常士吉
【摘 要】聚丙烯(PP,是英文Poly Propylene開頭字母的縮寫)是二十世紀(jì)五十年代開始大量生產(chǎn)的一種合成樹脂,它是丙烯均聚物或丙烯與α-烯烴(乙烯、丁烯-1、己烯-1)的共聚物,其分子呈線性結(jié)構(gòu),密度為0.89~0.91g/cm3,比低密度聚乙烯的密度還低。由于PP具有相對硬度高、比重小、拉伸強(qiáng)度高、透明性好、抗應(yīng)力開裂和耐化學(xué)性能好、耐熱撓曲溫度高、并具有極好的注塑性能、能隨意拉伸和定向、可以與其它材料共混改性等優(yōu)點(diǎn),因此PP應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,在五大通用樹脂中需求增長速度最快,已逐漸取代鋼鐵、木材、紙、聚碳酸酯、ABS、PS、尼龍、聚酯等其它合成材料。
【關(guān)鍵詞】聚丙烯;性能;市場前景
1.聚丙烯的性能
1.1物理性能
PP為無毒、無味的乳白色高結(jié)晶的聚合物,是目前所有塑料中最最輕的品種之一,對水特別穩(wěn)定,在水中14h的吸水率僅為0.01%。分子量約8~15萬之間,成型性好。但因收縮率大,原壁制品易凹陷,制品表面光澤好,易于著色。
1.2力學(xué)性能
PP的結(jié)晶度高,結(jié)構(gòu)規(guī)整,因而具有優(yōu)良的力學(xué)性能,其強(qiáng)度和硬度、彈性都比高密度PE(HDPE)高。突出特點(diǎn)是抗彎曲疲勞性(7×10^7)次開閉的折選彎曲而無損壞痕跡,干摩擦系數(shù)與尼龍相似,但在油潤滑下不如尼龍。
1.3熱性能
聚丙烯具有良好的耐熱性,制品能在100℃以上溫度進(jìn)行消毒滅菌,在不受外力的條件下,150℃也不變形。脆化溫度為-35℃,在低于-35℃會發(fā)生脆化,耐寒性不如聚乙烯。對于聚丙烯玻璃化溫度的報(bào)道值有-18qC, OqC, 5℃等,這也是由于人們采用不同試樣,其中所含晶相與無定形相的比例不同,使分子鏈中無定形部分鏈長不同所致。聚丙烯的熔融溫度比聚乙烯約提高40-50%,約為164-170℃, 100%等規(guī)度聚丙烯(熔點(diǎn)為176℃)。
1.4化學(xué)穩(wěn)定性
聚丙烯的化學(xué)穩(wěn)定性很好,除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外,對其它各種化學(xué)試劑都比較穩(wěn)定;但低分子量的脂肪烴、芳香烴和氯化烴等能使聚丙烯軟化和溶脹,同時(shí)它的化學(xué)穩(wěn)定性隨結(jié)晶度的增加還有所提高,所以聚丙烯適合制作各種化工管道和配件,防腐蝕效果良好。
1.5電性能
聚丙烯的高頻絕緣性能優(yōu)良,由于它幾乎不吸水,故絕緣性能不受濕度的影響,有較高的介電系數(shù),且隨溫度的上升,可以用來制作受熱的電氣絕緣制品,擊穿電壓也很高,適用作電器配件等。抗 電壓、耐電弧性好,但靜電度高,與銅接觸易老化。
1.6耐候性
聚丙烯對紫外線很敏感,加入氧化鋅硫代丙酸二月桂脂,炭黑式類似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。
2.聚丙烯的市場發(fā)展前景
