聚丙烯质量性能指标软测量模型研究.pdf

荚 亮等 聚丙烯质量性能指标的软测量模型研究 7 聚丙烯质量性能指标的软测量模型研究 荚 亮 洪胜美 周晓明 东华工程科技股份有限公司 合肥 230024 摘要 根据丙烯聚合物的特点，分析其关键质量性能指标，定性研究影响这些指标的重要因索；利用反 应动力学和系统辨识的方法，建立熔融指数模型并进行验证。 关键词 聚丙烯 熔融指数 模型 聚丙烯 (PP)是最重要的热塑料材料之一， 工性能，是聚丙烯产品质量最主要的指标之一-3J。 是重要的化工产品和化工原料…。产品质量控制 聚丙烯共聚产品中，牌号主要是以MI值的不 是聚丙烯生产过程中至关重要的环节，特别对于 同来区分的。用途不同，产品牌号不同，相应要 无脱灰、无脱无规物工序的Spheripol本体法聚丙 求不同规格的MI。所以在聚丙烯生产过程中，一 烯工艺更是如此。聚丙烯树脂的质量性能指标很 定要控制产品MI值在要求范围区间内。影响聚丙 多，但 比较重要且一般能检测和实用的质量指标 烯熔融指数的因素有氢气浓度、聚合反应密度、 项 目主要有熔融指数、分子量、乙烯含量、等规 产率、杂质浓度、温度等，但工业生产一般是在 度等 ]。本文在确定关键质量性能指标的基础上， 稳定的反应条件下进行的，所以氢气浓度成为调 研究了影响这些指标的重要因素，并对关键性能 节MI值的主要因素。聚丙烯产品的熔融指数随反 指标进行建模。 应时加氢量增大而增大。因为氢气作为一种链转 移剂，它是通过使聚合物分子链上的活性中心发 l 聚丙烯关键性月-／,,I匕s4T~日标及影响因素 生转移而终止链的增长来控制聚丙烯树脂分子量 本体法生产的聚丙烯的物理化学性质主要 由 的。氢气的浓度越高，分子链上活性中心转移越 催化剂和反应条件共同决定。在工业生产中，聚 快，分子量就越小，因而控制了MI的范围。氢气 丙烯产品种类繁多，主要有均聚物、无规共聚物 浓度控制多少是根据具体牌号而定的，连续法生 和高抗冲共聚物。虽然质量指标很多，但彼此之 产聚丙烯时采取连续加氢的方式，氢调比较稳定， 间存在着强烈的关联，比如熔融指数和分子量之 效果较好，产品MI容易控制。 间有相对固定的对应关系。对于共聚物，其关键 1．2 乙烯含量及影响乙烯含量 的因素 性能指标主要有反映树脂流动性能指标的熔融指 乙烯含量指的是乙烯在共聚物 PP中的乙烯摩 数和衡量聚丙烯分子结构比例的乙烯含量 。 尔百分比，它是丙烯抗冲共聚物中的重要质量性 1．1 熔融指数及影响熔融指数的因素 能指标，是 由乙烯进料量多少来决定 的，单位 熔融指数 (MI)是指热塑性树脂在熔体流动 为ppm。 测速仪上，在一定条件下，每 10min通过标准 口模 影响乙烯含量的因素主要是气相共聚反应器 的重量，以g／10rain为单位表示。MI表示聚丙烯 的乙烯进料量或乙烯浓度 。乙烯含量与反应压力、 树脂在熔融状态下流动性的好坏。在熔融状态下， 温度等反应条件也有联系，但关键是由进料量决 MI越大，分子量越小，流动性就越好，一般情况 定的，而工业生产中也是通过调节乙烯进料量来 下，分子量越大，分子链越难移动；MI值越低， 控制乙烯含量的。乙烯进料量越大，乙烯浓度越 流动性越差。因而MI值直接影响聚丙烯树脂的加 高，共聚物中的乙