聚丁烯应用及研究进展.docVIP

聚1-丁烯的应用及研究进展 关键词：聚1-丁烯；Ziegler-Natta催化剂；茂金属催化剂 Application and advance of poly1-butene 聚1-丁烯（1-PB）是由1-丁烯聚合而成的一种热塑性树脂。它具有良好的机械性能、突出的抗蠕变性、耐环境应力龟裂性、良好的耐热性、耐化学药品性能,以及抗磨性、可挠曲性和高填料填充性，可以认为是一种聚烯烃类的工程塑料[1]。其最主要的用途是作管材，如供水管、热水管、工业用管和建筑物用管等。在薄膜、包装方面的应用正日益扩展。1-丁烯的生产采用与合成聚丙烯相似的生产工艺和催化体系，并且随着Ziegler-Natta催化体系和茂金属催化体系催化剂不断的完善和发展，使得聚1-丁烯产品性能更加优异，类型更加多样化。1-丁1-丁烯的研究进展，并对我国聚1-丁烯的发展前景进行了展望。 1　应　用 1954年Natta最早合成出全同聚1-丁烯，但由于当时1-丁烯单体产量少，聚合技术实施困难，所以没有像PP和PE那样得到大规模的商业化生产和应用[2]。后来由于石油化工行业的飞速发展，并且凭借1-PB优异的性能，使得聚1-丁烯生产规模日益扩大。目前，1-PB产品种类较多，而且广泛应用于各种领域，主要有管材、薄膜、模塑品、共混改性剂、纤维、电缆绝缘材料等。由聚1-丁烯制得的管材综合性能好，而且环保卫生，在美国、加拿大、德国、瑞士、韩国、日本等国家，已经较普遍地采用，其中：韩国三分之二以上的室内自来水管和暖气管均采用聚1-丁烯管[3]。下面详细介绍各类1-PB制品的性能及应用。 1.1　全同聚1-丁烯 全同聚1-丁烯被称为“塑料黄金”，具有突出的耐热蠕变性、耐环境应力开裂性和良好的韧性，适合于作管材、食品薄膜和薄板，尤以作热水管最佳[4]。全同聚1-丁烯的商业产品是基于（98%～99.5%）、高分子量（平均分子量为23万～75万）的聚合物。1-丁烯是一种多晶型聚合物，晶体型态有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ′、Ⅱ′[6]。其中最有实际价值的是Ⅰ型和Ⅱ型。熔体的结晶反应首先产生四方晶型的亚稳态型态II在环境温度和压力下均聚物经过5天～7天从型态II不可逆地转变到孪生六方晶型的稳定状态I15mm1-PB管仅70.43g/m，镀锌管达1330g/m；柔软，1-PB管在不加物理力下可自然弯曲，可进行360度旋转，在狭窄的空间也可以施工，且易于搬运；无毒无害，分子结构不含卤化物，可以百分百的回收，再次制成其它产品在没有紫外线照射的情况下50年；抗冻耐热，在-20℃的温度条件下，具有较好的低温抗冲击性能，管材不会冻裂5℃就可冻裂，暖气的1-PB管可以耐110℃以下的高温；施工安装方便，1-PB管安装，仅需配备简单的切割专用刀，一般人均可安装，修理、维修方便；节能，使用暖气PB管可节省采暖损失20％5％[]。基于以上特性，1-PB管材可用作自来水的冷热水管农业园艺用管雪用管供暖用管消防自动喷淋系统用管工业用管温泉用管太阳住宅温水管PE分子结构的不相容性，有效地降低了拆散分子所需的作用力，成功地使膜同时具有易剥开的性能和强密封性能。为了满足食物包装中体系要求无粘合剂的简易加工过程,采用1-PB以最高浓度为25%与PE混合，薄膜很容易经过热处理密封,可以根据不同的平均剥开力和不同的剥开表面状况决定密封性能，从而使由1-PB制得的易剥开薄膜体系广泛应用于食物包装膜中。Montell公司已成功地利用1-PB研制并商品化易剥开的咖啡真空包装[10]。同时，由于聚1-丁烯薄膜具有优良的抗撕裂强度、耐酸碱性能和橡胶弹性，也可用于包装化学药品和肥料。 1.2　聚1-丁烯热塑性弹性体（PBt-TPE） 1982年，欧洲专利[11]首先报道了一种采用改性负载钛催化体系合成出全同结构含量在70％～80％25％～40％1-PB。其性能与EPDM/PP,SEBS热塑性体和增塑PVC软材相似，在许多场合可代替它们的用途，从而扩大了1-PB的用途和价值[12]。 1.2.1　防水卷材 PBt-TPE分子链为饱和碳链，耐老化性能好，适于作防水卷材。PBt-TPE具有热塑性，加工容易，卷材接头可用热法直接粘结，粘结牢固，解决了EPDM卷材粘结难的问题。 1.2.2　耐酸碱胶板和普通工业胶板 PBt-TPE耐酸碱性能极优，力学性能可达到普通胶板要求，而且无需硫化交联，可直接成型，填充量大，生产成本低。 1.2.3　电器绝缘材料 PBt-TPE是纯聚烯烃，电绝缘性能优秀，体积电阻率可达1016Ω·cm-1以上，防水渗透性能和耐撕裂、耐磨性好，而且可像塑料一样加工，对于海底或地下电缆、光缆的绝缘包覆层（不需要高于100℃以上的耐热温度）等是较为理想的材料。 另外PBt-TPE还可以用于薄膜、发泡材料，以及PP增韧改性材料等。 1.3　低分子量聚1