世界聚丙烯及其纤维的研发进展与前景

20世纪末以来，聚丙烯纤维工业迅猛发展，新产品不断出现，应用范围日益广泛。纺丝工艺也由一般的常规纺丝速度(1.0-2.0km/min)、中速纺(2.0-3.0km/min)发展到高速纺(3.0-4.5km/min)和超高速纺(6.0-12.0km/min)。细旦、超细旦丝和超细无纺布新品种的出现，使PP纤维的应用越来越广。除了生产的无纺布用作工业用布、过滤材料、土工布、农业用布、覆盖材料之外，医用材料、卫生材料、一次性材料等方面也大量使用PP纤维。

    国内外聚丙烯树脂以及纤维的发展历史

    国外公司从20世纪60年代初就开始了纤维级聚丙烯树脂的研制和工业生产，如意大利Montecatini公司和美国Rceves Brochers公司采用有机过氧化物对聚丙烯树脂进行改性处理，使MI增加了几十倍甚至上千倍，提高了聚丙烯树脂的流动性能，改善了其可纺性。

    20世纪70-80年代，随着德国Lnrgi公司开发的丙纶高速纺丝工艺的出现，世界各大聚丙烯公司开始踊跃联合投资开发适合这种新工艺的高流动性聚丙烯树脂。1983年，美国UCC与英国Shell公司共同开发了将高效催化剂与气相流化床相结合的Unipol气相流化床聚丙烯工艺。随即，Montedision公司又开发了更为优越的Sphesinol 聚丙烯工艺，生产出了高质量的纤维级聚丙烯树脂。1983年，Himont公司采用第三代高效催化剂对原装置进行改造，生产出多品种牌号的可控流变性聚丙烯树脂。其中，高速纺丝级PP树脂质量稳定，可纺性好，进一步发展了纤维高速纺技术。随着高速纺工艺的发展，国外纤维级聚丙烯树脂的品种逐年增加，质量不断提高，Exxon公司、Shell公司、Soltex公司等也相继开发出了各具特色的适于高速纺丝级的不同牌号聚丙烯树脂。我国从20世纪70年代开始研制纤维级聚丙烯树脂。1983年，北京燕化石油化工股份有限公司树脂应用研究所(简称燕化公司)研制出高浓度过氧化物降温母粒。它可降低聚丙烯树脂的相对分子质量，提高熔体流动性，使丙纶纺丝的温度大幅度降低。在此基础上，燕化公司开发出了牌号为3800的纤维级聚丙烯树脂，易于纺短纤维，但纺长纤维仍有困难。1988年，又研制开发了牌号为3908的高MI的PP树脂，在质量上达到了Himont公司的同类产品PC 961的水平。90年代及以后引进的装置，如抚顺乙烯化工有限公司(简称抚顺乙烯)、上海石油化工股份有限责任公司(简称上海石化)、洛阳石化聚丙烯有限责任公司(简称洛阳石化)、中国石化齐鲁股份有限公司、中国石油化工股份有限公司广州分公司、中国石油化工股份有限公司茂名分公司等都具备生产适合低、中、高速纺生产工艺的专用树脂的能力，这些引进装置绝大部分是采用三井油化公司的Hypol工艺和Himont公司的Spheripol工艺。目前，国内纤维级树脂主要有燕化公司的3702(纺丝级)、中国石油辽河石化分公司的70128(纺丝级)、71035(无纺布)、上海石化的Y1200(粗旦丝)、Y2600和Y3500(细旦丝)、抚顺乙烯的H30S(纺丝级)、洛阳石化的YS820(纺丝级)、大连西太平洋公司的Z30S(纺丝级)等。上海石化最近已研制成功并在国内率先开始生产超细旦纤维专用树脂Y2500C和Y3700C，结束了我国超细旦纤维专用树脂完全依赖进口的局面。而聚丙烯纤维的商品化是在20世纪50年代末，其商品名为丙纶。丙纶纤维的工业化生产始予20世纪60年代，起步较晚。最初，人们对它的应用只限于地毯、绳索、鱼网、安全带、土工布等领域。用量较少。但随着人们对它的技术开发，它成为近年来用于纺织工业的新型纤维之一，尤其是近20年来，其发展速度迅猛，在1980-1990年十年间，平均增长速度超过36% ，大大超过了我国合纤的平均增长速度，20世纪90年代后，其产量从十几万吨增加到近30万吨。另外，丙纶因它的快干、挺爽、价廉等优点而受到广大消费者的欢迎，其技术产品也从一般细布向毛型感、高档化、多品种方向发展，使其在未来的发展中更具有广阔的前景。

    世界聚丙烯聚合物以及纤维的研究开发新进展情况

    1.聚丙烯聚合物的研究开发新进展情况

    随着聚丙烯（PP）新型催化剂的开发和工艺的不断改进，世界各大公司不断加大其应用研究力度，开发出一大批新的聚丙烯产品，大大的拓宽了聚丙烯的应用范围。目前，开发的PP新产品主要包括高熔体强度、高透明、高结晶度、高流动性聚丙烯等，这些产品能广泛应用于汽车、包装、建筑和家电等方面。除了下面叙述的几类高功能性的聚丙烯新产品外，世界聚丙烯行业仍在不断进行其他新品种的探索，层出不穷的新产品牌号拓宽了聚丙烯的应用领域。

    1.1高熔体强度聚丙烯

    高熔体强度聚丙烯(HMSPP)是一种含有长支链的聚丙烯，其熔体强度是具有相似流动性的普通聚丙烯均聚物的9倍，具有较高的屈服强度、弯曲模量、热变形温度、熔点以及结晶温度和较短的结晶时间，可以缩短热成型加工的时间，但缺口冲击强度较低。另外，具有明显的应变硬化行为，保证了聚丙烯在成型拉伸时具有较强的均匀变形的自我调节能力。目前市场上的HMSPP多采用后反应器技术生产，巴塞尔公司和北欧化工公司开发的后反应器技术是其中杰出的代表。HMSPP合成之后，聚丙烯原有优良性能的保持和控制很重要，所以近些年来人们试图通过大分子单体共聚法和反应性聚烯短中间体接枝法等方法来得到结构可控的HMSPP。