概述世界聚丙烯聚合物及新纤维的分析研究开发新进展与前景状况

1、附件：纳M复合聚丙烯NPP-R管道前景与应用 一、前言 20世纪末以来，聚丙烯纤维工业迅猛发展，新产品不断出现，应用范围日益广泛。纺丝工艺也由一般的常规纺丝速度(1.0-2.0km/min、中速纺(2.0-3.0km/min发展到高速纺(3.0-4.5km/min和超高速纺(6.0-12.0km/min1。细旦、超细旦丝和超细无纺布新品种的出现，使PP纤维的应用越来越广。除了生产的无纺布用作工业用布、过滤材料、土工布、农业用布、覆盖材料之外，医用材料、卫生材料、一次性材料等方面也大量使用PP纤维。 二、国内外聚丙烯树脂以及纤维的发展历史 国外公司从20世纪60年代初就开始了纤维级聚丙烯树脂的研

2、制和工业生产，如意大利Montecatini公司和美国Rceves Brochers公司采用有机过氧化物对聚丙烯树脂进行改性处理，使MI增加了几十倍甚至上千倍，提高了聚丙烯树脂的流动性能，改善了其可纺性。 20世纪70-80年代，随着德国Lnrgi公司开发的丙纶高速纺丝工艺的出现，世界各大聚丙烯公司开始踊跃联合投资开发适合这种新工艺的高流动性聚丙烯树脂。1983年，美国UCC与英国Shell公司共同开发了将高效催化剂与气相流化床相结合的Unipol气相流化床聚丙烯工艺。随即，Montedision公司又开发了更为优越的Sphesinol 聚丙烯工艺，生产出了高质量的纤维级聚丙烯树脂。1983年

3、，Himont公司采用第三代高效催化剂对原装置进行改造，生产出多品种牌号的可控流变性聚丙烯树脂。其中，高速纺丝级PP树脂质量稳定，可纺性好，进一步发展了纤维高速纺技术。随着高速纺工艺的发展，国外纤维级聚丙烯树脂的品种逐年增加，质量不断提高，Exxon公司、Shell公司、Soltex公司等也相继开发出了各具特色的适于高速纺丝级的不同牌号聚丙烯树脂。我国从20世纪70年代开始研制纤维级聚丙烯树脂。1983年，北京燕化石油化工股份有限公司树脂应用研究所(简称燕化公司研制出高浓度过氧化物降温母粒。它可降低聚丙烯树脂的相对分子质量，提高熔体流动性，使丙纶纺丝的温度大幅度降低。在此基础上，燕化公司开发出

4、了牌号为3800的纤维级聚丙烯树脂，易于纺短纤维，但纺长纤维仍有困难。1988年，又研制开发了牌号为3908的高MI的PP树脂，在质量上达到了Himont公司的同类产品PC 961的水平。90年代及以后引进的装置，如抚顺乙烯化工有限公司(简称抚顺乙烯、上海石油化工股份有限责任公司(简称上海石化、洛阳石化聚丙烯有限责任公司(简称洛阳石化、中国石化齐鲁股份有限公司、中国石油化工股份有限公司广州分公司、中国石油化工股份有限公司茂名分公司等都具备生产适合低、中、高速纺生产工艺的专用树脂的能力，这些引进装置绝大部分是采用三井油化公司的Hypol工艺和Himont公司的Spheripol工艺。目前，国内纤

5、维级树脂主要有燕化公司的3702(纺丝级、中国石油辽河石化分公司的70128(纺丝级、71035(无纺布、上海石化的Y1200(粗旦丝、Y2600和Y3500(细旦丝、抚顺乙烯的H30S(纺丝级、洛阳石化的YS820(纺丝级、大连西太平洋公司的Z30S(纺丝级等2。上海石化最近已研制成功并在国内率先开始生产超细旦纤维专用树脂Y2500C和Y3700C，结束了我国超细旦纤维专用树脂完全依赖进口的局面。而聚丙烯纤维的商品化是在20世纪50年代末，其商品名为丙纶。丙纶纤维的工业化生产始予20世纪60年代，起步较晚。最初，人们对它的应用只限于地毯、绳索、鱼网、安全带、土工布等领域。用量较少。但随着人们

6、对它的技术开发，它成为近年来用于纺织工业的新型纤维之一，尤其是近20年来，其发展速度迅猛，在1980-1990年十年间，平均增长速度超过36 ，大大超过了我国合纤的平均增长速度，20世纪90年代后，其产量从十几万吨增加到近30万吨。另外，丙纶因它的快1 / 6 干、挺爽、价廉等优点而受到广大消费者的欢迎，其技术产品也从一般细布向毛型感、高档化、多品种方向发展，使其在未来的发展中更具有广阔的前景。 三、世界聚丙烯聚合物以及纤维的研究开发新进展情况 1.聚丙烯聚合物的研究开发新进展情况 随着聚丙烯是一种含有长支链的聚丙烯，其熔体强度是具有相似流动性的普通聚丙烯均聚物的9倍，具有较高的屈服强度、弯曲

