聚烯烃——从基础到高性能化

第1章绪论0001
1．1概述0002
1．2聚烯烃0002
1．2．1聚乙烯0002
1．2．2聚丙烯0003
1．2．3聚1-丁烯0003
1．3发展历史0004
1．3．1催化剂0004
1．3．2工艺技术0005
1．3．3产品应用0005
1．4展望0006
参考文献0008

第2章聚烯烃原料0009
2．1烯烃的供需状况分析0010
2．1．1乙烯市场的供需状况0010
2．1．2丙烯市场的供需状况0010
2．2国内外乙烯生产技术现状与进展0010
2．2．1蒸汽裂解技术0011
2．2．2甲醇制烯烃技术0012
2．2．3催化裂解技术0012
2．2．4原油直接裂解制乙烯技术0013
2．2．5生物乙醇脱水制乙烯技术0014
2．2．6甲烷直接制乙烯技术0014
2．2．7合成气直接制乙烯技术0015
2．2．8乙烯生产路线的比较0015
2．3国内外丙烯生产技术现状与进展0016
2．3．1蒸汽裂解技术0016
2．3．2炼厂催化裂化多产丙烯技术0016
2．3．3丙烷脱氢生产丙烯技术0018
2．3．4甲醇制丙烯技术0019
2．3．5烯烃歧化生产丙烯技术0020
2．3．6烯烃裂解增产丙烯技术0020
2．3．7丙烯生产路线的比较0021
参考文献0021

第3章烯烃聚合反应和催化剂0025
3．1Z-N聚乙烯催化剂0026
3．1．1淤浆Z-N聚乙烯催化剂0026
3．1．2气相Z-N聚乙烯催化剂0033
3．2Z-N聚丙烯催化剂0034
3．2．1Z-N催化剂发展历程0034
3．2．2Z-N主催化剂组成0037
3．2．3主催化剂的制备工艺0037
3．2．4给电子体技术0042
3．2．5助催化剂0060
3．2．6Z-N催化剂作用机理0061
3．2．7Z-N催化剂聚合反应机理0065
3．2．8Z-N催化剂种类及供应0072
3．2．9Z-N催化剂发展展望0086
3．3铬系聚乙烯催化剂0087
3．3．1铬系催化剂的发展历程0087
3．3．2铬系催化剂的制备及其结构性能0087
3．3．3聚合机理0091
3．3．4铬系催化剂生产商0092
3．4单活性中心催化剂0093
3．4．1茂金属催化剂发展及其结构0094
3．4．2茂金属催化剂制备产品0101
3．4．3非茂单活性中心催化剂0105
3．4．4单活性中心催化剂发展展望0114
参考文献0114

第4章聚合工艺0131
4．1概述0132
4．1．1聚烯烃0132
4．1．2聚乙烯的生产0132
4．1．3聚丙烯的生产0133
4．1．4其它聚烯烃产品的生产0134
4．2聚乙烯生产工艺0134
4．2．1聚乙烯工艺发展历史0134
4．2．2气相流化床聚合工艺0135
4．2．3淤浆聚合工艺0139
4．2．4溶液聚合工艺0143
4．2．5高压聚合工艺0144
4．2．6聚乙烯工艺技术发展方向0146
4．3聚丙烯生产工艺0146
4．3．1聚丙烯工艺发展历程0146
4．3．2淤浆聚合工艺0147
4．3．3液相本体工艺0149
4．3．4气相聚合工艺0154
4．3．5聚丙烯工艺技术发展方向0161
4．4聚1-丁烯生产工艺0161
4．4．1聚1-丁烯0162
4．4．2聚1-丁烯工艺技术0167
4．5聚烯烃弹性体生产工艺0170
4．5．1引言0170
4．5．2分子设计及聚合原理0170
4．5．3生产工艺0177
4．5．4POE工艺技术发展方向0179
4．6其它聚烯烃材料的制备0180
4．6．1聚异丁烯0180
4．6．2间规聚丙烯0183
4．6．3聚4-甲基-1-戊烯0187
4．6．4环烯烃聚合物0189
参考文献0195

