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拉伸膜催化剂的发展历程

2017-08-21 14:06

  拉伸膜之所以受到广泛使用,和其优良的性能是分不开的。它比水轻,弯曲模量和熔点都比较高,加工性能良好,具有极好的化学稳定性、电绝缘性,制造拉伸膜所需的丙烯原料便宜易得。这些性能特点使拉伸膜包装的应用得到快速增长。然而这些特点并不是天生而来的,那是源自于拉伸膜催化剂技术发展的强劲推动下逐渐形成的。


  一代催化剂


金彩汇  纳塔小组及其它工业实验室发现通过铝还原的 TiCl3(其中含共结晶的 AlCl3)或者 TiCl3 和 AlCl3 混合物可以得到活性比纯TiCl3还高的催化剂。1959 年,Staffer 化学公司将这种催化剂工业化,并将之命名为 AA-TiCl3(AA 指还原的和活化)。人们将这种催化剂称为拉伸膜工业生产中的一代齐格勒-纳塔催化剂。


金彩汇  催化剂经长时间研磨热处理,表面积可达16~40m2/g,这种催化剂用于丙烯聚合时,每1g Ti可得约5000g拉伸膜,等规度在90%左右。因此这种催化剂的产率和立体选择性很低,得到的拉伸膜需要清除残留的催化剂和无规拉伸膜部分,生产过程过复杂,费用较高。


  二代催化剂


  二代拉伸膜催化剂主要特点是添加了二组分给电子体,后来被称为内给电子体,同时该代催化剂还注意控制催化剂的形状。Solvay型催化剂是这类催化剂的一个典型代表:二十世纪七十年代早期,Solvay公司的催化剂技术取得了较大的进步,其制得的 TiCl3 催化剂比常规 AA-TiCl3的比表面积更大(催化剂的表面积≧150 m2/g),催化活性提高了约5倍,等规度高达 95%。


  后来又经过多次改进,性能有所提高,聚合物性能优于一代催化剂所合成的拉伸膜树脂。但是,二代催化剂虽然在催化活性、定向能力方面有明显改进,其催化剂效率仍不能完全满足聚合物免脱灰的要求,拉伸膜树脂仍需进行催化剂残渣处理和无规物脱除,生产工艺流程也就没有得到明显的改善。



  第三代催化剂


  第三代拉伸膜催化剂由于催化剂的单位产率高,等规指数较高,基本上可以不脱灰和分离无规聚合物,又被称作高效催化剂,主要是以MgCl2为载体的载体型催化剂,使用单酯类化合物作内给电子体,进行四氯化钛负载。


金彩汇  第三代催化剂的成功应用,使拉伸膜生产工艺和设备得到了大大简化,促使拉伸膜的生产得到飞快的发展。然而,拉伸膜的活性还有待提高。


  第四代催化剂


金彩汇  第四代拉伸膜催化剂主要是采用了新型载体制备技术,引进一种新的双酯化合物(邻苯二甲酸酯类)为内给电子体化合物,以烷氧基硅烷为外给电子体。


金彩汇  它除了具有很高活性、立体定向能力出色的特点外,通过控制载体的形貌,能得到球形聚合物颗粒,还可省去造粒工序,加上生产工艺技术的进步,从而实现了无脱灰、无脱无规物、无溶剂回收、无造粒工艺。不仅大大简化了拉伸膜生产工艺,降低了装置投资和生产运营成本,而且第四代催化剂还实现对聚合物的控制手段多样化,使拉伸膜牌号的开发速度大大加快,极大提升了拉伸膜的应用空间,使其应用范围更加广泛。


  第五代催化剂


  以二醚和琥珀酸酯为给电子体的催化剂技术也被称为第五代拉伸膜催化剂,与前面催化剂相比,以前者制备的催化剂具有活性高、氢调敏感的优点,后者具有分子量分布宽,树脂具有好的刚性平衡。


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