配位聚合制备高密度聚乙烯的合成工艺
一、设计背景
1、聚乙烯性能简介
聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。 合成方法主要分为高压法、低压法、中压法三种。高压法用来生产低密度聚乙烯，这种方法开发得早，用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3,但随着生产技术和催化剂的发展，其增长速度已大大落后于低压法。低压法就其实施方法来说，有淤浆法、溶液法和气相法。淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯，而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯，还可通过加共聚单体，生产中、低密度聚乙烯，也称为线型低密度聚乙烯。近年来，各种低压 法工艺发展很快。中压法仅菲利浦公司至今仍在采用，生产的主要是高密度聚乙烯。
2、拟设计聚合物的重要用途
高压聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、电线包裹层等 超高压聚乙烯：由于超高分子聚乙烯优异的综合性能，可作为工程塑料使用。
我国HDPE的主要应用领域是中空吹塑、薄膜制品和注塑，2003年三者分别占我国高密度聚乙烯消费结构的19.5%、18.9%、18.2%。
薄膜制品中的高强度薄膜需求量很大，它包括背心袋、购物袋、垃圾袋、杂货袋、多层衬里膜、耐候膜等。目前, 高强度薄膜专用树脂使用的主要是HDPE树脂牌号，近年来，随着日本、西欧等国家包装袋加工业向我国和东南亚转移,我国在薄膜上的HDPE消耗量将继续稳定增长。光州惨案
HDPE作为理想的注塑材料被广泛地应用于各个领域，如铁路、港口、远洋运输、工厂包
高压油管装生产线、啤酒箱、饮料箱、食品箱等，规格型号逐渐系列化，应用领域有逐渐扩大的趋势，可大量替代钢材和木材。2003年消耗在注塑制品上的HDPE约69万吨。在国外，1100L的HDPE注塑容器大量进入垃圾市场，取代钢制垃圾箱。目前北京、上海已出现这一趋势，随着这一市场的逐步开发和扩大，毫无疑问，在幅员广阔的我国需求量将是很大的。
中空成型是世界上仅次于挤出成型与注射成型的第三大成型方法，也是聚乙烯发展最快的一种成型方法。其产品在农药、液体化学品（双氧水、各种酸、环氧丙烷、各种涂料）、洗涤用品（洗发水、浴液）、饮料（鲜奶、果汁等）、家庭日用品、食品包装以及中空箱包等方面都得到了广泛的应用。
无锡 毛小平HDPE适用于生产各类中空容器，如牛奶瓶、果汁瓶、化装品瓶、药瓶、洗涤剂及食品容器、工业瓶等。用于生产中空制品的HDPE密度一般在朴泰俊谷物大脑0.947-0.967g/cm3，MFR在0.01-1.0g/10min；而制造大型容器(200升以上)则需用高分子量HDPE（一般为30万-50万），密度在0.945-0.955 g/cm3，HLMFR在2-15g/10min。
3、产品特点
HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃 （四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。各种等级HDPE的独有特性是四种基本变量的适当结合：密度、分子量、分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡。
二、设计思路及拟要解决的问题
1、设计思路
低压法可分淤浆法、溶液法和气相法三种，除溶液法外，聚合压力都在2MPa以下。一般步骤有催化剂的配制、乙烯聚合、聚合物的分离和造粒等。以下是三种方法的简介，通过对比选出最适宜的方法。 触指
①淤浆法 生成的聚乙烯不溶于溶剂而呈淤浆状。淤浆法聚合条件温和，易于操作，常用烷基铝作活化剂，氢气作分子量调节剂，多采用釜式反应器。由聚合釜出来的聚合物淤浆经闪蒸釜、气液分离器到粉料干燥机，然后去造粒。生产过程中还包括溶剂回收、溶剂精制等步骤。采用不同的聚合釜串联或并联的组合方式，可以得到不同分子量分布的产品。
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