关于聚丙烯灰分检测的相关研究

郭海燕

摘 要：本文针对关于聚丙烯灰分检测的相关研究，结合理论实践，在简要阐述灰分定义和主要来源的基础上，分析了聚丙烯灰分检测，并提出控制灰分的主要措施。结果表明，灰化法和消解法是检测出聚丙烯中的灰分含量的主要方法，通过严格控制TEAL用量，优化抗氧剂体系体系，可有效降低聚丙烯中的灰分。

关键词：聚丙烯;灰分;消解法;TEAL;抗氧剂

聚丙烯是目前应用最为广泛一种合成树脂，具有良好耐热性、内化学性、耐腐性及绝缘性。再生产聚丙烯不可避免的存在熔融混炼环节，从而形成一定量的灰分。如果灰分含量过大，不但会影响聚丙烯的物化性能，而且也会增加生产成本。基于此，开展关于聚丙烯灰分检测的相关研究就显得尤为必要。

1 灰分的定义及主要来源

1.1 灰分的定义

聚丙烯灰分指的是聚丙烯样品在800℃～900℃高温灼烧之后， 仍然无法会挥发残留下来的物质，在整个样品中的占比，通常用质量分数表示，灰分也是聚丙烯中的主要无机物。

1.2 聚丙烯中灰分的主要来源

在聚丙烯生产中，灰分的来源主要包括以下几个方面：①聚丙烯生产原材料中杂质形成的灰分;②主催化剂和辅助催化剂形成的灰分;③造粒添加剂中形成的灰分;④聚丙烯在运输、包装、装卸中混入了一定量的杂质，从而形成灰分。

2 聚丙烯灰分检测方法

2.1 灰化检测法

按照灰化方式的不同，可分为两种，一种是干法灰化法，另一种是微波灰化法。其中干法灰化法指的在某一特定温度和环境中，对聚丙烯加热灼烧，促使聚丙烯结构分解，灰化，并对不能燃烧的残渣进行分析，是目前应用最广泛的聚丙烯灰分检测方法，耗材成本低，分析过程比较简单。但耗时比较长，并且在分析过程中产生的灰尘比较大，对环境造成的污染比较严重，并且检测误差也比较大，稳定性不足。微波灰化法指的是将聚丙烯试样放在微波设备中，通过持续升温达到灰化的目的，灰化速度更快、程度更高，灰分元素可以回收，自动化程度比较高。

2.2 消解检测法

过去聚丙烯消解灰分消解检测是通过平板加热器、水浴加热器、电炉等设备进行湿法消解。随着科学技术的发展，此种方法已经被微波仪器所取代，通过专业的微波仪器对聚丙烯试样进行消解，在温度调控、智能控制、密闭性等方面具有良好的优势，适用性比较强。干法灰化法、微波灰化法、湿法消解法和微波消解法是目前检测聚丙烯灰分含量常用的方法，四种聚丙烯灰分检测特性对比如表1所示：

从表1中可以看出，四种聚丙烯灰分检测方法中，微波消解法效果最好，如果条件允许，可采用此种方法，无论哪种方法都不是就对的，要根据实际条件选择与之相适的方法。

3 聚丙烯生产中控制灰分的措施

3.1 严格控制TEAL的用量

在聚丙烯生产过程中，TEAL主要具有两方面作用，其一是作为助催化剂，和主催化剂共同组成Ti-C活性中心，也是形成聚丙烯化合物的前提条件;其二在聚丙烯原材料中含有其他化合物，如微量水、硫、磷等，会降低催化剂的活性及定向能力，通过添加TEAL可降低这些化合物对催化剂活性的影响。但同时也会增加聚丙烯中灰分的含量，极易发生灰分超标问题。控制TEAL用量可从以下两个方面入手：第一，强化聚丙烯精制和质量监测，定期更换精致剂，以降低杂质对催化剂造成的以下，从而减少TEAL用量。第二，减少TEAL对灰分的带入，合理设定TEAL和丙烯的摩尔比进行串级控制，在保证主催化剂用量不变的前提下，降低摩尔比比值。

3.2 合理优化抗氧剂体系

抗氧剂对聚丙烯的抗老化性有很大影响，抗氧剂也分为两大类，其一是主抗氧剂，是典型的受阻酚类物质，并不存在灰分。其二是助抗氧剂，主要为磷系化合物，会形成一定量P2O5非金属灰分，比如：Irganox168、UItranox626、UItranox641都是聚丙烯生产中常用的抗氧剂，如果这三种抗氧剂的添加量都是（800X～2000）X10-6，则灰分贡献情况为UItranox641>UItranox626>Irganox168，表明抗氧剂活性越高，贡献的灰分量就越大，因此，在添加抗氧剂时，要从成本经济、灰分含量、生产工艺等方面同时入手，选择合理的抗氧剂，可降低聚丙烯的灰分含量。

4 結语

综上所述，本文结合理论实践，分析了聚丙烯灰分检测的相关内容，分析结果表明，灰分对聚丙烯的质量及性能有很大影响，选择合理的检测方法和优化措施，可有效降低灰分对聚丙烯造成的影响，值得相关单位高度重视。

参考文献：

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