我国聚丙烯双向拉伸膜及其他聚丙烯专用料研究开发现状　　双向拉伸膜专用料　　近年来，我国PP双向拉伸膜（BOPP）发展较快，但是，BOPP专用料的生产却严重不足，国产BOPP专用料的市场占有率不足30％。BOPP对树脂性能有特殊要求，其主要为熔融指数一般在2～4g／10min之间；等规度控制在95％～96.5％；为保证薄膜的绝缘性，电容膜用树脂的灰分应在35ppm（1ppm＝10－6下同）以下，普通膜用树脂的灰分在200ppm以下，挤出膜用树脂在150ppm以下。对均聚物树脂的拉伸强度、挠曲模量、悬臂梁冲击强度等都有一定要求。对无规共聚物的乙烯含量要求为3％～5％。　　我国BOPP专用料的开发，一般是在引进牌号的基础上通过改进而成。　　齐鲁石化公司在引进牌号S38F基础上，开发和试产出T36F专用料，T36F的成膜线速度可达180m／min，成膜率为97％，广州石化公司曾使用该料生产20μm光膜，创造了252h不断膜的记录，质量达到国际标准，还可根据用户的不同要求，在高速和低速生产线上生产厚度不同的产品。经检测，与进口原料的制品相比，具有静电小，雾度小于..2％，模量小，公差小等优点。目前年产量4万t左右。　　扬子石化公司在引进牌号F300的基础上，通过改进工艺，开发成功牌号为YZ－F680B专用料，此树脂为丙烯与乙烯的共聚物，熔融指数为1.8g／10min，等规度96％左右，拉伸强度大于30MPa，成膜率高，膜厚均匀，可生产8～10μm的薄膜。　　上海石化股份有限公司最初在引进S38F基础上开发牌号为YPH－F022，后改进为F280，年产量达数万吨，树脂熔融指数2.8g／10min左右。在24h连续考核运转中日产薄膜50t，被德国Bruckner公司推荐为该公司设备可使用的原料之一。　　燕山石化公司初产牌号为引进的牌号F300，后经改进开发成YH2400。独山子石化总厂试产出引进牌号S38F专用料。茂名石化公司专用料有牌号T36F和EP2S34F两种，EP2S34F为丙烯乙烯无规共聚物，T36F是丙烯均聚物，灰分在200ppm以下，此牌号又分为T36F－H、T36F－M、T36F－L3种，以适应不同BOPP生产线的要求。　　中国科学院化学所工程塑料国家工程研究中心和燕山石化公司共同对燕山石化公司YH2400（92）、YH2400（95）、齐鲁石化公司QLT36F、新加坡SGPFS3011、韩国KORH225W、日本JAPFL6CK6种牌号的BOPP专用料为研究体系，对结构与性能进行测试分析，从而得到各种BOPP专用料的性能参数。实验结果表明，6种专用料的结构参数并无显著差异，它们的等规度比普通聚丙烯的等规度要低一些，结晶度也相应略低，有利于进行薄膜拉伸生产。从偏光显微镜照片得出BOPP专用料的球晶尺寸与普通聚丙烯相比较小。从熔体流动速率推断出6种材料的流动性能，在流变测定中得到了证明。即YH2400（95）的粘弹性最大，流动性能则较低，而对6种材料的松驰时间谱的分析并没有找到明显的差异，它们的谱图非常接近。6种专用料的重均分子量相差不大，并且在仪器允许误差范围以内。燕化的两个产品的分子量相对高一些。　　通过分析发现国外BOPP专用料的性能比较稳定，而国内专用料的性能有时会出现起伏，这可能是由于生产过程中工艺不稳定引起产品中部分性能出现差异。　　洗衣机桶专用料　　据统计，我国现有洗衣机生产厂70多家，年产各类洗衣机约1400万台，居世界首位，到2000年将年产2000万台以上。