概述世界聚丙烯聚合物及新纖維的分析研究開發(fā)新進展與前景狀況

4/6附件：納M復合聚丙烯NPP-R管道前景與應用一、前言20世紀末以來，聚丙烯纖維工業(yè)迅猛發(fā)展，新產品不斷出現(xiàn)，應用范圍日益廣泛。紡絲工藝也由一般的常規(guī)紡絲速度(1.0-2.0km/min>、中速紡(2.0-3.0km/min>發(fā)展到高速紡(3.0-4.5km/min>和超高速紡(6.0-12.0km/min>[1]。細旦、超細旦絲和超細無紡布新品種的出現(xiàn)，使PP纖維的應用越來越廣。除了生產的無紡布用作工業(yè)用布、過濾材料、土工布、農業(yè)用布、覆蓋材料之外，醫(yī)用材料、衛(wèi)生材料、一次性材料等方面也大量使用PP纖維。二、國內外聚丙烯樹脂以及纖維的發(fā)展歷史國外公司從20世紀60年代初就開始了纖維級聚丙烯樹脂的研制和工業(yè)生產，如意大利Montecatini公司和美國RcevesBrochers公司采用有機過氧化物對聚丙烯樹脂進行改性處理，使MI增加了幾十倍甚至上千倍，提高了聚丙烯樹脂的流動性能，改善了其可紡性。20世紀70-80年代，隨著德國Lnrgi公司開發(fā)的丙綸高速紡絲工藝的出現(xiàn)，世界各大聚丙烯公司開始踴躍聯(lián)合投資開發(fā)適合這種新工藝的高流動性聚丙烯樹脂。1983年，美國UCC與英國Shell公司共同開發(fā)了將高效催化劑與氣相流化床相結合的Unipol氣相流化床聚丙烯工藝。隨即，Montedision公司又開發(fā)了更為優(yōu)越的Sphesinol聚丙烯工藝，生產出了高質量的纖維級聚丙烯樹脂。1983年，Himont公司采用第三代高效催化劑對原裝置進行改造，生產出多品種牌號的可控流變性聚丙烯樹脂。其中，高速紡絲級PP樹脂質量穩(wěn)定，可紡性好，進一步發(fā)展了纖維高速紡技術。隨著高速紡工藝的發(fā)展，國外纖維級聚丙烯樹脂的品種逐年增加，質量不斷提高，Exxon公司、Shell公司、Soltex公司等也相繼開發(fā)出了各具特色的適于高速紡絲級的不同牌號聚丙烯樹脂。我國從20世紀70年代開始研制纖維級聚丙烯樹脂。1983年，北京燕化石油化工股份有限公司樹脂應用研究所(簡稱燕化公司>研制出高濃度過氧化物降溫母粒。它可降低聚丙烯樹脂的相對分子質量，提高熔體流動性，使丙綸紡絲的溫度大幅度降低。在此基礎上，燕化公司開發(fā)出了牌號為3800的纖維級聚丙烯樹脂，易于紡短纖維，但紡長纖維仍有困難。1988年，又研制開發(fā)了牌號為3908的高MI的PP樹脂，在質量上達到了Himont公司的同類產品PC961的水平。90年代及以后引進的裝置，如撫順乙烯化工有限公司(簡稱撫順乙烯>、上海石油化工股份有限責任公司(簡稱上海石化>、洛陽石化聚丙烯有限責任公司(簡稱洛陽石化>、中國石化齊魯股份有限公司、中國石油化工股份有限公司廣州分公司、中國石油化工股份有限公司茂名分公司等都具備生產適合低、中、高速紡生產工藝的專用樹脂的能力，這些引進裝置絕大部分是采用三井油化公司的Hypol工藝和Himont公司的Spheripol工藝。目前，國內纖維級樹脂主要有燕化公司的3702(紡絲級>、中國石油遼河石化分公司的70128(紡絲級>、71035(無紡布>、上海石化的Y1200(粗旦絲>、Y2600和Y3500(細旦絲>、撫順乙烯的H30S(紡絲級>、洛陽石化的YS820(紡絲級>、大連西太平洋公司的Z30S(紡絲級>等[2]。上海石化最近已研制成功并在國內率先開始生產超細旦纖維專用樹脂Y2500C和Y3700C，結束了我國超細旦纖維專用樹脂完全依賴進口的局面。而聚丙烯纖維的商品化是在20世紀50年代末，其商品名為丙綸。丙綸纖維的工業(yè)化生產始予20世紀60年代，起步較晚。最初，人們對它的應用只限于地毯、繩索、魚網(wǎng)、安全帶、土工布等領域。用量較少。但隨著人們對它的技術開發(fā)，它成為近年來用于紡織工業(yè)的新型纖維之一，尤其是近20年來，其發(fā)展速度迅猛，在1980-1990年十年間，平均增長速度超過36，大大超過了我國合纖的平均增長速度，20世紀90年代后，其產量從十幾萬噸增加到近30萬噸。