2009年10月2日 星期五

結晶, Vistamaxx, 聚丙烯, 聚乙烯 (20, 21, 22)

4. Common Resins

4.1. 非結晶 (Non-Crystalline)
4.1.1. PC
4.1.2. PET
4.1.3. SEBS

4.2. 低結晶 (Low-Crystalline)
4.2.1. Vistamaxx
TPOs (thermoplastic olefin,熱塑性烯烴)和TPVs (Thermoplastic Vulcanizate,熱塑性硫化橡膠)在塑料行業裡,已不是什麼秘密了。TPEs 原是由兩種橡膠變形聚丙烯組成的,一稱TPO 和另一稱 TPV。近來,新型烯彈性體,它可以被輔以作為TPO/TPV 化合物的橡膠組成部分。這些新型烯彈性體也可以單獨使用。
埃克森美孚化工(ExxonMobil Chemical)在2003 年8 月,推出Vistamaxx丙烯,乙烯彈性體,在路易斯安那州的巴吞魯日,一個生產新的溶液聚合工廠,運用Exxpol ®茂金屬催化劑技術,生產Vistamaxx。Vistamaxx 主要是丙烯,並具有低量的乙烯單體。與茂金屬塑性體相比較,高程度的丙烯結晶,可用於具有高彈性和耐較高溫的應用。

4.2.2. PB-1

4.3. 半結晶 (Semi-Crystalline)

4.4. PP
4.4.1. 由丙烯製作聚丙烯(PP)
聚丙烯(PP),有各種不同的型態,包括,單聚物,随意共聚物,中耐衝擊和高耐衝擊共聚物。在發現齊格勒/納塔(Ziegler-Natta)催化劑後,PP 在1950年代首次被商品化。它具有良好的機械特性,重量輕,及良好的加工性能。現今,它已被用於許多方面,如包裝,電子,玩具,和地毯。
聚丙烯,可以用泥漿法、大量式或氣相法製程生產。現今,生產聚丙烯最流行的聚合製程,是用氣相聚合法,包括使用低純度的丙烯,和低的生產成本。另外,一些生產商,一直在開發茂金屬(metallocene)催化劑技術,期待能改善聚合物的性能。

圖4 :生產聚丙烯的氣相法製程
在氣相法製程中,丙烯和乙烯,被送入反應器,並添加氫氣,以控制其分子量。聚合反應的溫度和壓力是根據不同聚丙烯的等級而設定的。反應器產物,為聚合物粉末。其中未經反應的單體,將從產物中的聚合物粉末分離出來,可再利用,或送到回收裝置去。粉末狀的聚丙烯,加上添加劑,轉化形成顆粒。

4.4.2. 單聚物
單聚合物(Homopolymer)的形成,是重複將很多相同的單體聚合。
單聚物,是立體等規(定型, isotactic)聚合物中的第一個範例。它的熔點約為174 ℃ 。聚丙烯具有極好的流動性,配合不同的流量選項和其他獨特的聚合物特性,提供極佳的處理特性給廣泛的聚丙烯產品。擠壓 (extrusion)是最大的市場,其中,紡織纖維和長絲佔有大部分的該市場。膜(film)構成擠壓市場的第二大部分。射出成型,是單聚物的第二大市場,包括集裝盒和集裝器具,汽車應用,家庭用品,玩具,和許多其他消費性的和工業的產品。良好的防潮阻隔特性,配上良好的清晰度,使得許多吹製容器選用聚丙烯。聚丙烯具有良好的流動性,使其能夠用來提供容器 “活鉸鏈”(living hinge)的應用。
(http://www.profilesmagazine.com/p15/spinal_livinghinge.jpg)

4.4.3. 耐衝擊共聚物
耐衝共聚物(Impact Copolymer)的形成,是重複將很多不同的單體聚合。
聚丙烯,通常會加入乙烯/丙烯橡膠作為添加劑,以取得更佳的耐衝擊性。其主要的商業用途為射出成型的產品,用於汽車應用,家庭用品,和家庭用具。聚丙烯的耐衝擊性,低密度,染色性和再加工性使它更適於相關的應用。具有高MFR的中度耐衝擊樹脂,擁有良好的流動性,使其特別適用於射出成型大型器具,如汽車覆蓋件等。另外,有低MFR 的高耐衝擊樹脂,可以轉製成薄膜,提供良好的穿刺阻力。其他一些應用,包括醫療廢物袋、擋泥板和卡車軸襯。

