книги из ГПНТБ / Иванюков Д.В. Полипропилен (свойства и применение)

Д. В. ИВАНЮКОВ,

М. Л. ФРИДМАН

Полипропилен

(свойства и применение)

М О С К В А

ИЗДАТЕЛЬСТВО « ХИМИЯ»

1974

УДК 678.742.3

ческие и реологические свойства полипропилена различных марок. Значительное внимание уделено модификации поли­ пропилена низкомолекулярными и высокомолекулярными добавками и свойствам получаемых композиций. В книге описаны современные тенденции мирового производства

иуказаны основные области применения изделий из поли­ пропилена. В приложениях приводятся результаты оценки химической стойкости полипропилена в различных средах

ипримерные технологические режимы его переработки методами экструзии и литья под давлением.

Книга предназначена для работников промышленных предприятий и научно-исследовательских институтов, зани­ мающихся переработкой и применением полимерных мате­ риалов. Она может быть полезна студентам и аспирантам,

специализирующимся в области физико-химии и технологии переработки полимеров.

© Издательство «Химия», 1974

С О Д Е Р Ж А Н И Е

ПРЕДИСЛОВИЕ

Синтез изотактического полипропилена, осуществленный Дж. Натта с сотрудниками (Италия, 1954 г.), явился одним из наи­ более ярких достижений химии высокомолекулярных соединений, так как он показал принципиальную возможность получения в при­ сутствии новых металлоорганических катализаторов стереорегулярных полимеров, т. е. полимеров с пространственно-упорядоченным расположением мономерных звеньев в цепи. На основании этого открытия был разработан технологический процесс получения кри­ сталлического полипропилена. Широкое регулирование и варьиро­ вание разнообразных свойств нового полимера путем модифициро­ вания и термообработки дали возможность получить на его основе

водства полипропилена имеется обширная сырьевая база, стоимость его относительно низка, высокая химическая стойкость сочетается с прекрасными механическими и диэлектрическими свойствами, температура плавления относительно высока.

Благодаря этому полипропилен занял важное место в ряду дру­ гих полимерных материалов, имеющих промышленное значение. Производство и применение полипропилена в различных отраслях современной техники неуклонно растут. Поэтому не удивителен интерес многочисленных исследователей к этому полимеру, к его строению и связи между структурой и свойствами.

Многочисленные исследования, выполненные в подавляющем большинстве случаев на зарубежных марках полипропилена, об­ общены в ряде монографий *. За последнее десятилетие в Советском Союзе освоены оригинальные технологические процессы получения полипропилена различных марок, уже нашедших широкое примене­ ние в ряде отраслей отечественной промышленности. Изучались также физико-механические и технологические свойства полипропи­ лена отечественных марок и возможности его применения. Большое внимание при этом уделялось установлению закономерностей свойств

* См. гл. I, [1—4].

5

Глава I

МИРОВОЕ ПРОИЗВОДСТВО И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИПРОПИЛЕНА

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИПРОПИЛЕНА

Мировое производство полипропилена неуклонно растет. По темпам роста объема производства полипропилен в 60-е годы превзошел все другие важнейшие виды полимерных материалов. Производство полипропилена увеличилось с 61 тыс. т в 1960 г. до 1,3 млн. т в 1969 г., в результате он вышел на четвертое место в ряду наиболее многотоннажных термопластов после полиэтилена (ПЭ), поливинил­ хлорида (ПВХ) и полистирола (ПС). Производство полипропилена опережало до настоящего времени все высказывавшиеся в литературе прогнозы. Так, по перспективной оценке [5, 6] в 1970 г. производ­ ство полипропилена должно было составить 1,28 млн. т, однако этот уровень был превышен уже в 1969 г. Доля полипропилена в общем

и потребления полиолефинов, и в частности полипропилена, будет продолжаться высокими темпами в ближайшие 10—20 и даже 30 лет. Ожидается, что мировое производство полипропилена к 1974— 1975 гг. превысит 2,5 млн. т.

