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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

Applicationandadvanceofpoly1-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

[1]

性和高填料填充性，可以认为是一种聚烯烃类的工程塑料。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。同时，在薄膜、包装方面的应用也正

日益扩展。国外早在1964年就实现了等规聚1-丁烯的工业化生产，而我国目前所用的聚1-

丁烯还主要靠进口。聚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。

本文主要介绍了目前聚1-丁烯的广泛应用，国内外生产工艺与规模的发展以及

Ziegler-Natta催化体系和茂金属催化体系催化制备聚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

[2]

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。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

[3]

水管和暖气管均采用聚1-丁烯管。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

[4]

的韧性，适合于作管材、食品薄膜和薄板，尤以作热水管最佳。全同聚1-丁烯的商业产品

[5]

是基于全同含量（98%～99.5%）、高分子量（平均分子量为23万～75万）的聚合物。聚

[6]

1-丁烯是一种多晶型聚合物，晶体型态有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ′、Ⅱ′五种。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

聚物需经过5天～7天才能从型态II不可逆地转变到孪生六方晶型的稳定状态I。

1.1.1管材

聚1-丁烯最大的用途就是可以用作管材。全同聚1-丁烯管材具有优良的性能：质轻，密

度小（0.94），φ15mm1-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，不发生化学反应，微生物不能

渗透，不结垢，不生锈；耐久性好，在没有紫外线照射的情况下，使用寿命不低于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，一般

的镀锌管在-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

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管可节省采暖损失20％，输水能耗是铸铁管的5％