以每台洗衣机内桶需用PP专用料5～6kg计算，一年约需洗衣机内桶专用料10万～12万t。但是，我国洗衣机内桶专用料的工业产量极少，且性能不令人满意。近年来，洗衣机的内桶除形状复杂外，趋于大型薄壁化，需要使用冲击强度高、表面抗划性能和熔体流动性好的多相共聚树脂，对树脂性能要求为：有较高的熔体流动速率（20～40g／10min）；有较高的抗冲击强度；有一定的刚性；树脂的表面硬度要高；树脂的成型收缩率要低；树脂的耐环境应力开裂性（ESCR）要好。　　我国PP洗衣机内桶专用料的科研开发单位虽然较多，大都没有形成一定的工业生产。有的虽已工业生产，但是其性能不能令人满意。　　随着PP生产技术及催化剂的改进，我国洗衣机内桶专用料的技术性能正在进一步的完善。据报道，燕山石化公司正在开发性能更好的PP洗衣机内桶专用料，他们采用TK催化剂，用浆液法生产PP嵌段共聚物。该工艺采用多釜串联方式来控制产物中E／P的含量和浆液的粘度，从而保证产品有较高的熔融流动性和抗冲击强度。通过调节乙烯和丙烯的用量比和其他工艺条件，可以得到不同性能的嵌段共聚物。这样生产的PP洗衣机内桶专用料的商品名为PP1830G。　　扬子石化公司研究院在120t／a的中试装置上，采用球形催化剂研制开发成功PP洗衣机内桶专用料。其中试产品综合性能良好，符合洗衣机内桶专用料要求，技术性能达到国外同类产品水平，经小天鹅洗衣机内桶定点厂试用，加工性能良好，各项性能指标与新加坡AR564牌号相当，可以替代进口料。扬子石化公司研制的另一种内桶专用料，经江苏常熟一家塑料制品厂试用后，认为可与韩国同类专用料在一样的工艺条件下加工成型，性能良好，刚性、韧性与韩国产品无明显差异。　　我国洗衣机内桶专用料除共聚改性外，物理共混改性PP洗衣机内桶专用料的科研开发也在进行，但成果不理想。　　上海复旦大学开发了PP／PE／增容剂共混体系。增容剂在体系中既能增加流动性，又能提高抗冲击性能。该共混体系已达到了洗衣机内桶用PP的性能要求。但由于增容剂的成本较高，而且必须严格控制共混挤出的工艺条件，以保证增容剂在体系中均匀分散，因此，这种方法现在未能用于大批量生产。　　中科院化学所开发了乙丙橡胶（EPR）－PP共混体系，该体系改善PP抗冲击强度的效果十分明显。为了提高加工流动性，一般是在共混挤出时加入少量过氧化物引发剂，使PP分子链发生无规断裂，改善共混体系的加工流动性。但由于分子链断裂过程是按自由基反应方式进行，副反应较多，一旦发生分子链交联，反而会使材料的加工流动性更加恶化。此外，由于过氧化物的用量少，很难与PP混合均匀，因而对过氧化物降解反应的控制比较困难，产品的质量不够稳定。　　由于用橡胶改性PP必须采用机械共混的方法，流程长，成本高，影响产品质量的因素较多，故质量控制较难。　　阻燃聚丙烯　　PP属易燃材料，氧指数（LOI）只有17.4％～18.5％，因此，为了满足电气、电子等一些部门的特殊防火要求，国内一些单位对阻燃性PP专用料进行了大量的研究开发。　　岳阳石油化工总厂研究院采用岳化总厂合成橡胶厂生产的PP及国产阻燃剂和玻璃纤维、助剂等共混改性试制阻燃增强PP，并研究了阻燃剂筛选以及阻燃剂间的协同效应。实验结果表明，溴化物、氯化物和Sb2O3之间阻燃协同作用的最佳配比为3.2∶1∶2.8，该配比的阻燃体系热稳定性好，对材料的力学性能影响小。阻燃增强PP选择的PP原料熔融指数为4g／10min，实验证明，熔融指数为4g／10min的PP，其熔体流动性能及产品的力学性能比较理想，达到了国内外同类产品水平。　　