由于PP制品具有重量輕、抗沖擊強(qiáng)度高、耐環(huán)境(耐高低溫、耐污染、耐潮濕、耐老化)性能好、壽命長等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,逐漸取代金屬、其它塑料、木材、天然和化學(xué)纖維等,用于包裝、運(yùn)輸、紡織、建材、家具、家電、日用消費(fèi)品等領(lǐng)域。因此今后10年P(guān)P需求量仍將保持高速增長的態(tài)勢,特別是在紡織纖維(塑編、丙綸纖維、無紡布)、薄膜(BOPP、CPP等)、注塑制品(汽車、家電、日用品)、片材和板材、管材(PPR、PPB)等領(lǐng)域的市場前景看好。
(1)聚丙烯編制制品仍將是國內(nèi)聚丙烯消費(fèi)的第一領(lǐng)域,其主要用戶是糧食、化肥、水泥的包裝,其次是糖、鹽、蔬菜及其它工業(yè)用品包裝,今后聚丙烯編織制品一方面將向大型,重型化包裝袋發(fā)展,另一方面將向高強(qiáng)度,抗靜電,耐老化等包裝袋方向發(fā)展。今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)我國聚丙烯編制制品需求量仍將很大,但所占的比例還會繼續(xù)下降。因此國內(nèi)PP生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)努力提高專用料產(chǎn)量,逐漸降低拉絲產(chǎn)品的比例,以適應(yīng)市場需求結(jié)構(gòu)的變化,取得更好的效益。上海石化、齊魯石化、燕化等企業(yè)最近兩年來朝這一方向發(fā)展,取得了較好的效果。
(2)我國聚丙烯注塑制品在聚丙烯消耗中占第二大消費(fèi)領(lǐng)域,是今后聚丙烯需求潛力最大的領(lǐng)域之一。主要用于硬包裝(如容器、周轉(zhuǎn)箱、托盤、瓶蓋等)、運(yùn)輸(如汽車內(nèi)裝飾、保險(xiǎn)杠、蓄電池殼、油箱等)、日常消費(fèi)用品(如廚具、家具、洗衣機(jī)、花盆、旅行箱等)、器械及醫(yī)療制品(如注射器、工具箱、料盆)等等。聚丙烯注塑料品種多、質(zhì)量檔次差別較大,有均聚物、嵌段共聚物、無規(guī)共聚物、PP合金等,可以滿足各種不同性能制品的要求。
(3)丙綸纖維是聚丙烯很有發(fā)展?jié)摿Φ氖袌?,纖維和絲的加工技術(shù)的改進(jìn)也加速了聚丙烯產(chǎn)品向地毯,外衣和泳裝市場的滲透。隨著對工程質(zhì)量的重視,聚丙烯無紡布在道路、水庫、堤壩建設(shè)、建筑工程、醫(yī)用等方面的應(yīng)用將有所增加,使聚丙烯產(chǎn)品的優(yōu)勢在日常生活中越加的凸顯。
(4)我國汽車工業(yè)對聚丙烯的需求達(dá)13.4萬噸,其中約30%左右用于保險(xiǎn)杠。聚丙烯汽車零配件市場潛力巨大,聚丙烯作為汽車用塑料的主要品種,需求也將隨之迅速增加。國內(nèi)齊魯石化開發(fā)汽車保險(xiǎn)杠和油箱專用料已投放市場,燕山和上海石化業(yè)開發(fā)了汽車零配件專用料。另外,因其模量和耐熱性較低,沖擊強(qiáng)度較差,因此不能直接用作汽車配件,轎車中使用的均為改性聚丙烯產(chǎn)品,其耐熱性可由80℃提高到145℃-150℃,并能承受高溫750-1000h后不老化,不龜裂,一些企業(yè)因此開發(fā)了聚丙烯改性料,改性聚丙烯汽車工業(yè)的發(fā)展離不開汽車塑料化的進(jìn)程,聚丙烯用于汽車工業(yè)具有較強(qiáng)的競爭力,但目前國內(nèi)較大的汽車及配件生產(chǎn)企業(yè)大都用進(jìn)口專用料來生產(chǎn)汽車配件。國產(chǎn)料要進(jìn)入這一市場存在較大難度,首先國產(chǎn)料在產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性上要進(jìn)一步提高,其次是在價(jià)格和服務(wù)方面也要具備一定優(yōu)勢。改性聚丙烯用作汽車配件具有十分廣闊的開發(fā)前景。