Ниже приведены данные [7] о развитии мирового потребления полипропилена с 1969 до 1975 г. в тыс. т (Д. Роэ, из работы которого заимствованы эти данные, считает, что даже эта внушительная цифра занижена и будет превзойдена уже в 1973 г.):

Приведенные данные свидетельствуют о том, что по сравнению с 1968 г. производство полипропилена к 1975 г. почти утроится. Одновременно с увеличением темпов роста годового производства

7

полипропилена (по некоторым сообщениям [9], в 1965—1970 гг. годовой рост мирового производства составлял в среднем 30—37%) существенно расширился перечень стран-производителей.

Впервые товарный полипропилен начали выпускать в Италии, где в 1956 г. фирмой «Montecatini» была создана полупромышленная, а уже в 1957 г. — промышленная установка. Вскоре после этого большие производственные мощности были введены в строй в США, Японии и других капиталистических странах. В Советском Союзе также освоено промышленное производство полипропилена, в на­ стоящее время оно налаживается в ЧССР и других социалистических странах.

Данные [7] о региональном развитии потребления полипропилена (в тыс. т), приведенные ниже, показывают, что крупнейшими произ­ водителями полипропилена являются в настоящее время США и Япония, однако наибольшие темпы роста объема потребления наблюдаются в странах социалистического содружества:

*Прогнозируемые цифры»

С1965 по 1969 г. доля капиталистических стран Западной Европы

вмировом выпуске полипропилена уменьшилась с 27 до 23%, в том

числе стран «Общего рынка» — с 19 до 14%, а доля США — с 54 до 42%. Это объясняется резким возрастанием выпуска полипропи­ лена в Японии, доля которой в мировом производстве за тот же период возросла с 18 до 35%. Очевидно [10], в ближайшее десятилетие крупнейшим производителем полипропилена останутся США, но темпы годового прироста будут существенно выше в странах соци­ алистического лагеря и развивающихся странах [11].

В настоящее время бблыная часть (более половины) выпускаемого полипропилена перерабатывается прессованием, экструзией и литьем под давлением, причем 25% всего полипропилена используется для получения волокон и пленочных нитей (монофиламентов), 13% — для производства пленок и 7% — для изготовления тканей [12]. Изучение истории развития производства других синтетических полимеров и структуры их потребления по методам переработки и областям применения приводит к выводу о том, что в ближайшее

8

время полипропилен во все больших масштабах будет перерабаты­ ваться экструзией.

Ниже кратко описываются основные тенденции развития произ­ водства и потребления полипропилена в наиболее развитых капиталистических странах.

Италия занимает в настоящее время третье место в Европе по объему про­ изводства полипропилена после ФРГ и Англии, несмотря на то что она явилась пионером в этой области нефтехимии, и большинство фирм капиталистических стран до сих пор использует технологический процесс, разработанный итальян­ ской фирмой «Montecatini». Ниже приведены основные данные о применении полипропилена в Италии [7, 9, 12] в 1972 г.:

В 1970 г. в Италии наблюдалось [13] резкое увеличение выпуска пластмасс: всего было произведено 1,75 млн. т. По прогнозам эта цифра в 1975 г. воз­ растет до 3,5 млн. т, а в 1980 г. — до 5,5 млн. т. Темпы роста выпуска поли­ пропилена в Италии несколько превышают средние темпы роста общего потреб­

ФРГ и Англия — ведущие производители полипропилена в Европе. Мощ­ ность крупнейшего завода ФРГ «Höchst AG» составляет 60 тыс. т в год, в 1973 г. она должна удвоиться [7]. Фирма «Reinische Olefinwerke», производящая в на­ стоящее время 24 тыс. т полипропилена в год, планирует довести выработку его до 75 тыс. т в год. Здесь впервые в крупнотоннажном производстве исполь­ зуется полимеризация пропилена в газовой фазе.

Ниже указаны [12] основные области применения полипропилена в ФРГ в 1971 г.:

9