聚丙烯高功能化怎樣走?如何應對3年后自給率近90%
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高性能PP成投資熱土
最近一個月,聚烯烴行業掀起了新一波高性能PP投資熱潮:
4月22日,總投資約100億美元的埃克森美孚廣東惠州乙烯項目正式動工,項目包括乙烯裝置和高端PE、PP等生產裝置,采用已經成功應用、先進的專有工藝和催化劑技術生產高性能聚合物。
5月17日,總投資約56億美元的中海殼牌惠州三期乙烯項目合作框架協議簽約,項目產品包括聚α烯烴、高碳合成醇、茂金屬PE、共聚PP等,共14套世界級規模生產裝置。
5月18日,徐州海天石化集團年產10萬噸高性能PP樹脂項目“云簽約”,落戶大慶龍鳳區。
高性能產品研發能力不足
我國已投入生產的高端聚丙烯專用樹脂有:
三元共聚聚丙烯薄膜專用料F5606、管材專用料、薄壁注塑料M50T、高熔體強度薄膜專用料、丙丁共聚膜料、低溫抗沖注塑專用料、氫調法高流動注塑料、高透明注塑專用料、抗菌系列專用料、低灰分PP、快速成型PP、透明PP專用料等。
但由于我國高端聚丙烯產品研發能力不足,且同質化嚴重,一些高性能和特殊性能產品,如茂金屬PP(mPP)、特種雙向拉伸聚丙烯(BOPP)膜、流延聚丙烯(CPP)膜等仍需大量進口來滿足國內市場需求。
我國mPP年消費量約10萬噸,除燕山石化少量供應市場,基本依賴進口,主要用于生產醫用或食品用高透明PP制品、食品包裝薄膜、無紡布、超細旦丙綸纖維等領域。
具有高拉伸速度與幅寬、超薄、超透及更好低溫熱封性能的特種BOPP薄膜、電工膜、電容器膜、鍍鋁膜等PP薄膜料以及汽車和家電用PP注塑料的年進口量均超百萬噸。PP管材料的年進口量約50萬噸。
高性能PP開發方向
1抗菌PP
此次新冠肺炎疫情的肆虐,推動汽車生產商聚焦抗菌PP在內飾件中的應用,這或將成為車用PP下一個熱點應用領域。
2長玻纖增強PP
長玻纖增強PP材料因具備更高的強度、剛度、韌度、尺寸穩定性,廣泛應用于儀表骨架板、車門組合件、前端組件、車身門板模塊、車頂面板、座椅骨架等汽車部件上。
長玻纖增強PP材料在120℃時的高溫疲勞強度是普通玻纖增強PP材料的2倍,甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強尼龍材料高10%,具有作為結構件所需的耐久性和可靠性。
3低氣味散發耐刮擦PP
隨著人們對汽車品質的追求,車用PP材料需要滿足的已不僅僅是力學性能,還有對外觀、環保等方面的高要求。
目前市場上低氣味散發PP材料多被Basell、北歐化工等公司產品壟斷,國產替代進口任務艱巨。制造高抗刮擦汽車內飾件材料一方面要采用國外表面硬度較高的PP原料,另一方面需要添加助劑提升材料表面的爽滑度。
但助劑在體系內受熱會有小分子散發影響車內空氣質量,同時又會出現表面遷移現象,影響內飾件外觀。因此,問題核心仍取決于PP基材的性能。
4 “三高”PP
“三高”PP材質一般是多相共聚HCPP。多相共聚聚丙烯,即首先通過丙烯均聚生成聚丙烯顆粒,然后進行乙丙氣相共聚在多孔聚丙烯顆粒內部間隙中形成乙丙無規共聚物(即乙丙橡膠,EPR),由此實現 PP 基體相和 EPR 分散相的各自形成,使材料具備了高抗沖性能。
HC-是高結晶的意思,一般通過增加聚丙烯等規度或者外加增剛成核劑實現。而高流動一般通過精確氫調法來調節聚合物鏈的長度,從而控制聚丙烯的熔融指數。
近年來,塑料制品越來越向大型薄壁化,輕量化方向發展。例如汽車的一些大型零部件,采用PP注塑成型可以減輕車體重量,達到節能降耗的目的,物流行業中使用的可折疊包裝箱和周轉箱也需要高沖擊強度和高彎曲模量的塑料。
同理,家電行業中也需要此類型的產品。國內市場對這種高流動性、高結晶、高抗沖擊PP專用料的需求越來越大,市場份額逐漸升高,年需求量在在25萬~30萬噸/年且年增長幅度達10%以上。
5發泡PP
PP發泡材料是通過提高PP的熔體強度,提高發泡倍率制成的低密度物質,具有質輕、耐熱等優點。
車用PP發泡材料主要為化學微孔發泡,包括注塑微發泡、吹塑微發泡和擠出微發泡等。其中注塑微發泡適用于各種汽車內外飾件,如車身門板、尾門、風道等;擠出微發泡適用于密封條、頂棚等;吹塑微發泡適用于汽車風管等。
6透明PP
PP的結晶是造成不透明的主要原因,利用急冷凍結PP的結晶趨向,可以得到透明的薄膜,但有一定壁厚的制品,因熱傳導需要時間,芯層不可能迅速被冷卻凍結,因此對于有一定厚度的制品不能指望用急冷的辦法提高透明度,必須從PP的結晶規律和影響因素入手。
經一定技術手段得到的改性PP,可具有優良的透明性和表面光澤度,甚至可以和典型的透明塑料(如PET、PVC、PS等)相媲美。
透明PP更為優越的是熱變形溫度高,一般可高于110℃,有的甚至可達135℃,而上述三種透明塑料的熱變形溫度都低于90℃。由于透明PP的性能優勢明顯,近年來在全球都得以迅速發展,應用領域從家庭日用品到醫療器械,從包裝用品到耐熱器皿(微波爐加熱用),都在大量使用。
PP的透明性提高可通過以下三種途徑:
(1)采用茂金屬催化劑聚合出透明性PP;
(2)通過無規共聚得到透明性PP;
(3)在普通PP中加入透明改性劑(主要是成核劑)提高其透明性。

