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《環(huán)境友好材料開發(fā)及應(yīng)用》專題高耐熱高韌性聚丙烯環(huán)境友好專用樹脂研發(fā)2006年11月21日,專題概述,《高耐熱高韌性聚丙烯環(huán)境友好專用樹脂研發(fā)》專題系以福建省煉油化工有限公司中間產(chǎn)品PP為主料,以自主研發(fā)的芳綸纖維陰離子聚合尼龍6、丙烯酸丁酯（BA）原位聚合蒙脫土(MMT)、稀土類β晶型成核劑為改性劑,PP接枝馬來酸酐（PP-g-MAH）作增容劑,采用原位插層聚合、陰離子聚合、熔融接枝、插層、增強和增韌多技術(shù)集成,經(jīng)捏合、擠出等工藝研發(fā)而成。,專題概述,☆本環(huán)境友好專用樹脂具有優(yōu)異的耐熱性、韌性和剛性等特點。☆可替代PPO、PPS和PC等進口工程塑料,廣泛用于家電、汽車、機械和醫(yī)療器械等領(lǐng)域，符合ROHS標準的要求?！罱?jīng)濟、社會和環(huán)保效益顯著，是一種新型高性能環(huán)境友好樹脂，填補國內(nèi)空白。,豐富我省石化企業(yè)聚丙烯樹脂專用產(chǎn)品種類“十一五”期間，中國兩大聚烯烴巨頭（中石化、中石油）將把提高合成技術(shù)及產(chǎn)品專用化、功能化作為聚烯烴樹脂重點發(fā)展目標,,專題與我省經(jīng)濟與社會發(fā)展的符合性,省煉化公司針對目前我國通用PP飽和現(xiàn)狀，正調(diào)整生產(chǎn)思路，尋找適銷對路、高質(zhì)量、高附加值專用料作為主導(dǎo)產(chǎn)品。,專題與我省經(jīng)濟與社會發(fā)展的符合性,高耐熱芳綸纖維增強,提高聚丙烯耐熱性、剛性和韌性芳綸1414具有強度高、模量高、耐熱性高。陰離子聚合尼龍6的方法，實現(xiàn)芳綸、尼龍6與PP復(fù)合材料良好的界面粘合，使PP的耐熱性和韌性大幅提高。,專題與我省經(jīng)濟與社會發(fā)展的符合性,充分利用我省豐富資源,帶動山區(qū)經(jīng)濟發(fā)展稀土類β晶型成核劑和改性蒙脫土的研發(fā)應(yīng)用，提高稀土和蒙脫土的附加值，順應(yīng)環(huán)保要求，帶動山區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，應(yīng)用前景光明。,專題與我省經(jīng)濟與社會發(fā)展的符合性,國內(nèi)外同類研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,國外：美國?？松梨?、美國陶氏化學、北歐化工和日本三井化學等公司研發(fā)PP專用料。國內(nèi)：九江石化與華東理工大學合作開發(fā)的耐熱PP專用料、揚子石化研究院和蘇州曉山工程塑料公司塑料改性廠、中科院長春應(yīng)化所，產(chǎn)量不足1萬噸，遠遠滿足不了市場需求。,近年來，國內(nèi)對高耐熱高韌性PP專用料需求日益增長。據(jù)中國工程塑料協(xié)會預(yù)測，2006年我國工程塑料需求增長率為15%，2010年約為10%，需求量將從2000年的44萬噸增長到2010年的140萬噸。目前我國工程塑料的自給率不足16%，主要依賴進口。,國內(nèi)外同類研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,國內(nèi)外同類研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,本項目運用原位插層聚合、陰離子聚合、熔融接枝、插層、增強和增韌等多種技術(shù)集成，研發(fā)該專用樹脂，有機地結(jié)合了增強料與基體樹脂的優(yōu)異性能，呈現(xiàn)出高耐熱、高模量和高韌性等特征。可替代PPO、PPS、PC等進口工程塑料，價格只它們的1/2，性價比高，迄今國內(nèi)未見報道。