高耐熱高韌性聚丙烯環(huán)境友好專(zhuān)用樹(shù)脂研發(fā)-鄭玉嬰.ppt

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《環(huán)境友好材料開(kāi)發(fā)及應(yīng)用》專(zhuān)題高耐熱高韌性聚丙烯環(huán)境友好專(zhuān)用樹(shù)脂研發(fā)2006年11月21日,專(zhuān)題概述,《高耐熱高韌性聚丙烯環(huán)境友好專(zhuān)用樹(shù)脂研發(fā)》專(zhuān)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(lèi)β晶型成核劑為改性劑,PP接枝馬來(lái)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(qiáng)和增韌多技術(shù)集成,經(jīng)捏合、擠出等工藝研發(fā)而成。,專(zhuān)題概述,☆本環(huán)境友好專(zhuān)用樹(shù)脂具有優(yōu)異的耐熱性、韌性和剛性等特點(diǎn)?！羁商娲鶳PO、PPS和PC等進(jìn)口工程塑料,廣泛用于家電、汽車(chē)、機(jī)械和醫(yī)療器械等領(lǐng)域，符合ROHS標(biāo)準(zhǔn)的要求?！罱?jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保效益顯著，是一種新型高性能環(huán)境友好樹(shù)脂，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。,豐富我省石化企業(yè)聚丙烯樹(shù)脂專(zhuān)用產(chǎn)品種類(lèi)“十一五”期間，中國(guó)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(zhuān)用化、功能化作為聚烯烴樹(shù)脂重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo),,專(zhuān)題與我省經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的符合性,省煉化公司針對(duì)目前我國(guó)通用PP飽和現(xiàn)狀，正調(diào)整生產(chǎn)思路，尋找適銷(xiāo)對(duì)路、高質(zhì)量、高附加值專(zhuān)用料作為主導(dǎo)產(chǎn)品。,專(zhuān)題與我省經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的符合性,高耐熱芳綸纖維增強(qiáng),提高聚丙烯耐熱性、剛性和韌性芳綸1414具有強(qiáng)度高、模量高、耐熱性高。陰離子聚合尼龍6的方法，實(shí)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(zhuān)題與我省經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的符合性,充分利用我省豐富資源,帶動(dòng)山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展稀土類(lèi)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(dòng)山區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，應(yīng)用前景光明。,專(zhuān)題與我省經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的符合性,國(guó)內(nèi)外同類(lèi)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),國(guó)外：美國(guó)?？松梨凇⒚绹?guó)陶氏化學(xué)、北歐化工和日本三井化學(xué)等公司研發(fā)PP專(zhuān)用料。國(guó)內(nèi)：九江石化與華東理工大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的耐熱PP專(zhuān)用料、揚(yáng)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(zhǎng)春應(yīng)化所，產(chǎn)量不足1萬(wàn)噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了市場(chǎng)需求。,近年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)高耐熱高韌性PP專(zhuān)用料需求日益增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)工程塑料協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，2006年我國(guó)工程塑料需求增長(zhǎng)率為15%，2010年約為10%，需求量將從2000年的44萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2010年的140萬(wàn)噸。目前我國(guó)工程塑料的自給率不足16%，主要依賴(lài)進(jìn)口。,國(guó)內(nèi)外同類(lèi)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),國(guó)內(nèi)外同類(lèi)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),本項(xiàng)目運(yùn)用原位插層聚合、陰離子聚合、熔融接枝、插層、增強(qiáng)和增韌等多種技術(shù)集成，研發(fā)該專(zhuān)用樹(shù)脂，有機(jī)地結(jié)合了增強(qiáng)料與基體樹(shù)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(jìn)口工程塑料，價(jià)格只它們的1/2，性?xún)r(jià)比高，迄今國(guó)內(nèi)未見(jiàn)報(bào)道。