聚丙烯环管中试装置稳态模拟

利用Polymer Plus模拟软件对聚丙烯环管中试装置单环管聚合进行了稳态模拟,建立了丙烯均聚模型,对聚合物的熔体流动速率(MFR)、等规指数、相对分子质量分布等进行了模拟计算,模拟结果与试验结果的相对误差在±13%以内。还利用模型分析了氢气加料量、环管反应温度对聚合物熔体流动速率及活性的影响,得出氢气加料量与聚合物的MFR在对数坐标中呈线性关系：在60～80℃内,随反应温度的升高,聚合物的MFR增大,聚合活性增大。     

刚性增韧高密度聚乙烯母料的形态结构和熔体流动速率

用透射电镜和熔体流动速率(MFR)仪研究了刚性增韧高密度聚乙烯(HDPE)母料(E-TMB)的形态结构和MFR.结果表明,E-TMB的形态结构为:HDPE为连续相,弹性体为分散相,分散相呈包容相当数量HDPE的胞状(香肠状)结构;其熔体具有一定的流动性,MFR随乙丙弹性体与丁苯弹性体配比、基体树脂与弹性体配比的逐渐减小而减小;阻交联剂的加入使MFR增大,MFR在阻交联剂二甲基亚砜用量为0.024 mol时最小.     

粉煤灰填充母料对HDPE复合材料性能的影响

采用同向双螺杆挤出机制备了改性粉煤灰填充母料,研究了粉煤灰用量、载体树脂种类和分散剂用量对填充母料熔体流动性能的影响,并探讨了填充母料对高密度聚乙烯(HDPE)复合材料性能的影响。同时,通过差示扫描量热分析(DSC)和热重分析(TG)考察了粉煤灰母料及其填充HPDE复合材料的热性能。结果表明:高熔体流动速率(MFR)的载体树脂有利于粉煤灰母料流动性的提高;随着粉煤灰用量的增加,母料的MFR逐渐减小;随着PE蜡用量的增加,母料的MFR逐渐增大,而当PE蜡用量超过6%后,母料的MFR不再发生明显变化;随粉煤灰母料(粉煤灰含量75%)填充量的增加,HDPE复合材料的拉伸强度和弯曲强度先增大后减小,而断裂伸长率则呈不断下降趋势;少量粉煤灰母料的加入能提高HDPE复合材料的冲击强度,而当粉煤灰母料填充量超过5%后,复合材料的冲击性能下降;填充母料的加入对HDPE结晶熔融行为的影响不大,但使材料的热稳定性有所提高。     

UHMWPE/HDPE共混体系的流动性和力学性能研究

将一定量超高分子量聚乙烯(UHMWPE)引入高密度聚乙烯(HDPE)中构成共混体系,通过对共混体系的熔体质量流动速率(MFR)、拉伸屈服强度、弯曲性能、冲击强度进行研究,探讨了不同质量分数、不同相对分子质量的UHMWPE对UHMWPE/HDPE共混体系的流动性和力学性能的影响。     

微交联对高密度聚乙烯流变性能的影响

利用过氧化物作为交联剂对高密度聚乙烯(HDPE)进行微交联改性,研究了交联剂含量对HDPE的动态流变与熔体拉伸流变行为的影响,并在此基础上探讨了HDPE的不同相对分子质量和其分布对微交联聚乙烯流变行为的影响。实验结果表明:随着交联剂含量的升高,HDPE 8007(H2)的相对分子质量和长支链含量均随之提高,聚合物的复数黏度(η~*)提高70倍,松弛时间(τ)提高了63倍,拉伸黏度提高16倍。对于不同相对分子质量和分子量分布的HDPE,交联剂对于低重均分子量(Mw)且窄分子量分布的HDPE 2911(H1)的交联效果更加显著,在交联剂含量为0.15%时,H1-0.15%的η~*、τ和拉伸黏度均高于H2-0.15%,能表现出更好的熔体增强效果。     

HDPE/PA6原位微纤共混物的制备与性能

采用挤出-拉伸工艺制备了高密度聚乙烯(HDPE)/聚酰胺6(PA6)原位微纤共混物,探索了单螺杆挤出机的螺筒温度、螺杆转速、PA6用量及热拉伸比对产物微纤形成、熔体流动速率(MFR)和应力应变性能的影响。结果表明,PA6质量分数在5%～20%,HDPE/PA6在200,230,250,210℃(机头)的挤出机中熔融挤出,螺杆转速20～50r/min,料条经15℃水浴短时间冷却,再在70～75℃的空气中进行热拉伸,可以在HDPE连续相中形成直径5～10μm的PA6微纤。随PA6用量增加,HDPE/PA6原位微纤共混物的MFR急剧降低,拉伸强度显著提高,形成的微纤能够显著增强HDPE。     