7、模量、热变形温度、熔点以及结晶温度和较短的结晶时间，可以缩短热成型加工的时间，但缺口冲击强度较低。另外，具有明显的应变硬化行为，保证了聚丙烯在成型拉伸时具有较强的均匀变形的自我调节能力。目前市场上的HMSPP多采用后反应器技术生产，巴塞尔公司和北欧化工公司开发的后反应器技术是其中杰出的代表。HMSPP合成之后，聚丙烯原有优良性能的保持和控制很重要，所以近些年来人们试图通过大分子单体共聚法和反应性聚烯短中间体接枝法等方法来得到结构可控的HMSPP。 1.2高透明聚丙烯 透明聚丙烯牌号是近期世界聚丙烯新产品开发的一个热点。目前新型高透明聚丙烯树脂主要分为3种产品，即透明剂改性聚丙烯产品、本身具有透

8、明性的聚丙烯产品和茂金属PP产品。现在市场上透明和高光泽的PP产品大部分是用改性剂生产的，已在食品、化妆品和药用吹塑瓶领域、小型器具部件和家用器皿领域，以及注射成型和热成型食品容器领域占领了市场。BP公司用透明改性剂生产的BOPP瓶，具有与聚酯瓶一样的光学性能。茂金属PP(mPP是目前得到的透明性最好的产品。巴塞尔公司开发的注射成型牌号MetoceneX50081是无规共聚物，集出色的透明性、传统均聚物的刚性以及可加工性于一体，在透明家用器皿市场具有发展潜力。埃克森美孚公司开发的牌号Achieve EX PP-68是一种均聚mPP，具有突出的刚性、透明性和高流动性，可用于薄壁注塑和食品接触包装

9、。 1.3高结晶聚丙烯 高结晶聚丙烯具有较高的刚性、强度及抗冲击性能，可在众多领域替代聚乙烯、聚苯乙烯等高分子材料。其制备方法已成为目前聚丙烯新产品研究中的一个热点。可以通过改进聚合催化剂和聚合技术，提高聚丙烯分子的规整度和相对分子质量分布的方法来制备，得到的PP的结晶度可以达到70%。也可以通过加入成核剂的方法来制备，得到的PP的结晶度则更高，且结晶细化，材料的透明度提高。该产品的目标应用领域主要是汽车部件及器具。日本三井化学、法国阿托菲纳、三星通用化学、英国BP等公司先后成功开发出高结晶PP产品。 1.4高流动聚丙烯 高流动性PP使得制造薄壁汽车制件和大型家用制品变得可行，并且节约了成本。

10、它在较低的工周期。因此高流动性PP也是人们争相开发的一类新型PP产品。在此方面成就显著的公司有美国等星、Huntsman、韩国晓星、SK、美国埃克森美孚、英国BP等公司。 2 / 6 2. 聚丙烯纤维新品种研究进展情况 2.1多功能纤维及纳M材料 多功能纤维一般指具有抗静电、导电、抗菌、远红外线、抗紫外线等功能的化学纤维或天然纤维等。目前市场上常见的多功能纺织品大多采用织物表面整理和在纤维制造过程中共混加入功能性添加剂而获得。按照化纤生产工艺要求，这种功能性添加剂的粒度一般应控制在30nm左右，而纳M无机材料的粒度小，具有耐高温、不易分解、无毒、功能持久的优点，所以在化学纤维纺丝过程中添加纳M

11、无机材料是常用有功能纤维生产方法。这种方法简单、方便，但由于这些无机材料与聚丙烯的相溶性和粒子的团聚等问题，使这项技术仍处于低的水平。今后如何进行表面处理，解决“团聚”是技术的关健。所以纳M材料的应用是目前及今后二十年纺织产业的领导技术，积极发展纳M技术，对提高我国纺织产品的国际竞争力具有十分重要的意义。 2.2超细旦聚丙烯纤维 超细丙纶织物具有独特的芯吸效应和保暖、透气、轻爽等优点，当丙纶的单丝纤度(dpf小于2dtex时，就具有了很好的手感和独特的性质，特别是单丝纤度小于1dtex，效果更好。高质量的聚丙烯经纺丝、拉伸及混纤等新技术制成的1dtex左右的细旦丙纶已成为种新型高档的舒适性服用