,專題目標和預(yù)期成果,主要技術(shù)指標：測試項目本專用樹脂蘇州曉山工程塑料有限公司揚子石化研究院高耐熱樹脂拉伸屈服強度/MPa：≥3535～37懸臂梁沖擊強度/Jm：≥3022～25彎曲模量/GPa：≥1.81.8～1.9熱變形溫度/℃:≥145120℃～125℃ROHS標準符合符合,專題目標和預(yù)期成果,♂芳綸1414陰離子聚合尼龍6主要技術(shù)指標：色澤：白色或微黃色長度：5～6mm分解溫度：>550℃表面N/C和O/C均提高,專題目標和預(yù)期成果,♂稀土類β晶型成核劑主要技術(shù)指標：密度：0.9～1.2g/cm3稀土總量：≥80%晶核粒度：≥1500目分散性：好,專題目標和預(yù)期成果,♂BA原位插層聚合MMT主要技術(shù)指標：組成：蒙脫土有機衍生物外觀：白色粉末蒙脫土含量：95～98％粒度（200目篩）：>99%水份：<3%密度：0.2～0.3g/cm3,專題目標和預(yù)期成果,♂專利：芳綸1414陰離子聚合尼龍6：1項；β晶型成核劑研發(fā)：1項；高耐熱高韌性PP環(huán)境友好專用樹脂研發(fā)：1項♂論文：SCI、EI收錄論文6～9篇♂培養(yǎng)研究生：博士3～5人；碩士10～15人♂鑒定：高耐熱高韌性PP環(huán)境友好專用樹脂通過省級鑒定,研究內(nèi)容,芳綸1414陰離子聚合PA6借助MC尼龍6聚合原理，探索表面聚合PA6的方法、條件及規(guī)律。率先提出一簡單有效的方法，采用PL與芳綸～SO2Cl反應(yīng)，得到穩(wěn)定化的芳綸-SO2-PL，它們又是PL陰離子聚合的催化劑，借此可獲得界面良好的芳綸纖維和PA6復(fù)合體系。,制備原理,研究內(nèi)容,芳綸1414陰離子聚合PA6芳綸1414/PA6/PP-g-MAH熔融共混時,因PP-g-MAH的酸酐基團可與尼龍分子鏈中胺基形成氫鍵或酰胺鍵反應(yīng)生成芳綸1414-PA6-MAH-g-PP共聚物,研究內(nèi)容,制備增容劑PP-g-MAH綠色合成稀土類β晶型成核劑BA原位插層聚合蒙脫土（MMT）,PP/MMT復(fù)合材料形成機理,研究內(nèi)容,高耐熱高韌性PP環(huán)境友好專用樹脂的研發(fā)①研究各組分配比對本專用樹脂綜合性能的影響，確定最佳配方組成。②加工工藝參數(shù),探索中試工藝參數(shù),確定中試工藝,進行中試實驗批量試生產(chǎn)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝、推廣應(yīng)用,技術(shù)路線,芳綸1414陰離子聚合尼龍6的工藝流程,技術(shù)路線,稀土類β晶型成核劑綠色合成的工藝流程,技術(shù)路線,BA原位插層聚合蒙脫土的工藝流程,技術(shù)路線,圖4高耐熱超韌性聚丙烯專用樹脂生產(chǎn)工藝流程,關(guān)鍵技術(shù),1）芳綸纖維表面陰離子法聚合尼龍6；2）BA原位插層聚合改性蒙脫土（MMT）;3）稀土類β晶型成核劑的綠色合成；4）原位插層聚合、陰離子聚合、熔融接枝、增強和增韌等多種技術(shù)集成。,項目的特色和創(chuàng)新點,提出芳綸纖維陰離子聚合尼龍6新方法，改善芳綸纖維與PP界面性能，提高PP耐熱性和韌性。綠色合成β晶型成核劑產(chǎn)生β晶型結(jié)晶含量＞95%，提高PP耐熱性和韌性。,項目的特色和創(chuàng)新點,采用BA單體進入自研的有機化蒙脫土進行原位插層聚合得到BA原位聚合改性MMT；與PP熔融插層制得PP/MMT復(fù)合料，提高PP韌性和耐熱性。,專題任務(wù)分解與設(shè)置,研發(fā)成果應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)化前景和效益分析,根據(jù)市場調(diào)查，國內(nèi)通用PP樹脂售價1.2萬元/噸，進口工程塑料約3萬元/噸，本項目產(chǎn)品定位在1.6萬元/噸（含稅），在性能與價格上有很強競爭力。預(yù)計本項目產(chǎn)業(yè)化后，年產(chǎn)量可達3萬噸,年產(chǎn)值可達4.8億元，年納稅額5500萬元，凈利潤8000萬元。經(jīng)濟效益顯著。,現(xiàn)有研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢（1）,牽頭單位福州大學化學化工學院成員：國家基金“金屬有機高分子功能配合物的分子設(shè)計”國家基金“稀土配合物的研究”“新型多功能羊毛酯稀土PVC熱穩(wěn)定劑的制備及應(yīng)用研究”鑒定和專利：200310108247.7，稀土類β晶型成核劑的綠色合成提供研究基礎(chǔ)。