4.4.4. 隨意共聚物
隨意共聚物(Random Copolymer)具備高分子鏈基本結構的聚丙烯,其中高分子鏈可加入不同的單體分子去改變,最常見的不同單體分子是乙烯。這使其高分子鏈比一般的少,而使其應用更加靈活。與單聚物相比,隨意共聚物具有較好的清晰度,較高的耐衝擊性,較高的靈活性,及較低的熔點。隨意共聚物的聚丙烯,主要用於對清晰度要求很高的薄膜,吹製、射出成型等應用。

4.4.5. 三共聚合物
三共聚合物(Terpolymer)由三種不同的單體(monomers)所組成,這種類型的PP,可以為各種不同的應用帶來附加價值;一般來說,PP 工業中,最常見的三共聚合物(Terpolymer),通常包含乙烯、丙烯、和丁二烯

4.4.6. HCPP
4.4.7. 複合(Composite)
4.4.8. TPE
4.4.9. HMS

4.5. PE
4.5.1. HDPE
由乙烯製作高密度聚乙烯(HDPE)
高密度聚乙烯(HDPE),密度介於0.941 - 0.967 g/cm3。在發現新的催化劑之後,使生產這類聚烯烴(polyolefin)在較低的壓力和溫度下的反應,成為可能。由於HDPE 的線性結構及其短分支的鏈,使HDPE 具有更多的結晶(crystalline)。今天,在薄膜(film)和板材(sheet)行業中,最常被應用於吹塑(blow molding)和注塑(injection)。
生產HDPE,可以借助泥漿、溶液、或氣相製程生產。現今,生產商正在努力開發新的泥漿製程,發展新的催化劑,如茂金屬催化劑(metallocenes)。

圖2 :高密度聚乙烯的泥漿製程
在這個製程中,包括乙烯、溶劑和催化劑等進料,送進第一個反應器,這反應器是一個簡單的攪拌槽類型的反應器,運行在低壓(1-2 MPa)和100°C 溫度下。以上反應的執行,是使用如Ziegler-Natta、或其他類型的催化劑。溶於溶劑的聚合物泥漿,加入催化劑,並送進第二個反應器,旨在將泥漿淨化;然後,在造粒機中,將泥漿乾燥,再將添加劑加入到粉末狀的聚合物中造粒。

4.5.2. LDPE
由乙烯(Ethylene)製作低密度聚乙烯(LDPE)
低密度聚乙烯(LDPE),密度介於0.915 - 0.935 g/cm3。這在1939 年發現。這種聚烯烴(polyolefin),具有良好的加工性能,基於其長的分支和長高分子鏈結構。今天,其主要用於薄膜(film)和包裝(packaging)行業。
有兩個基本的製程,可用於生產LDPE;高壓釜(autoclave)和管狀的(tubular)製程。今天,由於乙烯轉化率較高,管狀的製程要比高壓釜好。
高壓釜(autoclave)(用於強熱高壓工序的密封堅固容器)

圖1 :低密度聚乙烯的管狀製程
在這個製程中,乙烯被送進管式反應器。在高壓力(約150MPa)和高溫度(約200°C)下,聚合在這個反應器中發生。運用自由基引發劑(例如,過氧化物),行反應。在聚合過程後,產物將被送到低壓分離器中,將未反應的乙烯,從聚合物中分離出來。那些被分離出來的乙烯,經壓縮,重新再送回到反應器中使用。聚合物熔體,加上能提高聚乙烯顆粒物理特性的添加劑,最後再被送到攪拌機/造粒機。

4.5.3. LLDPE
由乙烯製作線性低密度聚乙烯(LLDPE)
LLDPE,密度範圍,介於0.910 - 0.925g/cm3。在乙烯聚合過程中,將丁烯(butene)、戊烯(pentene)、己烯(hexene)、或辛烯(octene)加入,使產品具有類似LDPE 的密度和HDPE 的線性特性。此產品用於薄膜的應用。以茂金屬(Metallocene)為基礎的LLDPE 樹脂,也進入薄膜和包裝市場。
有不同類型的製程,可用於生產LLDPE,例如,氣相、溶液、或泥漿等方法。
另外,許多這些製程,可交互使用於LLDPE 和HDPE 的生產。

圖3 :LLDPE 的氣相法製程
在氣相法製程中,加有其他烯烴的乙烯、氫氣和催化劑,將之加入流體床(fluid bed)式的反應器。在60-100°C 和2–3MPa 的壓力下,發生聚合。過剩的乙烯和其他原料,可在系統中循環使用。粉末狀聚合物產出,從反應器的底部產出;再將之送入除氣裝置(degasser),並將未反應的烯烴移除。

4.5.4. EVA

沒有留言:

張貼留言