综述 聚丙烯热降解行为

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1、综述聚丙烯热降解行为摘要：关键词：1.性能聚丙烯，英文名称：Polypropylene，日文名称：ポリプロピレン分子式：C3H6nCAS简称：PP由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯（isotaeticPolyProlene）、无规聚丙烯（atacticPolyPropylene）和间规聚丙烯（syndiotaticPolyPropylene）三种。聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂,具有比重小、无毒、易加工、抗冲击强度高、抗扰曲性以及电绝缘性好等优点,在工业建设、汽

2、车工业、家用电器、电子、包装及建材家具等方面具有广泛的应用[1]。由于pp链上含有α氢及大量不稳定的叔碳原子,所以热氧化是PP最主要的致老化破坏的因素。对PP热降解的研究对延长其使用寿命、再生利用、加速降解、保护环境等均具有十分重要的意义[2]。2 聚丙烯的分类如下（１）按聚丙烯分子链上甲基的排布情况分，可以把聚丙烯分成等规、间规及无规三大类。等规聚丙烯的甲基都排布在分子链的一侧，整个分子的规整性最高，所以结晶度高，机械物理性能高，是聚丙烯的主要成型树脂；间规聚丙烯分子链中的甲基，分别有秩序排布于两侧，

3、等规性比等规ＰＰ差，结晶度也低，随之性能也不如等规ＰＰ；无规ＰＰ分子中的甲基混乱地排布，无规律性可言。因此也就不能结晶，因为结晶的首要条件是分子空间排布的规整性要高。无规聚丙烯是黏稠状半固体物质，是生产聚丙烯树脂过程中一定会产生的副产品。过去不需费用，直接可从石化厂中运来，现在发现无规ＰＰ有不少用途：无规ＰＰ经过冷却、二辊挤压去除水分后，可用于热熔胶添加剂，和包装材料、各种包装材料的添加剂使用，还可提高主黏结树脂的相容性及黏结力，是热熔材料的有用增黏剂。      （２）聚丙烯同其他聚合物一样，有均聚丙

4、烯和共聚丙烯之分，均聚丙烯有其固有的优点，也有其固有的缺点，为改善均聚丙烯的某些缺点，采用共聚改性的方法，在丙烯聚合时很普遍，最为广泛使用的共聚单体是乙烯，乙烯均聚物的特点是柔软性好，耐低温性好，可耐－７０℃以下的温度；而丙烯均聚物的最大缺点是耐低温性差，不能使用在０℃以下的场合。在低温下易发脆，冲击强度尤其是低温冲击强度低，低温下受冲击易产生裂纹，二者共聚合生成嵌段共聚丙烯（ｂｌｏｃｋＰＰ）就可以提高ＰＰ的低温冲击强度，提高ＰＰ的耐低温性。3聚丙烯催化剂新进展3.1Z-N催化剂目前世界上生产PP的绝大

5、多数催化剂仍是基于Z-N催化体系,即TiCl3沉淀于高比表面和结合Lewis碱的MgCl2结晶载体上，助催化剂是Al(C2H5)Cl；催化剂的特点是高活性、高立构的规整体、长寿命和产品结构的定制。高活性/高立构规整性（HY/HS）载体催化剂是现代PP生产工艺的基础，也是目前PP生产工艺的核心。自20世纪90年代以来，美国，西欧，日本的主要PP生产厂商将大部分研究工作集中于该类催化剂的改进上[3]。Basell公司是目前全球最大的PP专利和生产商，在市场上销售10个牌号的spheripol载体催化剂[4]

6、，基本上都属于Z-N型HY/HS催化剂；该公司在采用邻苯二甲酸酯作为给电子体的第四代催化剂基础上，成功开发了用琥珀酸酯作为给电子体的第五代新型z-n负载催化剂，并已从2003年6月开始向市场提供这种催化剂系列产品。该催化剂通过使分子量分布变宽而极大的扩展了PP均聚物和共聚物的性能，在生产宽分子量分布的产品上面是个突破。这种催化剂用了PP的生产后，能改善BOPP薄膜、管材、注塑件的刚度和加工性能。3.2茂金属和单活性中心催化剂茂金属和单活性中心催化剂技术使PP产品性能显著改进，并进一步扩大了PP的应用领域

7、。目前，ExxonMobil公司的Exxpo/nipol技术、Basell公司Metocene和spheripol技术、Dow化学公司的Insite／Spherip01技术、北欧化工公司的Borstar技术、阿托菲纳公司的Atofina技术、三井化学公司的三井技术等均可采用茂金属／ssc催化剂技术生产高能等规PP(m—iPP)、抗冲共聚PP、无规PP、间规PP(m—sPP)或弹性均聚PP等产品[5]。目前，茂金属PP树脂的开发工作主要包括开发熔体流动速率更低的产品，提高产率，开发熔点更高的产品，用混合催

8、化剂生产宽分子量分布的产品，开发无规和抗冲共聚物，开发更适用于现有装置的茂金属催化剂等方面的内容。从目前的市场看，用茂金属生产的PP产品比例很小，应用范围也还比较窄。对于茂金属催化剂技术在PP生产中的应用，由于与之竞争的使用先进的z—N催化剂生产的产品不断获得进展[6]，因而mPP的发展相对缓慢，其对市场的渗透程度仍比较有限。3.3非茂单活性中心催化剂近年来，非茂单中心催化剂的开发也相当活跃。镍、钯等后过渡金属，镧系金属络合物，硼杂六元环和