另外，丙綸因它的快干、挺爽、價廉等優(yōu)點而受到廣大消費者的歡迎，其技術產品也從一般細布向毛型感、高檔化、多品種方向發(fā)展，使其在未來的發(fā)展中更具有廣闊的前景。三、世界聚丙烯聚合物以及纖維的研究開發(fā)新進展情況1.聚丙烯聚合物的研究開發(fā)新進展情況隨著聚丙烯<PP）新型催化劑的開發(fā)和工藝的不斷改進，世界各大公司不斷加大其應用研究力度，開發(fā)出一大批新的聚丙烯產品，大大的拓寬了.聚丙烯的應用范圍。目前，開發(fā)的PP新產品主要包括高熔體強度、高透明、高結晶度、高流動性聚丙烯等，這些產品能廣泛應用于汽車、包裝、建筑和家電等方面。除了下面敘述的幾類高功能性的聚丙烯新產品外，世界聚丙烯行業(yè)仍在不斷進行其他新品種的探索，層出不窮的新產品牌號拓寬了聚丙烯的應用領域。1.1高熔體強度聚丙烯高熔體強度聚丙烯(HMSPP>是一種含有長支鏈的聚丙烯，其熔體強度是具有相似流動性的普通聚丙烯均聚物的9倍，具有較高的屈服強度、彎曲模量、熱變形溫度、熔點以及結晶溫度和較短的結晶時間，可以縮短熱成型加工的時間，但缺口沖擊強度較低。另外，具有明顯的應變硬化行為，保證了聚丙烯在成型拉伸時具有較強的均勻變形的自我調節(jié)能力。目前市場上的HMSPP多采用后反應器技術生產，巴塞爾公司和北歐化工公司開發(fā)的后反應器技術是其中杰出的代表。HMSPP合成之后，聚丙烯原有優(yōu)良性能的保持和控制很重要，所以近些年來人們試圖通過大分子單體共聚法和反應性聚烯短中間體接枝法等方法來得到結構可控的HMSPP。1.2高透明聚丙烯透明聚丙烯牌號是近期世界聚丙烯新產品開發(fā)的一個熱點。目前新型高透明聚丙烯樹脂主要分為3種產品，即透明劑改性聚丙烯產品、本身具有透明性的聚丙烯產品和茂金屬PP產品?，F(xiàn)在市場上透明和高光澤的PP產品大部分是用改性劑生產的，已在食品、化妝品和藥用吹塑瓶領域、小型器具部件和家用器皿領域，以及注射成型和熱成型食品容器領域占領了市場。BP公司用透明改性劑生產的BOPP瓶，具有與聚酯瓶一樣的光學性能。茂金屬PP(mPP>是目前得到的透明性最好的產品。巴塞爾公司開發(fā)的注射成型牌號MetoceneX50081是無規(guī)共聚物，集出色的透明性、傳統(tǒng)均聚物的剛性以及可加工性于一體，在透明家用器皿市場具有發(fā)展?jié)摿?。?？松梨诠鹃_發(fā)的牌號AchieveEXPP-68是一種均聚mPP，具有突出的剛性、透明性和高流動性，可用于薄壁注塑和食品接觸包裝。1.3高結晶聚丙烯高結晶聚丙烯具有較高的剛性、強度及抗沖擊性能，可在眾多領域替代聚乙烯、聚苯乙烯等高分子材料。其制備方法已成為目前聚丙烯新產品研究中的一個熱點。可以通過改進聚合催化劑和聚合技術，提高聚丙烯分子的規(guī)整度和相對分子質量分布的方法來制備，得到的PP的結晶度可以達到70%。也可以通過加入成核劑的方法來制備，得到的PP的結晶度則更高，且結晶細化，材料的透明度提高。該產品的目標應用領域主要是汽車部件及器具。日本三井化學、法國阿托菲納、三星通用化學、英國BP等公司先后成功開發(fā)出高結晶PP產品。1.4高流動聚丙烯高流動性PP使得制造薄壁汽車制件和大型家用制品變得可行，并且節(jié)約了成本。它在較低的工周期。因此高流動性PP也是人們爭相開發(fā)的一類新型PP產品。在此方面成就顯著的公司有美國等星、Huntsman、韓國曉星、SK、美國埃克森美孚、英國BP等公司。500萬噸增長到522.95萬噸，2006年增長到584.15萬噸，比上年增長11.7%，創(chuàng)歷史產量最高紀錄。2002年至2006年連續(xù)5年增長幅度保持兩位數(shù)。2006年聚丙烯產量占塑料樹脂總產量的23.1%。盡管我國聚丙烯的產量增長較快，但仍然不能滿足國內市場尤其是塑料制品業(yè)迅速增長的需求，從上世紀80年代初開始就有較大數(shù)量的進口，近幾年進口量更是年年增長。據(jù)海關統(tǒng)計，2005年和2006年我國聚丙烯進口量均超過300萬噸，約占當年國內消費量的34.6%。今年上半年我國已進口聚丙烯159.2萬噸，比上年同期增長2.7%。隨著塑料制品業(yè)和化學纖維工業(yè)的迅速發(fā)展，我國聚丙烯的消費量增長很快。