,現(xiàn)有研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢（1）,“芳綸纖維陰離子聚合尼龍6及其復(fù)合材料界面效應(yīng)研究”專利申請?zhí)枺?00510018159.7，已通過實審蒙脫土改性及其在PVC塑料、淀粉中應(yīng)用進行了多年研究工作，,現(xiàn)有研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢（1）,發(fā)表了30余篇與本專題相關(guān)的論文，其中被SCI、EI收錄18篇；還授權(quán)了其他2項相關(guān)的國家發(fā)明專利，并申請了相關(guān)的國家發(fā)明專利6項；相關(guān)的科研成果有2項榮獲福建省科學技術(shù)獎，取得了豐碩成果，培養(yǎng)了博士研究生2人，碩士研究生8人，為本專題的研發(fā)奠定了堅實基礎(chǔ)。,現(xiàn)有研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢（2）,由福州大學與泉州市鯉城建利橡塑有限公司聯(lián)合開發(fā)的“可高發(fā)泡的植物纖維/EVA復(fù)合鞋材”，通過省級鑒定，被確認為該成果填補了國內(nèi)空白，達到國際先進水平。該公司已成立近30年，對高分子材料的研發(fā)生產(chǎn)積累了豐富經(jīng)驗。,現(xiàn)有研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢（3）,福州福塑科研所有限公司實行全新的科研單位管理模式。多年來，研究所的科研人員從事塑膠制品的增韌、增強、阻燃、降解等功能改性、新產(chǎn)品開發(fā)以及塑料助劑的研發(fā)工作，取得豐碩成果。,現(xiàn)有研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢（4）,本專題的成果將在福建省煉油化工有限公司轉(zhuǎn)化，可借助該公司在國內(nèi)的領(lǐng)先地位、營銷網(wǎng)絡(luò)、先進的設(shè)備和豐富的生產(chǎn)技能，確保本專題的成果順利轉(zhuǎn)化。,專題組成員長期從事有機合成、高分子材料的教學科研和生產(chǎn)實踐工作。承擔50余項科研項目，發(fā)表了100余篇研究論文，其中被SCI、EI收錄50余篇。具有扎實的理論基礎(chǔ)和實驗技能，積累了豐富的經(jīng)驗。福州大學與省煉化公司、福塑公司和泉州建利公司長期開展技術(shù)合作，具有良好的合作基礎(chǔ)，合作開發(fā)了10余相關(guān)產(chǎn)品。,現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢分析,福州大學化學化工學院具備項目研發(fā)所需的儀器設(shè)備。福州大學中心實驗室具備項目研發(fā)過程所需的分析測試設(shè)備。福州福塑科研所有限公司和泉州市鯉城建利橡塑有限公司具備項目中試、生產(chǎn)、檢驗所需的儀器設(shè)備和生產(chǎn)線。具備了相應(yīng)的技術(shù)、人才、設(shè)備、市場等方面的條件，可確保項目的順利完成。,現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢分析,研究開發(fā)的分期目標和進度安排,,本專題屬產(chǎn)學研合作項目，以福州大學化學化工學院為牽頭單位，以福建煉油化工有限公司、泉州市鯉城建利橡塑有限公司和福州福塑科研所有限公司為承擔單位，整合了四個單位相關(guān)優(yōu)勢科技資源和研發(fā)儀器設(shè)備，為本專題的順利完成提供可靠的保證。,專題產(chǎn)學研合作整合相關(guān)科技資源,經(jīng)費預(yù)算與籌措,總投資3000萬元申請科技廳資助：200萬元單位配套：2800萬元,專題牽頭和承擔單位技術(shù)優(yōu)勢和條件,牽頭單位：福州大學化學化工學院承擔單位：福建煉油化工有限公司泉州市鯉城建利橡塑有限公司福州福塑科研所有限公司,專題責任專家技術(shù)水平和組織管理能力,責任專家鄭玉嬰：博士、教授、博士生導(dǎo)師（福大）責任專家袁耀鋒：博士、教授、博士生導(dǎo)師（福大）責任專家郭榮華：高工、碩士、省煉化公司責任專家林增坤：高工、建利公司責任專家彭超：高工、福塑科研所公司法人代表、總經(jīng)理責任專家鄭雙：高工、省煉化公司技術(shù)開發(fā)處從事高分子材料研究,專題相關(guān)的專利①,專題相關(guān)的專利②,專題相關(guān)的專利③,專題相關(guān)的專利④,,謝謝,