[摘要] 采用相同的催化剂,在不同的淤浆乙烯聚合工艺上生产PE100专用料,利用GPC-IR,13C NMR,DSC等方法研究了两种树脂的相对分子质量及分布、共聚单体含量及分布、结晶性能、力学性能、流变性能,实验结果表明,两者的分子量分布、结晶性能、流变性能相当;但三井的CX工艺生产的PE100树脂机械强度较好,主要是因为三井CX工艺生产的树脂分子量较大,而巴塞尔的Hostalen工艺生产的PE100树脂的韧性较好,主要是由于1-丁烯更多地插入到大分子链段中,有利于树脂在结晶过程中容易形成链缠接;同时CX生产的树脂熔体强度也略好于Hostalen工艺生产的树脂。
[关键词] PE100;CX工艺;Hostalen工艺
聚乙烯管材材料发展,公认分为三代,即三个发展阶段:第一代,低密度聚乙烯和“一型”高密度聚乙烯,其性能较差,相当于现在的PE63以下等级的聚乙烯管材材料。第二代,20世纪60年代出现,具有较高的长期静液压强度和抗开裂能力的中密度聚乙烯管材材料,即现在被称为PE80级聚乙烯管材材料。第三代,20世纪80年代出现的被称为第三代聚乙烯管材专用料PE100。PE100管材作为一种高性能管材,在天然气、饮用水、污水输送,矿山、油田等领域有着广泛的应用。与传统管材相比,PE100管材具有质量轻、安装处理方便、耐腐蚀、易熔接、耐磨损、对饮用水没有污染和使用寿命长等优点。与PE80等管材相比,PE100管材具有更高的压力等级,同样压力等级下更薄的壁厚以及更高的安全等级[1-4]。随着社会的发展,人们生活水平的提高,PE100的需求量越来越大。
目前采用淤浆法生产双峰PE100管材的工艺主要有釜式法的三井CX工艺和巴塞尔Hostalen工艺以及双环管的英力士Innovene S工艺[5]。其中前两者采用1-丁烯作为共聚单体来生产PE100,而后者采用1-己烯作为共聚单体。
本工作在三井CS工艺和巴塞尔Hostalen工艺上采用相同催化剂的前提下,制备PE100管材专用料,利用GPC-IR,13C NMR,DSC等方法考察了树脂的相对分子质量及分布、共聚单体含量及分布、结晶性能、力学性能进行对比分析。
1 实验部分
1.1 原料
催化剂:某国产催化剂厂家。
1.2 聚合物的制备
PE100-1:在国内某石化厂的三井CX工艺上,采用串联模式,以乙烯为原料、氢气作为链终止剂、1-丁烯作为共聚单体生产制备的PE100管材专用料。
PE100-2:在国内某石化厂的巴塞尔Hostalen工艺上,采用K2模式,以以乙烯为原料、氢气作为链终止剂、1-丁烯作为共聚单体生产制备的PE100管材专用料。
作者:朱孝恒