2000年我國聚丙烯表觀消費量達到466.5萬噸，2001年首次突破500萬噸達到530萬噸，2002年突破600萬噸達到617萬噸，2004年突破700萬噸增長到764.74萬噸，2005年突破800萬噸增長到823萬噸，2006年增長到890萬噸，創(chuàng)歷史消費量最高水平，2006年比2000年增長90.7%，6年間年均增長率為11.4%。其中“十五”計劃期間年均增長率為12.0%。我國已成為世界最大的聚丙烯消費國。目前我國聚丙烯的消費絕大部分用于制造塑料制品，約占聚丙烯總消費量的94%，另有一小部分用于制造丙綸纖維。在聚丙烯塑料制品中，編織制品(包括打包帶和捆扎繩等>約占55%，注塑制品(包括周轉箱和洗衣機桶等>約占18%，薄膜約占12%。2006年我國塑料制品總產量(規(guī)模以上企業(yè)>達到2802萬噸，比上年增長27.4%，創(chuàng)歷史最高紀錄。2000年以來，我國塑料制品產量連續(xù)6年保持兩位數(shù)增長，2006年塑料制品產量比2000年增長1.7倍，6年間年均增長率高達17.8%。今年上半年我國塑料制品產量(規(guī)模以上企業(yè)>增長到1471.81萬噸，比去年同期增長15.0%?！笆晃濉逼陂g，我國將有一批改擴建和新建聚丙烯生產裝置建成投產。上海賽科石油化工有限責任公司年產25萬噸聚丙烯生產裝置和中國石油大慶煉化分公司新建的30萬噸／年聚丙烯生產裝置均于2005年建成投產。大慶煉化第二套年產30萬噸/聚丙烯裝置工程建設已經進入啟動階段，該裝置建成投產后，大慶煉化分公司的聚丙烯生產能力將達到年產60萬噸，屆時將成為中國最大的聚丙烯生產企業(yè)，這標志著大慶煉化分公司向世界級聚丙烯基地建設邁出廠關鍵的一大步。大唐國際發(fā)電有限公司年產46萬噸聚丙烯煤基烯烴工程日前正在緊張建設中，該工程工程是大唐國際發(fā)電有限公司多元化發(fā)展戰(zhàn)略的重要工程之一，位于內蒙古多倫。該工程以內蒙古錫林浩特東勝利煤田的褐煤為原料，采用國際上先進的粉煤氣化、氣體變換、甲醇合成、丙烯合成、丙烯聚合工藝技術，最終年產46萬噸聚丙烯及甲醇、汽油、硫磺等副產品。近年來，國際原油價格持續(xù)居高不下，這大大增加了以石油為原料的聚丙烯的生產成本，從而縮小了利潤空間。因此今后幾年，隨著市場全球化步伐的加快，我國聚丙烯生產企業(yè)要及時適應市場的變化和需求，開發(fā)新技術，進一步優(yōu)化產品結構，降低生產成本，提高經濟效益，增強市場競爭力，使我國聚丙烯生產持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。同時，聚丙烯纖維是四大合成纖維發(fā)展?jié)摿^大的品種，已是第二大合成纖維品種。聚丙烯纖維可分為短纖、長絲、無紡布、煙用絲束、膨體連續(xù)長絲<BCF）等，主要用于包裝、香煙濾材、地毯、無紡布、服飾等制品。除用作服用纖維外，產業(yè)用丙綸是最活躍的市場，在醫(yī)療、衛(wèi)生材料方面的消費增長也很快。隨著對工程質量的重視，丙綸無紡布在道路、水庫、堤壩建設等方面的應用將迅速增加。今后世界纖維技術研究和開發(fā)方向向細旦化、功能化、產業(yè)化領域發(fā)展。丙綸也不例外，必定會在廣泛的應用領域中發(fā)揮重大作用，前景廣闊。因此，展望丙綸未來的發(fā)展前景是樂觀的，隨著聚丙烯生產技術的不斷發(fā)展，特別是茂金屬催化劑在聚丙烯工業(yè)生產中的應用更加成熟，將給丙綸提供更多樣的原料選擇途徑。同時加工及改性技術的創(chuàng)新也為丙綸產品的更新?lián)Q代創(chuàng)造了條件。希望各生產廠商繼續(xù)加大研發(fā)力度，使得與產業(yè)用紡織品領域密切相關的聚丙烯纖維新品種不斷問世，使聚丙烯—丙綸這條生機勃勃的產業(yè)鏈進一步鞏固發(fā)展壯大，為我們化纖工業(yè)的健康發(fā)展做出更大貢獻。五、結束語目前，傳統(tǒng)的丙烯生產路線已不能滿足聚丙烯等下游產品需求增長的要求，作為丙烯資源的補充，其他丙烯生產技術應運而生，原料路線也正在向多元化方向發(fā)展?？傮w來說，中國聚丙烯本輪擴能高峰期將集中在2008年和2009年。由于新增產能過于集中，市場要重點消化擴能高峰期形成的產能，承受的壓力十分巨大。在此期間，中東幾套大型出口