茂金属聚丙烯催化剂中试评价

结合茂金属聚丙烯中试试样的性能特点以及常见用途,选取合适熔体流动速率(MFR)的中试试样与典型纤维专用聚丙烯和熔喷专用聚丙烯进行了对比评价。结果表明:茂金属聚丙烯催化剂的氢调敏感性远高于传统钛系催化剂,可直接生产纤维专用聚丙烯和熔喷专用聚丙烯;茂金属聚丙烯催化剂的活性随着氢气加入量的增加逐步降低,粉料粒径随MFR升高而变小,堆密度逐步降低;茂金属聚丙烯结晶度随着MFR增加而升高,平均相对分子质量逐步降低且相对分子质量分布变宽;茂金属聚丙烯的熔融温度、结晶温度较钛系催化剂产品明显偏低;茂金属聚丙烯的相对分子质量分布窄、灰分含量低、挥发分含量低。     

乙丙共聚物相对分子质量分布的研究

以三氯氧钒-混合烷基铝、改性三氯氧钒-倍半烷基铝、三氯氧钒-倍半烷基铝、三乙酰丙酮钒-三异丁基铝为催化体系,以己烷为溶剂、氢气为相对分子质量调节剂,研究了不同催化体系对聚合物相对分子质量分布的影响。对主催化剂的加入量、助催化剂与主催化剂的比例、氢气的体积分数对聚合物相对分子质量分布的影响进行了较详细的研究。结果表明,采用不同的催化体系,得到的聚合物相对分子质量分布不同,n(Al)/n(V)对聚合物相对分子质量分布无影响。     

分子筛脱蜡模拟移动床工业过程的模拟计算与分析

针对分子筛脱蜡工业生产的模拟移动床过程,基于TMB建模策略,建立了描述模拟移动床过程的数学模型,模型求解采用有限元配置的数值计算方法PDECOL软件包。结果表明:在验证模型计算正确性的基础上,模型模拟计算值与过程设计值相一致,可以用描述分子筛脱蜡工业生产的模拟移动床过程。探讨了模拟移动床过程中的进料流速、提取液的提取速度、旋转阀的切换周期以及脱附液的用量等操作参数对过程性能的影响,为过程的优化提供了基础。     

基于分子量分布指标的聚酯生产过程模拟方法

提出一种以分子量分布为目标的聚酯工业生产过程流程模拟方法，针对通用流程模拟软件Aspen Plus在逐步聚合（step-growth）反应机理下不能计算分子量分布指数和分子量分布曲线的不足，通过外置接口程序从后台运行的Aspen源文件（*.bkp/*.apw）中读取数据，实现分子量分布曲线的可视化和其他质量指标的计算。以聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）工业生产中的预缩聚过程为建模实例，在Aspen Polymers Plus软件平台上建立基于严格过程机理的聚酯工业预缩过程框架模型。根据分子量及端羧基浓度随动力学参数变化的灵敏度，利用工业操作参数及分析数据整定动力学参数，进一步通过外置接口程序计算PBT的分子量分布，重均分子量、分子量分布指数误差分别为4.2%、5.6%，为聚酯生产过程的分子量分布可视化提供基础。     

聚丙烯反应器的动态模拟

针对聚丙烯生产中广泛采用的ＣＳＴＲ反应器,建立了了聚合过程的动态模型,包括固体物料和催化剂、氢气浓度、熔融指数的动态方程。本模型可以准确地计算ＣＳＴＲ反应器的浆液浓度、产物固含率、催化剂残贸率、熔融指数等重要的生产指标。对产品牌号切换过程的仿真结果表明,丙烯聚合反应的质量闭环控制能带来巨大的经济效益。     

PP板材专用树脂的开发

在聚丙烯(PP)装置上开发了低熔体流动速率(MFR)板材专用PP树脂B200。探讨了该树脂的刚性、韧性与相对分子质量的关系,树脂的加工性能与相对分子质量分布的关系及挤出造粒工艺条件对挤出成型的影响。结果表明,当控制B200产品的MFR在0.35~0.55 g/10 min时,通过添加适宜的抗氧剂体系,该专用树脂的性能达到国外同类产品的水平。     

苯乙烯连续塔式本体聚合工业过程模拟

对苯乙烯工业本体后聚合过程进行了模型化研究。建立了实验模拟装置，对塔式反应器的混合模式进行了分析。结果表明，后聚釜中的每段双螺带搅拌部分可视为1或2个全混流(CST)反应器模型；利用工业装王采集的数据对不同模型进行了对比，选取了CST与平推流(PF)5段串联的反应器模型；对宏观转化率和平均相对分子质量进行了验证，模拟结果和工业数据相吻合。     