阻燃增强PP曾在长沙、湘潭、郑州、沙市等有关单位使用，主要应用于电子、电气、机械等行业的电气接插件、电气结构件、电动机部件等，其阻燃性、电气性能、物理力学性能及成型加工性良好，能满足用户要求。　　岳化研究院还研制成功阻燃PP纤维专用料，采用以氯、磷为主的高效复配型阻燃剂，无毒无味，添加量少，阻燃效果好，纤维可纺性优良，主要用于室内铺饰织物。　　福州市塑料研究所采用PP树脂，添加卤素型高、低分子阻燃剂、相容剂及其他助剂，用混炼、挤出等加工手段，成功地制出建筑上适用的新型高效阻燃PP材料，经国家塑料产品检测中心检测，阻燃性能和机械性能达到国家建筑装饰材料B级阻燃标准，可用于工业生产、民用给排水管、输气管、电线、电缆穿线管、建筑隔板、异型材料、装饰片（板）材及汽车的各种配件等。　　膨胀型阻燃聚合物的阻燃技术是一种新型阻燃技术。它是将含有碳源、酸源和气源的膨胀阻燃添加剂与聚合物共混加工，形成阻燃材料。膨胀型阻燃材料燃烧时酸源放出无机酸，使碳源含有的多元醇酯化，进而脱水炭化，粘稠的炭化产物在气源释放的惰性气体、反应产生的水蒸气及聚合物降解产生的小分子挥发物的作用下膨胀，形成微孔结构的炭层。这种多孔的炭层具有隔热、隔氧、无熔滴滴落并使火焰自熄的作用，弥补了含卤阻燃聚合物材料烟大、毒大、腐蚀性大，使其应用发展受限制的缺点，因此，这种新型阻燃技术成为目前阻燃科学研究的热点。　　北京理工大学化工与材料学院国家阻燃材料研究实验室将一种自制的膨胀阻燃促进剂ZEO加入到聚磷酸铵（APP）／季戊四醇（PER）膨胀阻燃剂中，再与PP共混制成新的阻燃PP料。这种新型阻燃技术大幅度提高了APP／PER阻燃PP的效果，极限氧指数（LOI）由27.5％上升到42.0％；垂直燃烧试验（UL－94）达到V－0级；锥形量热仪给出的热释放和烟释放等参数也显著下降。他们还采用热重分析仪（TGA）、自制热膨胀绝缘测量仪（TFIT）等手段研究了ZEO促进阻燃效果的机理。　　实验证明，1％ZEO具有相对最佳的促进APP／PER膨胀型阻燃PP的效果。ZEO使APP／PER成炭化学反应提高，而实际燃烧条件下膨胀成炭是化学与物理两种作用的综合结果。膨胀成炭过程中阻燃体系释气速度、释气量和熔体粘度达到良好的匹配，从而获得最佳热绝缘效果。这些物理因素对阻燃效果起主导作用。武警学院消防工程系利用自制的膨胀阻燃剂、成炭剂（季戊四醇）与无机填料复配再和PP共混，研制无卤阻燃PP材料。实验表明，成炭剂对提高膨胀阻燃体系的阻燃效果起着重要的作用，当阻燃剂总添加量为30％不变时，膨胀型阻燃剂与成炭剂复配比为4∶1时，氧指数达32.6％，阻燃效果最佳，UL－94等级达V－0。无机填料影响膨胀阻燃体系多孔炭层的形成，起不到很好的隔热、隔氧作用，不利于阻燃效果的提高。表面处理剂有利于提高聚合物基体与阻燃剂的相容性，有利于形成均匀、致密的膨胀炭层，有助于提高阻燃效果。膨胀阻燃剂与成炭剂复配，加以表面处理，阻燃效果良好，又有抑烟作用。含卤阻燃剂与无机阻燃剂Al（OH）3、Mg（OH）2相比，添加量小，阻燃效果好。　　综上所述，我国在PP改性及专用料的科研开发方面作了大量的工作，取得了可观的成绩。但是，仍然不能适应国民经济的迅速发展，不能满足市场对PP的改性和专用料的需求。今后应加强基础PP树脂牌号的研究、开发，生产质量高和性能稳定的基础PP树脂是发展专用料生产的基础。