第5章聚合反应技术0205
5．1乙烯低压气相聚合技术0206
5．1．1干法气相聚合0206
5．1．2超干法气相聚合0208
5．1．3冷凝态聚合0209
5．1．4超冷凝态聚合0211
5．1．5气液固云（雾）聚合0214
5．1．6近期新的两种乙烯气相聚合模式0217
5．1．7小结与展望0218
5．2丙烯多相聚合技术0218
5．2．1多相聚丙烯颗粒结构分析0218
5．2．2多相多粒模型建立与模拟0222
5．2．3影响因素分析0223
5．3“全组分”聚烯烃反应组合技术0227
5．3．1技术回顾0227
5．3．2聚合反应器共混技术0229
5．3．3多活性位烯烃聚合技术0231
5．3．4链穿梭和活性中心的分子开关技术0236
5．3．5活性中心的负载技术0242
5．3．6乙烯串级催化聚合技术0247
5．3．7多活性中心催化技术在烯烃聚合的应用0252
5．3．8多反应器与多催化活性位组合的聚合技术0259
5．4乙烯高压自由基聚合技术0265
5．4．1高压聚乙烯工艺0265
5．4．2乙烯聚合机理与动力学0266
5．4．3乙烯共聚合动力学0270
5．4．4引发剂及其复配0271
5．4．5热力学、物性和传递特性0274
5．4．6高压LDPE反应器的数学模拟0281
5．4．7再论引发剂优选与聚乙烯牌号拓展0294
5．5乙烯溶液聚合技术0297
5．5．1乙烯/1-丁烯溶液聚合动力学0298
5．5．2乙烯/1-辛烯溶液聚合动力学0301
5．5．3溶液聚合工艺0305
5．5．4LLDPE溶液聚合工业案例分析0314
5．5．5溶液聚合专利技术选论0317
5．5．6高压催化聚合0325
参考文献0332

第6章聚合反应工程与设备0345
6．1聚合工程设备0346
6．1．1聚合反应器0346
6．1．2釜式高压聚合反应器可靠性分析0348
6．1．3催化剂配制设备0361
6．1．4轴流泵0361
6．1．5循环气压缩机0362
6．1．6循环气冷却器0363
6．1．7原料精制0364
6．2后处理工程设备0365
6．2．1聚合物脱气0365
6．2．2挤出造粒0365
6．2．3气力输送和产品均化0367
6．3能量综合平衡优化0369
6．3．1高压装置的蒸汽0369
6．3．2原料及公用工程消耗0369
6．4烯烃聚合过程的自动化0370
6．4．1优选过程控制0370
6．4．2过程监控软件包0380
6．5安全、环保及尾气治理0382
6．5．1安全与职业卫生0382
6．5．2环保标准及尾气挥发性有机物治理0386
参考文献0393

第7章聚烯烃产品与应用0397
7．1聚乙烯0398
7．1．1低密度聚乙烯0398
7．1．2高密度聚乙烯0399
7．1．3线型低密度聚乙烯0400
7．1．4茂金属线型低密度聚乙烯0401
7．1．5超高分子量聚乙烯0402
7．1．6乙烯与乙酸乙烯酯共聚物0402
7．1．7乙烯与其他单体共聚物0403
7．1．8乙烯与乙酸乙烯酯共聚物弹性体（EVM）0404
7．2聚丙烯0404
7．2．1常规聚丙烯0404
7．2．2茂金属聚丙烯0405
7．2．3极性聚丙烯0405
7．3聚1-丁烯0406
7．3．1管材0407
7．3．2薄膜0409
7．3．3电缆与纤维0409
7．3．4复合共混0410
7．3．5其他用途0411
7．4聚烯烃弹性体和塑性体0411
7．4．1乙烯基弹性体和塑性体0411
7．4．2丙烯基弹性体和塑性体0413
7．4．3烯烃嵌段共聚物0413
7．4．4应用与典型牌号0413
参考文献0415