聚乙烯粉料粒径分布对熔体质量流动速率的影响

选择不同生产工艺的4种聚乙烯粉料，使用振筛机和不同孔径筛网进行筛分，得到不同粒径范围的聚乙烯粉料，用熔融指数仪测试这些粉料的熔体质量流动速率（MFR），考查不同粒径范围的聚乙烯粉料MFR的差异以及聚乙烯粉料粒径分布与MFR的关系，分析了聚乙烯粉料MFR测试结果的重复性与粉料粒度分布的关系，提出了在测试过程中如何正确操作减小MFR测试误差的方法，为粉料MFR的测定提供指导。结果表明，聚乙烯粉料的粒径分布对MFR有较大影响，通过测试前处理和规范称量时取样，可显著提高MFR测定结果的重复性。     

Modeling and Simulation of Ethylene Polymerization in Industrial Slurry Reactor Series

A five-site comprehensive mathematical model was developed to simulate the steady-state behavior of industrial slurry polymerization of ethylene in multistage continuous stirred tank reactors. More spe...     

UHMWPE/HDPE共混物的流动性及力学性能的研究

采用不同MFR的HDPE与UHMWPE进行熔体共混。结果表明UHMWPE／HDPE共混物流动性和力学性能的变化受体系组成、熔体粘度比等因素的影响较大。HDPE的MFR过高、过低或用量过多，均不利于共混物流动性及综合力学性能的改善。当HDPE作为分散相时，易于实现向UHMWPE高粘弹粒子的渗透、分散及结合，共混物的．MFR及拉伸屈服强度、断裂强度、断裂伸长率均比UHMWPE有提高，共混物表现出协同效应；当UHMWPE为分散相或二者熔体粘度比差异过大时，混合效果变差，共混物综合力学性能下降；在某些中间配比下，二者表现出增链缠结效应，共混物MFR明显降低。     

冷凝态下高MFR HDPE注塑专用树脂开发中的问题分析

分析了在气相流化床工艺高负荷冷凝态下开发生产高熔体流动速率(MFR)高密度聚乙烯树脂存在的问题。当氢气摩尔分数超过18%以后,树脂平均粒径大幅下降,聚合反应循环系统细粉的浓度大幅增加,易造成夹带,循环过程中在反应器扩大段部分易沉降粘壁,堵塞反应换热器和分布板。抑制细粉的产生主要采取选择催化剂、控制催化剂活性、控制反应温度等措施。     

Blends of high‐density polyethylene with solid silicone additive

Silicone masterbatch (SMB) is a pelletized formulation containing 50% of an ultrahigh molecular‐weight polydimethylsiloxane dispersed in polyethylene. This SMB is designed to be used as an additive in polyethylene‐compatible systems to impart benefits such as processing improvement and modification of surface characteristics. In this work, binary blends of high‐density polyethylene (HDPE) and SMB were prepared by melt‐mixing technique to study the influence of this masterbatch on the processing and mechanical properties of HDPE. Ternary blends were also prepared by the addition of silane‐grafted polyethylene (HDPE‐VTES) as compatibilizer. The blends were analyzed by melting flow rate (MFR), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), and tensile tests. Data of final torque and MFR showed that SMB improved the processability of pure HDPE. DSC results showed differences in crystalline behavior between binary and ternary blends. In the former, the degree of crystallinity increased up to 10 wt % of SMB content; beyond this concentration, it decreased. In ternary blends, a reverse behavior was observed. The morphologic study showed silicone particles uniformly distributed in HDPE matrix. With high SMB concentration, the addition of HDPE‐VTES significantly reduced the size of silicone particles. In the range of SMB composition studied, the mechanical properties of blends lower slightly compared to pure HDPE. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 83: 2347–2354, 2002     

长支链型PDMS-g-PE共聚物的制备及其增塑润滑作用

通过低含氢硅油与末端双键聚乙烯大单体的硅氢加成反应,制备了长支链型聚硅氧烷-聚乙烯接枝共聚物(PDMS-g-PE)。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱(¹H NMR)、高温凝胶渗透色谱(HT-GPC)和差示扫描量热分析(DSC)表征了共聚物的结构与性能。考察了硅油含氢量对共聚物结构和热性能的影响,并将其用作HDPE 的流动改性剂,研究了其增塑润滑改性效果。结果表明,硅油含氢量越高,能加成上的PE 支链越多,PDMS-g-PE 的分子量越大。PDMS-g-PE 的聚硅氧烷主链具有极低的玻璃化温度(T_g),显示出优异的分子链柔顺性。聚乙烯支链使PDMS-g-PE 表现出了较高的熔点和熔融焓。在HDPE 中加入2%的PDMS-g-PE,使得熔融指数(MFR)提高21%,断裂伸长率明显提高,冲击强度有所提高,而拉伸强度和弹性模量仅略有降低。