,專(zhuān)題目標(biāo)和預(yù)期成果,主要技術(shù)指標(biāo)：測(cè)試項(xiàng)目本專(zhuān)用樹(shù)脂蘇州曉山工程塑料有限公司揚(yáng)子石化研究院高耐熱樹(shù)脂拉伸屈服強(qiáng)度/MPa：≥3535～37懸臂梁沖擊強(qiáng)度/Jm：≥3022～25彎曲模量/GPa：≥1.81.8～1.9熱變形溫度/℃:≥145120℃～125℃ROHS標(biāo)準(zhǔn)符合符合,專(zhuān)題目標(biāo)和預(yù)期成果,♂芳綸1414陰離子聚合尼龍6主要技術(shù)指標(biāo)：色澤：白色或微黃色長(zhǎng)度：5～6mm分解溫度：>550℃表面N/C和O/C均提高,專(zhuān)題目標(biāo)和預(yù)期成果,♂稀土類(lèi)β晶型成核劑主要技術(shù)指標(biāo)：密度：0.9～1.2g/cm3稀土總量：≥80%晶核粒度：≥1500目分散性：好,專(zhuān)題目標(biāo)和預(yù)期成果,♂BA原位插層聚合MMT主要技術(shù)指標(biāo)：組成：蒙脫土有機(jī)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(zhuān)題目標(biāo)和預(yù)期成果,♂專(zhuān)利：芳綸1414陰離子聚合尼龍6：1項(xiàng)；β晶型成核劑研發(fā)：1項(xiàng)；高耐熱高韌性PP環(huán)境友好專(zhuān)用樹(shù)脂研發(fā)：1項(xiàng)♂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(zhuān)用樹(shù)脂通過(guò)省級(jí)鑒定,研究?jī)?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(jiǎn)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?jī)?nèi)容,芳綸1414陰離子聚合PA6芳綸1414/PA6/PP-g-MAH熔融共混時(shí),因PP-g-MAH的酸酐基團(tuán)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?jī)?nèi)容,制備增容劑PP-g-MAH綠色合成稀土類(lèi)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(jī)理,研究?jī)?nèi)容,高耐熱高韌性PP環(huán)境友好專(zhuān)用樹(shù)脂的研發(fā)①研究各組分配比對(duì)本專(zhuān)用樹(shù)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(jìn)行中試實(shí)驗(yàn)批量試生產(chǎn)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝、推廣應(yīng)用,技術(shù)路線(xiàn),芳綸1414陰離子聚合尼龍6的工藝流程,技術(shù)路線(xiàn),稀土類(lèi)β晶型成核劑綠色合成的工藝流程,技術(shù)路線(xiàn),BA原位插層聚合蒙脫土的工藝流程,技術(shù)路線(xiàn),圖4高耐熱超韌性聚丙烯專(zhuān)用樹(shù)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(lèi)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(qiáng)和增韌等多種技術(shù)集成。,項(xiàng)目的特色和創(chuàng)新點(diǎn),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(xiàng)目的特色和創(chuàng)新點(diǎn),采用BA單體進(jìn)入自研的有機(jī)化蒙脫土進(jìn)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(zhuān)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(chǎng)調(diào)查，國(guó)內(nèi)通用PP樹(shù)脂售價(jià)1.2萬(wàn)元/噸，進(jìn)口工程塑料約3萬(wàn)元/噸，本項(xiàng)目產(chǎn)品定位在1.6萬(wàn)元/噸（含稅），在性能與價(jià)格上有很強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。預(yù)計(jì)本項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化后，年產(chǎn)量可達(dá)3萬(wàn)噸,年產(chǎn)值可達(dá)4.8億元，年納稅額5500萬(wàn)元，凈利潤(rùn)8000萬(wàn)元。經(jīng)濟(jì)效益顯著。,現(xiàn)有研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢(shì)（1）,牽頭單位福州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院成員：國(guó)家基金“金屬有機(jī)高分子功能配合物的分子設(shè)計(jì)”國(guó)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(zhuān)利：200310108247.7，稀土類(lèi)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(shì)（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(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?00510018159.7，已通過(guò)實(shí)審蒙脫土改性及其在PVC塑料、淀粉中應(yīng)用進(jìn)行了多年研究工作，,現(xiàn)有研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢(shì)（1）,發(fā)表了30余篇與本專(zhuān)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(xiàng)相關(guān)的國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，并申請(qǐng)了相關(guān)的國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利6項(xiàng)；相關(guān)的科研成果有2項(xiàng)榮獲福建省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，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(zhuān)題的研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。