第8章聚烯烃功能化及改性技术0417
8．1概述0418
8．2聚烯烃前功能化0418
8．2．1聚烯烃前功能化原理0418
8．2．2乙烯-乙酸乙烯酯共聚物0421
8．2．3乙烯-乙烯醇共聚物0425
8．2．4乙烯-丙烯酸共聚物0430
8．2．5反应器聚合热塑性聚烯烃弹性体0435
8．2．6离聚体（离子聚合物）0444
8．2．7氯化功能化0447
8．3聚烯烃后功能化0454
8．3．1聚烯烃后功能化原理0454
8．3．2聚烯烃反应接枝0455
8．3．3聚烯烃支化与交联0475
8．3．4聚烯烃抗菌功能化0487
8．3．5导电/抗静电/电磁屏蔽聚烯烃材料0492
8．4聚烯烃改性技术0502
8．4．1聚烯烃常用改性技术及原理0502
8．4．2聚烯烃常用改性设备0504
8．4．3聚烯烃可控降解0507
8．4．4聚烯烃增韧改性0510
8．4．5聚烯烃增强改性0514
8．4．6聚烯烃阻燃改性0517
8．4．7其他聚烯烃复合材料0520
8．5聚烯烃功能化及改性近期新进展0522
8．5．1聚烯烃前功能化技术近期新进展0522
8．5．2聚烯烃后功能化技术近期新进展0525
8．5．3聚烯烃改性技术近期新进展0531
参考文献0531

第9章聚烯烃添加剂0553
9．1概述0554
9．2抗氧剂0554
9．2．1聚烯烃的自氧化过程0554
9．2．2抗氧剂的作用机理0556
9．2．3抗氧剂的测试0559
9．2．4抗氧剂的类型及物理化学性质0559
9．2．5抗氧剂在聚烯烃中的应用0561
9．3光稳定剂0562
9．3．1聚烯烃的光降解0563
9．3．2光稳定机理0564
9．3．3光稳定性测试0566
9．3．4光稳定剂结构及性质0567
9．3．5聚烯烃的光稳定技术0570
9．4成核剂0571
9．4．1结晶过程0572
9．4．2成核剂的作用机理0574
9．4．3成核剂的分类0575
9．4．4成核剂对聚烯烃的影响0581
9．4．5成核剂品种及生产商0583
9．5抗菌防霉剂0584
9．5．1抗菌防霉机理0585
9．5．2抗菌防霉剂的要求0587
9．5．3抗菌防霉剂的分类0590
9．5．4抗菌防霉测试方法0594
9．5．5抗菌防霉剂相关法规0597
9．5．6聚烯烃抗菌防霉产品开发与应用0598
9．5．7抗菌防霉剂品种及生产商0601
9．6发泡剂0603
9．6．1发泡基本过程及原理0603
9．6．2发泡剂种类及发泡机理0604
9．6．3发泡剂的环境影响0607
9．6．4发泡产品的加工与应用0608
9．7抗静电剂0610
9．7．1抗静电剂作用机理0610
9．7．2抗静电剂结构与分类0611
9．7．3抗静电性能测试0613
9．7．4抗静电剂在聚烯烃中的应用0613
9．7．5抗静电剂品种及生产商0614
9．8阻燃剂0615
9．8．1阻燃机理0615
9．8．2阻燃剂分类0616
9．8．3有机阻燃剂的结构、性质及用途0617
9．8．4无机阻燃剂的结构、性质及用途0618
9．8．5阻燃性能测试0621
9．8．6阻燃聚烯烃产品开发与应用0623
9．8．7阻燃剂品种及生产商0624
9．9填料0625
9．9．1填料的分类及基本性质0625
9．9．2填料的选用原则0626
9．9．3偶联剂的使用0627
9．9．4填充聚烯烃的加工方法及性能0629
9．9．5填料品种0630
9．10其它类型添加剂0632
9．10．1金属钝化剂0632
9．10．2除酸剂0635
9．10．3润滑剂0637
9．10．4防粘连剂0639
9．10．5爽滑剂0641
9．10．6防雾剂0642
9．10．7荧光增白剂0643
参考文献0645