12、纤维。 可用于纺织及生产更轻、更柔软的热粘合布，作为婴儿尿布、妇女卫生产品等。也可用来生产高过滤效率的过滤材料。 2.3异形聚丙烯纤维 异形丙纶纤维就是根据需要把喷丝孔截面制成星形、三角形、多边形等。纺制出具有不同截面形状的纤维或中空纤维，纤维的截面对丝条体积、绝缘性、回弹力、芯吸效应、光泽、吸污效应和加工性能都有影响。改进异形截面将对提高针刺地毯包括汽车地毯）与BCF簇绒地毯的质量与使用效果有重要意义与发展前途。 2.4高强聚丙烯纤维 高强丙纶的高抗张强度和抗冲击强度使其成为产业用纤维领域中具有极大竞争潜力的产品之一。除了具有优良力学性能和耐化学品性，其成本约为同规格聚酰胺纤维的一半，可广泛

13、用于工业、交通运输、建筑业等产业用的过滤织物用纤维。可代替部分尼龙和聚酯纤维； 2.5超短纤维 丙纶超短纤维可用于混凝土建筑物，冶金行业的耐火材料，高级滤材，蓄电池隔板等领域，国外在20世纪70年代就对聚丙烯作为水泥基体的增强材料进行了研究,并应用于实际工程中，我国在20世纪90年代后期也开始了这方面的研究及推广应用，在市政工程公路等领域有使用，但质量与国外相比，在强度、断裂伸长、易分散性、耐老化性等方面有待进一步提高。国内目前尚无大规模的生产企业，产品主要依赖于进口，随着聚丙烯质量的提高，纤维加工设备和工艺的改进，超短纤维有着广阔的发展空间。 2.6三维卷曲聚丙烯纤维 三维卷曲PP纤维被大量

14、用作填充材料，不仅是因为其质轻价廉、弹性好，而更主要的是能防霉防菌，且无毒。缺点压缩弹性低而不能规模化推广应用。英国ESL公司率先推出永久性螺旋三维卷曲丙纶短纤生产技术及设备，属于20世纪90年代化纤工业的最新技术成果，它通过纺丝设备的特殊设计，使聚丙烯熔体在冷却时造成不同的结晶状态与不同的收缩性能。这种纤维具有很高的抗弯模量，耐压缩性远好于普通三维卷曲纤维，可取代部分涤纶产品。 2.7茂金属聚丙烯纤维 茂金属催化聚丙烯相对分子质量分布窄，使聚丙烯具有更好的挤压加工性能，因相对分子质量分布窄将在朱拜勒新建一套聚丙烯(PP厂，而不是对现有装置进行扩能，据一位接近该公司的人士表示。拟建的25万吨/

15、年聚丙烯装置预计在2009年1月将实现商业化生产。该公司在朱拜勒现有的聚丙烯装置产能约40万吨/年。新装置的丙烯原料将来自沙特乙烯和聚乙烯合作的100万吨/年裂解装置，计划2008年8月投产。还有如中国石油抚顺石化分公司准备在辽宁抚顺新建一座年产能为30万吨的聚丙烯树脂厂。初步计划定于2018年完工。中石油将在该厂使用获陶氏化学公司许可的Unipol技术，总部位于挪威奥斯陆的工程公司Aker Kvaerner ASA公司将负责过程设计并提供技术咨询服务。抚顺工厂是国内第四座采用总部设在美国密歇根州Midland 的陶氏公司的Unipol技术的工厂。陶氏公司称，抚顺新厂的许可内容包括最广泛的PP

16、材料范围，如同聚物、无规共聚物和抗冲共聚物。另外，最近两年也有国际公司关闭聚丙烯生产装置，导致有效产能的减少，如2007年期间，Dow化学将永久关闭Union Carbide聚丙烯装置，该公司由于经济因素，Dow化学将暂停美国路易斯安那Hahnville地区5亿磅22.5万吨）/年的Union Carbide聚丙烯有限公司早在10多年前，就与原兰州炼油化工总厂投资兴建聚丙烯装置。国内市场也是一片激烈的景象：一向在石化下游材料加工行业打拼的民营企业，近年来随着资金实力迅速发展壮大，正在向上游产业拓展。大连实德集团是世界最大的PVC型材生产商之一，与沙特Sabic公司合资欲建世界级石化一体化工程，

17、配套建设66万吨/年聚丙烯装置。据报道，浙江和福建一些民企眼下正在利用进口丙烯原料，筹建聚丙烯装置。外资的进入，港商和台商的涉足，民企的加盟，打破了国有资本一统天下的格局，投资主体正朝着多元化方向发展，而且明显与以前小规模的一窝蜂投资不同，各投资主体都选择了规模化、技术化的投资策略。在新建聚丙烯装置中，无论是国有资本、民营资本还是外来资本，年产规模大多在30万吨以上，表明各方都已经意识到规模化在未来市场竞争中的重要作用。而最近几年来，我国的聚丙烯产需还是呈现出快速增长势头的，2007年期间我国聚丙烯生产态势还是非常良好，各个厂家的生产量也继续保持大幅增长态势。全国聚丙烯产量(规模以上企业200