,現(xiàn)有研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢(shì)（2）,由福州大學(xué)與泉州市鯉城建利橡塑有限公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的“可高發(fā)泡的植物纖維/EVA復(fù)合鞋材”，通過(guò)省級(jí)鑒定，被確認(rèn)為該成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該公司已成立近30年，對(duì)高分子材料的研發(fā)生產(chǎn)積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。,現(xiàn)有研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢(shì)（3）,福州福塑科研所有限公司實(shí)行全新的科研單位管理模式。多年來(lái)，研究所的科研人員從事塑膠制品的增韌、增強(qiáng)、阻燃、降解等功能改性、新產(chǎn)品開(kāi)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(shì)（4）,本專(zhuān)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(guó)內(nèi)的領(lǐng)先地位、營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)的設(shè)備和豐富的生產(chǎn)技能，確保本專(zhuān)題的成果順利轉(zhuǎn)化。,專(zhuān)題組成員長(zhǎng)期從事有機(jī)合成、高分子材料的教學(xué)科研和生產(chǎn)實(shí)踐工作。承擔(dān)50余項(xiàng)科研項(xiàng)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(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)技能，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。福州大學(xué)與省煉化公司、福塑公司和泉州建利公司長(zhǎng)期開(kāi)展技術(shù)合作，具有良好的合作基礎(chǔ)，合作開(kāi)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(shì)分析,福州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院具備項(xiàng)目研發(fā)所需的儀器設(shè)備。福州大學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室具備項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程所需的分析測(cè)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(xiàng)目中試、生產(chǎn)、檢驗(yàn)所需的儀器設(shè)備和生產(chǎn)線(xiàn)。具備了相應(yīng)的技術(shù)、人才、設(shè)備、市場(chǎng)等方面的條件，可確保項(xiàng)目的順利完成。,現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)、特色和優(yōu)勢(shì)分析,研究開(kāi)發(fā)的分期目標(biāo)和進(jìn)度安排,,本專(zhuān)題屬產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目，以福州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)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(dān)單位，整合了四個(gè)單位相關(guān)優(yōu)勢(shì)科技資源和研發(fā)儀器設(shè)備，為本專(zhuān)題的順利完成提供可靠的保證。,專(zhuān)題產(chǎn)學(xué)研合作整合相關(guān)科技資源,經(jīng)費(fèi)預(yù)算與籌措,總投資3000萬(wàn)元申請(qǐng)科技廳資助：200萬(wàn)元單位配套：2800萬(wàn)元,專(zhuān)題牽頭和承擔(dān)單位技術(shù)優(yōu)勢(shì)和條件,牽頭單位：福州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院承擔(dān)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(zhuān)題責(zé)任專(zhuān)家技術(shù)水平和組織管理能力,責(zé)任專(zhuān)家鄭玉嬰：博士、教授、博士生導(dǎo)師（福大）責(zé)任專(zhuān)家袁耀鋒：博士、教授、博士生導(dǎo)師（福大）責(zé)任專(zhuān)家郭榮華：高工、碩士、省煉化公司責(zé)任專(zhuān)家林增坤：高工、建利公司責(zé)任專(zhuān)家彭超：高工、福塑科研所公司法人代表、總經(jīng)理責(zé)任專(zhuān)家鄭雙：高工、省煉化公司技術(shù)開(kāi)發(fā)處從事高分子材料研究,專(zhuān)題相關(guān)的專(zhuān)利①,專(zhuān)題相關(guān)的專(zhuān)利②,專(zhuān)題相關(guān)的專(zhuān)利③,專(zhuān)題相關(guān)的專(zhuān)利④,,謝謝,