降解法在煤基聚丙烯生产中的应用

2019-03-29潘猛

云南化工 2019年1期

潘猛

（中煤陕西榆林能源化工有限公司，陕西，榆林719000）

降解法通过在挤压机中加入过氧化物，使聚丙烯长链降解为短链，从而获得所需熔体流动速率（MFR）产品，即可控流变性聚丙烯（CRPP）[1]。降解法多用于生产MFR高于35g/10min的高端纤维料，主要特性是具有独特的膜料拉伸能力，强力高，主要应用于手术衣、防护服、口罩等无纺布领域。

1 实验部分

1.1 主要原料

PP粉料，牌号L5E89，MFR为3.5g/10min，中煤陕西公司化工分公司聚丙烯装置；

抗氧剂，牌号168、1010，颗粒状固体，北京极易；

降解剂，牌号DHBP-95（20%2，5-二甲基-2，5-二（叔丁基过氧基）己烷，80%PP母料），颗粒状固体，江苏强盛。

1.2 主要设备及仪器

双螺杆挤出机，T95Plus型号，南京瑞亚挤出机械制造有限公司；

熔体流动速率仪，M50型号，意大利CEAST公司；

高速混合机，V-10型号，江阴市荣德机械有限公司；

拉伸试验机，Z010型号，德国ZWICK/ROELL公司；

悬臂梁冲击试验机，9050型号，意大利CEAST公司。

1.3 样品制备

将L5E89粉料与不同比例降解剂（0.4‰，0.7‰，0.8‰，1.1‰）进行混合造粒，制得不同粒料样，供检测。

1.4 性能测试与结构表征

依据GB/T3682-2000标准，测定了几种试样的MFR，得到了不同配比对应的MFR趋势图，如图1所示。通过与向小刚等[2]所做的实验结果对比得出，DCP的降解能力最强，DHBP-95次之，DTBP的降解能力最差。

在得出了DHBP-95的使用比例后，又制出了三批MFR为38的聚丙烯粒料，并分别依据GB/T1040.2-2006标准测定了拉伸性能，依据GB/T9341-2008标准测定了弯曲性能，依据GB/T1843-2008标准测定了悬臂梁冲击强度。相关数据如表1所示。

张璐等[3]分别对四批石化基聚丙烯降解样品进行了力学性能检测，对比结果如表2所示。

2 结果与讨论

2.1 低MFR转产成本高

图1 不同降解剂对聚丙烯MFR的影响Fig.1 The effect of different degradation on MFR

表1 三批降解法聚丙烯纤维料力学性能指标Table 1 The mechanical properties of three PP Fiber

表2 四种石化公司聚丙烯纤维料性能指标Table2 The mechanical properties of four PP Fiber

刘勇等[4]对聚丙烯降解前后MFR与分子量分布的变化做了研究，得出数值表明当基础料MFR较小时，降解产品分子量分布也会变得更窄，因此较小MFR基础料对无纺布力学性能较好。但此时会消耗较多降解剂，增大生产成本。中煤陕西公司将基础料MFR从3.5g/10min提高至12g/10min，从而降低了降解剂用量，既保证了较窄的分子量分布，又节约了生产成本。

2.2 降解剂加入量难以控制

降解剂加入比例非常低，即使较小波动，也会使物料MFR瞬间产生较大变化，极易导致缠刀甚至灌肠的恶性事故。因此在整个生产过程中，必须保证下料称的准确性。

2.3 降解剂分解量难以控制

如何保证降解剂在造粒机内分解混合均匀是整个生产控制的关键。在生产高MFR产品时，主要通过关小节流阀开度[5]，增加物料停留时间，从而保证分子链降解均匀。筒体温度也是影响降解反应的关键因素。通常情况下，温度每升高10℃，反应速率会提高一倍[6]，温度每降低10℃，半衰期将延长一倍[7]。因此应尽量提高筒体段温度，保证降解剂充分降解。