(5)近幾年我國家用電器產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,品種多,產(chǎn)量大。各種家電也擁有巨大的潛在市場,這對改性聚丙烯來說,是一個(gè)極好的商機(jī)。目前,我國一些塑料原料廠商已經(jīng)開發(fā)出洗衣機(jī)專用料如聚丙烯1947系列、K7726系列等,受到了洗衣機(jī)制造廠商的歡迎。
(6)聚丙烯管材的具有重量輕、耐腐蝕、不結(jié)垢、使用壽命長等特點(diǎn)。按照不同的PP聚合工藝條件可將其分為均聚聚丙烯(PP-H)、嵌段共聚聚丙烯(PP-B)以及無規(guī)共聚聚丙烯(PP-R)。由于PP-H管材在低溫下的脆性限制了它的使用,在一些應(yīng)用領(lǐng)域逐漸被PP-B管材、PP-R管材所取代。其中PP-B管主要用于冷水系統(tǒng)、地面采暖系統(tǒng),PP-R管的應(yīng)用則更為廣泛。PP-B、PP-R管材除了具有一般塑料管特點(diǎn)外,還具有以下特性:良好的衛(wèi)生性能,耐熱、保溫節(jié)能,安裝方便、連接可靠,原料可回收使用,設(shè)備要求簡單、生產(chǎn)工藝簡便易控制,管道布設(shè)隨意。我國自2000年明令禁止在新建住宅中使用鍍鋅管作為供水管道后,聚丙烯管、聚乙烯管得到了長足發(fā)展。其中PP-R管材是歐洲上世紀(jì)90年代初開發(fā)的改性PP管材的第三代產(chǎn)品。PP-R管材的長期熱水靜壓壽命比PP-H、PP-B高出許多,耐壓性和耐低溫性以及使用壽命都有所提高。隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,PP-R管材的用量也大幅增長,市場占有率迅速提高。
(7)在型材、片材、板材和薄膜市場,聚丙烯用途也在不斷擴(kuò)大。我國近幾年也掀起了開發(fā)PP發(fā)泡材料開發(fā)的熱潮,并已開始投放市場??山到釶P發(fā)泡快餐盒在我國鐵路系統(tǒng)市場潛力巨大,據(jù)了解我國各類快餐盒年消耗量在150億只左右。此外,發(fā)泡PP片、板材將在汽車內(nèi)裝飾、建筑、蔬菜水果食品包裝、熱絕緣、電器等領(lǐng)域的潛在市場也很大,其作為發(fā)泡PS等的更新?lián)Q代產(chǎn)品,具有廣闊的市場前景。
(8)聚丙烯的其它優(yōu)勢,由于聚丙烯可以和各種填料相結(jié)合,如玻璃纖維,滑石,云母等,大大拓寬聚丙烯使用范圍,其催化劑工藝和配混工藝的發(fā)展推出許多新型的聚丙烯樹脂,使聚丙烯的特性得以延伸,新加設(shè)備的開發(fā)成型技術(shù)的發(fā)展使聚丙烯滲透到傳統(tǒng)的高密度聚乙烯市場,同時(shí)繼續(xù)取代其他的聚合物等。
3.結(jié)語
中國聚丙烯在將來的幾年里產(chǎn)量會有較大的增長,但生產(chǎn)仍然供不足需,中國已經(jīng)成為全球最大的聚丙烯凈進(jìn)口國。但由于國內(nèi)產(chǎn)量很快增長,進(jìn)口依存度總體上呈下降趨勢。中國聚丙烯未來幾年內(nèi),表觀消費(fèi)量依然會保持較高增速,進(jìn)口量將會增大,聚丙烯產(chǎn)業(yè)在中國的前景廣闊。