18、7年期间也为历史同期最高水平。近两年来我国新增聚丙烯生产能力130-140万吨/年，2007年前后聚丙烯生产总能力达到692-700万吨/年左右，比2001年增长1.2-1.4倍左右，6年间年均增长率为16.7-16.8%左右。 聚丙烯是我国发展速度较快的高聚物品种之一。2000年我国聚丙烯产量首次突破300万吨达到303.51万吨，2005年又突破4 / 6 500万吨增长到522.95万吨，2006年增长到584.15万吨，比上年增长11.7%，创历史产量最高纪录。2002年至2006年连续5年增长幅度保持两位数。2006年聚丙烯产量占塑料树脂总产量的23.1%。尽管我国聚丙烯的产量增长较

19、快，但仍然不能满足国内市场尤其是塑料制品业迅速增长的需求，从上世纪80年代初开始就有较大数量的进口，近几年进口量更是年年增长。据海关统计，2005年和2006年我国聚丙烯进口量均超过300万吨，约占当年国内消费量的34.6%。今年上半年我国已进口聚丙烯159.2万吨，比上年同期增长2.7%。随着塑料制品业和化学纤维工业的迅速发展，我国聚丙烯的消费量增长很快。2000年我国聚丙烯表观消费量达到466.5万吨，2001年首次突破500万吨达到530万吨，2002年突破600万吨达到617万吨，2004年突破700万吨增长到764.74万吨，2005年突破800万吨增长到823万吨，2006年增长到

20、890万吨，创历史消费量最高水平，2006年比2000年增长90.7%，6年间年均增长率为11.4%。其中“十五”计划期间年均增长率为12.0%。我国已成为世界最大的聚丙烯消费国。目前我国聚丙烯的消费绝大部分用于制造塑料制品，约占聚丙烯总消费量的94%，另有一小部分用于制造丙纶纤维。在聚丙烯塑料制品中，编织制品(包括打包带和捆扎绳等约占55%，注塑制品(包括周转箱和洗衣机桶等约占18%，薄膜约占12%。2006年我国塑料制品总产量(规模以上企业达到2802万吨，比上年增长27.4%，创历史最高纪录。2000年以来，我国塑料制品产量连续6年保持两位数增长，2006年塑料制品产量比2000年增长1

21、.7倍，6年间年均增长率高达17.8%。今年上半年我国塑料制品产量(规模以上企业增长到1471.81万吨，比去年同期增长15.0%。“十一五”期间，我国将有一批改 扩建和新建聚丙烯生产装置建成投产。上海赛科石油化工有限责任公司年产25万吨聚丙烯生产装置和中国石油大庆炼化分公司新建的30万吨年聚丙烯生产装置均于2005年建成投产。大庆炼化第二套年产30万吨/聚丙烯装置工程建设已经进入启动阶段，该装置建成投产后，大庆炼化分公司的聚丙烯生产能力将达到年产60万吨，届时将成为中国最大的聚丙烯生产企业，这标志着大庆炼化分公司向世界级聚丙烯基地建设迈出厂关键的一大步。大唐国际发电有限公司年产46万吨聚丙烯

22、煤基烯烃工程日前正在紧张建设中，该工程工程是大唐国际发电有限公司多元化发展战略的重要工程之一，位于内蒙古多伦。该工程以内蒙古锡林浩特东胜利煤田的褐煤为原料，采用国际上先进的粉煤气化、气体变换、甲醇合成、丙烯合成、丙烯聚合工艺技术，最终年产46万吨聚丙烯及甲醇、汽油、硫磺等副产品。近年来，国际原油价格持续居高不下，这大大增加了以石油为原料的聚丙烯的生产成本，从而缩小了利润空间。因此今后几年，随着市场全球化步伐的加快，我国聚丙烯生产企业要及时适应市场的变化和需求，开发新技术，进一步优化产品结构，降低生产成本，提高经济效益，增强市场竞争力，使我国聚丙烯生产持续稳定发展。 同时，聚丙烯纤维是四大合成纤维发展潜力较大的品种，已是第二大合成纤维品种。聚丙烯纤维可分为短纤、长丝、无纺布、烟用丝束、膨体连续长丝BCF）等，主要用于包装、香烟滤材、地毯、无纺布、服饰等制品。除用作服用纤维外，产业用丙纶是最活跃的市场，在医疗、卫生材料方