聚烯烃材料技术和发展应用分析

摘要：聚烯烃是重要的石油化工产品，是其他工业部门的重要原料，也是现代生活中人们最常用的、也是最重要的聚合物产品之一，产量大、增长快、产品开发活跃。聚烯烃材料正在由通用高分子向高性能高分子发展。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；技术；发展应用

中图分类号：th578 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-410-01

一、聚烯烃材料的关键技术

聚烯烃材料的关键技术是新型高效催化剂，是高分子发展的核心技术，起着先导作用。国外聚烯烃催化剂更新换代非常快，茂金属性催化剂的研制和应用，正在引起聚烯烃工业的一场性的变化。新型高分子催化剂具有超高活性，可以精确控制聚合高分子结构，用同一套装置可以生产密度0.855～0.970的各种聚乙烯产品，并能制得双峰或多峰型宽分子量分布的聚乙烯。工业上茂金属催化剂首先取得突破的是美国exxon公司，已建1.5万吨/年装置。三井油化将铅金属茂催化剂用气相技术生产出全密度聚乙烯.称为超级聚乙烯。dow化学公司、ucc相mobill公司也已成功地使用了茂金属催化剂。预期90年代中期世界使用该催化剂生产乙烯的能力将达到65万吨/年。 国内聚烯烃催化剂方面，研制出ti系bch型

聚乙烯高效催化剂、气相全密度聚乙烯催化剂、络合-ii型聚丙烯催化剂. n型聚丙烯催化剂和cs-1型聚丙烯催化剂等，并成功地应用于大型聚合生产装置，生产出各种不同牌号的聚烯烃树脂。还进行了气相全密度聚合催化剂、sps和苯乙烯/丙烯的共聚合等小试研究。茂金属性化剂的研究正在起步，和国外先进水平尚存在较大的差距。

二、填充改性聚烯烃材料的研究进展

填充改性是聚烯烃的主要改性手段之一。一方面可得到系列的新材料，如具有独特的磁性能、机械物理性能、防辐射性能、电性能等：另一方面使最终制品中聚合物的份额减少，节省了有机原料，降低了成本。在当前产量最大的聚烯烃中填充填料，制备有各种用途的高性能结构材料或功能性材料，具有重要的意义。相应关于聚烯烃填充改性技术的研究、开发工作也是人们关注的焦点，不断有新技术、新理论报道。通常制备填充聚烯烃材料传统采用机械复合方法。虽然这种方法有以下缺点如动力消耗大、过程复杂填充度不高、、设备磨损、聚合物会降解、产品质地不均匀等缺点。但是，机械复合法仍为人们制取复合材料的常用方法。填充高分子材料的性能与其组成和结合状态有关，主要取决于以下因素： （l）聚合物填充体系的界面特性及两者的相互作用； （2）填充体系其它添加剂成分；（3）填料的种类、形状、结构和表面性质，填料的粒径和尺寸分布，填料的用量；（4）填充技术及形成的填充体系形态；（5）聚合物的种类、性质和分子量的影响等。聚合物填充复合材

料为不均匀体系，宏观上为两相结构，即由聚合物为连续相的基体和填料为分散相的多组分所组成，微观结构上复合体系中填料与聚合物结合的界面上各种物质间的分布和结合情况就相对复杂的多。因而，研究界面结构、界面区域中各种物质间的相互作用及形成牢固界面粘结的技术，是提高填充复合材料综合性能的关键。通常认为，填料一聚合物间的相互作用是通过不同物质间的化学键合作用、分子间的作用力、极性、酸碱作用等形式来进行的，体系中聚合物的取向及填料粒子的取向也影响这种相互作用。通常，可以把聚合物一填料间的结合情况简单分为四类：（1） 润湿作用导致较均匀的混合； （2） 单纯的物理结合； （3） 两相界面上形成化学键合结构；（4） 两相界面上良好的物理粘结。大多数无机填料具有一定的酸性或碱性，表面存在亲水基团，并显极性，容易吸附水分。聚烯烃是非极性聚合物，具有憎水性，因而它与大多数填料间相容性差，填充体系界面难于形成良好结合与牢固的粘结。因此，对填料进行改性是改进和提高聚烯烃填充复合材料性能的重要途径。填料的化学改性主要包括表面活性剂处理和偶联剂处理以及填料表面接枝和聚合物包覆。在填料品种的使用上，为合理和综合利用材料资源及城市和矿山工厂的生产附产物，粉煤灰、红泥及某些矿渣灰也用于聚烯烃及其它聚合物的填充，某些功能性填料还用于制取磁性、导热性、导电性、耐磨性等特殊性能的填充复合材料。 在聚烯烃改性技术的最新进展方面出现了反应性复合技术、纳米粒子改性、和原位成纤复合技术等。随着改性技术、加工技术、分

析测试技术、研究手段与表征方法的不断完善和进步，填充聚烯烃及其它填充复合材料的研究与生产将会在基础理论及生产和应用技术方面取得更高水平的发展。 三、高性能聚烯烃材料的应用 1.塑料合金在汽车上应用； 2.电线电缆和光缆用塑料；

包括通讯电缆绝缘用高密度聚乙烯专用料、通信电缆用聚乙烯泡沫绝缘料的研制、高耐环境应力开裂低密度聚乙烯光电缆护套料、无卤阻燃聚乙烯电缆料、耐低温聚丙烯油井电缆绝缘料、热塑弹性体动力电缆料的开发等。 3.建筑塑料

包括pvv芯层管、刚性粒子增韧硬pvc、可控自发热聚烯烃材料、改性hips装饰材料及水泥路面胀、缩绝材料等的开发。 4.塑料合金在农业上应用

包括新型长效无滴长寿棚膜的研制，光转换膜的开发，果蔬抗露保鲜膜系列的研制与开发，熔融共混回收后的塑料，耐辐照聚丙烯等的研制与开发。 四、结束语

聚烯烃材料自问世以来一直保持良好的发展态势，产量逐年递增。而随着高性能催化剂的开发和聚烯烃材料广泛应用，势必能促进高性能聚烯烃材料的发展，具有优良性能的聚烯烃材料替代价格昂贵的工程塑料后，社会效益也十分显著。