艺技术的发展 427

6.1.2我国聚丙烯工艺技术的发展 433

6.2浆液法聚合工艺 439

6.2.1工艺概述 439

6.2.2 Montedison公司浆液法工艺 441

6.2.3 Hercules公司浆液法工艺 442

6.2.4 Amoco公司浆液法工艺 444

6.2.5三井油化公司浆液法工艺 445

6.2.6现代浆液法工艺 446

6.3溶液法聚合工艺 449

6.4本体法聚合工艺 450

6.4.1工艺概述 450

6.4.2间歇法聚合工艺 451

6.4.3连续式聚合工艺 455

6.5本体法-气相法组合工艺 460

6.5.1 Spheripol工艺 460

6.5.2中国石化环管法聚丙烯工艺 468

6.5.3 Hypol Ⅱ及Hypol工艺 468

6.5.4 Borstar工艺 474

6.6气相法工艺 478

6.6.1气相法工艺概况 478

6.6.2 Spherizone工艺 482

6.6.3 Novolen工艺 485

6.6.4 Unipol工艺 490

6.6.5 Innovene工艺 495

6.6.6 Horizone气相法工艺 499

6.6.7住友（Sumitomo）气相法工艺 501

6.6.8反应器颗粒技术及Catalloy工艺 503

6.7聚合物的后处理 508

6.7.1挤压造粒及气流输送 508

6.7.2产品均化及包装储存 510

6.8原料丙烯及公用工程供应和消耗 512

6.8.1丙烯的生产 512

6.8.2丙烯等主要原料的规格和供应 515

6.8.3公用工程的主要规格 517

6.8.4原料及公用工程的典型消耗 517

6.9工艺控制及先进过程控制 518

6.9.1聚丙烯装置工艺控制 518

6.9.2聚丙烯装置的先进过程控制 522

6.10安全、卫生及环境保护 529

6.10.1安全 529

6.10.2三废及环保 536

第七章 聚丙烯树脂牌号开发 538

7.1聚丙烯树脂牌号开发的目的、意义及其采用的手段和方法 538

7.1.1树脂牌号开发的目的和意义 538

7.1.2树脂牌号开发的现状 538

7.1.3牌号开发采用的手段和方法 539

7.2树脂牌号开发中常用添加剂及添加剂配方设计 540

7.2.1聚丙烯树脂常用添加剂品种 540

7.2.2树脂牌号开发中添加剂配方设计 551

7.2.3聚丙烯适用各种添加剂的进展和若干国内外添加剂生产企业牌号表 560

7.3聚丙烯牌号开发中树脂微观结构设计 576

7.3.1编织袋用的扁丝 576

7.3.2注塑制品 577

7.3.3聚丙烯纤维（丙纶） 577

7.3.4热水管用聚丙烯（PPR） 579

7.3.5聚丙烯流延薄膜（Casting Film，CPP） 583

7.3.6双轴拉伸聚丙烯薄膜专用树脂（BOPP） 585

7.3.7高刚性聚丙烯 594

7.3.8高熔体强度聚丙烯 596

7.3.9抗冲击型聚丙烯（反应器制备聚丙烯合金） 597

7.3.10丙烯/1-丁烯共聚物 608

第八章 加工及应用 613

8.1引言 613

8.2聚丙烯的流变学 613

8.2.1聚丙烯的熔体流动特性 614

8.2.2聚丙烯的黏弹行为 619

8.2.3一组聚丙烯熔体流变数据 624

8.3聚丙烯专用料的制备及应用 627

8.3.1纤维增强聚丙烯 627

8.3.2填充聚丙烯 631

8.3.3阻燃聚丙烯 635

8.3.4聚丙烯合金 637

8.3.5聚丙烯热塑性弹性体 642

8.3.6高熔体强度聚丙烯 646

8.3.7反应型聚丙烯 651

8.4聚丙烯薄膜 655

8.4.1双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP薄膜） 655

8.4.2流延聚丙烯薄膜 662

8.4.3吹塑聚丙烯薄膜 664

8.4.4聚丙烯薄膜产品的应用 666

8.5聚丙烯纤维的制备及应用 671

8.5.1聚丙烯纤维的发展、应用及前景 671

8.5.2聚丙烯长纤维的生产工艺 677

8.5.3聚丙烯非织造布生产工艺 684

8.5.4聚丙烯注塑制品、模压制品及应用 688

8.6聚丙烯的挤出过程 705

8.6.1热塑性塑料挤出的历史 705

8.6.2聚丙烯混料挤出生产线 705

8.6.3聚丙烯挤出片、膜材料 708

8.6.4聚丙烯板材 716

8.6.5聚丙烯挤出管材 720

8.6.6聚丙烯挤出异型材 727

8.6.7聚丙烯反应挤出 731

第九章 前景和展望 745

9.1工业现状和展望 745

9.1.1在通用树脂中有更快的发展速度 745

9.1.2原料丙烯供应紧张 746

9.1.3大型化趋势继续 746

9.1.4对环境友好，材料替代中占优势 747

9.1.5中国聚丙烯产能增长快，国产化技术开发好 748

9.1.6不同地区的应用布局不同 748

9.1.7最大10家生产公司占世界总能力的44.7%，中国石化位居第二 750

9.2技术发展趋势 751

9.2.1催化剂引领聚丙烯技术进步 751

9.2.2多区循环反应器（MZCR）工艺开发进展很快 762

9.2.3已工业化技术进一步完善 764

9.2.4提高产品性能，开发更多新产品 769