第10章聚烯烃加工技术0653
10．1概述0654
10．1．1基本特性0654
10．1．2流变特性0655
10．1．3热性能0658
10．1．4加工前的预处理0658
10．2注塑成型技术0659
10．2．1注塑设备0659
10．2．2注塑工艺0661
10．2．3注塑中常见问题0665
10．3挤出成型技术0668
10．3．1管材挤出0669
10．3．2板材与片材挤出0675
10．3．3异型材挤出0678
10．3．4棒材挤出0680
10．3．5丝、网、带等挤出0681
10．3．6电线、电缆挤出0684
10．4纺丝成型技术0685
10．4．1应用领域0685
10．4．2纺丝成型加工技术0686
10．5薄膜加工技术0694
10．5．1薄膜成型设备及工艺0694
10．5．2取向薄膜的加工0699
10．5．3吹塑薄膜的加工0703
10．5．4流延薄膜的加工0705
10．6中空成型技术0707
10．6．1挤出吹塑成型0707
10．6．2注射吹塑0711
10．6．3注射拉伸吹塑（注拉吹）0713
10．6．4滚塑成型0714
10．7发泡加工技术0716
10．7．1简介0716
10．7．2传统发泡技术0718
10．7．3新型发泡技术0720
10．8增材制造技术0725
10．8．1简介0725
10．8．2工艺技术0725
10．9取向加工技术0729
10．9．1简介0729
10．9．2固相挤出技术0730
10．9．3辊筒拉伸技术0732
10．9．4双向拉伸薄膜成型技术0732
10．10聚烯烃加工技术近期新进展0733
10．10．1激光加工技术0733
10．10．2计算机模拟加工技术0734
10．10．3模内装饰技术0735
10．10．4超声波加工技术0736
10．10．5超临界流体辅助加工技术0737
10．10．6新型聚烯烃复合材料加工技术0737
10．10．7辅助注射成型技术0739
参考文献0740

第11章聚烯烃结构表征0743
11．1概述0744
11．2分子链结构及表征0744
11．2．1分子量及其分布0744
11．2．2分子链组成及其分布0750
11．3形态结构及表征0772
11．3．1聚乙烯0773
11．3．2等规聚丙烯0780
11．3．3间规聚丙烯0789
11．3．4聚1-丁烯0791
11．3．5聚烯烃形态表征的常用方法0794
参考文献0804

第12章聚烯烃性能评价及产品认证0819
12．1概述0820
12．2聚烯烃通用性能测试与评价0821
12．2．1力学性能0821
12．2．2热学性能0829
12．2．3光学性能0834
12．2．4电学性能0838
12．2．5其它物理性能0842
12．2．6燃烧性能评价0848
12．2．7安全性与环保性评价0855
12．2．8断裂韧性评价0866
12．2．9耐老化性能评价0875
12．3聚烯烃专用料的性能评价0880
12．3．1管材专用料0880
12．3．2中空制品专用料0888
12．3．3土工膜专用料0889
12．3．4土工格栅专用料0891
12．4聚烯烃产品标准化0896
12．4．1国际标准化0896
12．4．2ASTM标准化0899
12．4．3国家标准0901
12．4．4行业标准0902
12．4．5团体标准0902
12．5聚烯烃产品认证0903
12．5．1REACH法规0903
12．5．2PE100+认证0904
12．5．3G5+认证0907
参考文献0907

第13章聚烯烃产业与市场展望0911
13．1中国聚烯烃市场分析0912
13．1．1全球扩能步伐延续，进口货源冲击国内市场0912
13．1．2中国聚烯烃扩能加速，需求增速放缓0913
13．2聚烯烃产品主要生产路径经济性分析0914
13．2．1传统石脑油路线0914
13．2．2煤制烯烃0914
13．2．3外购甲醇制烯烃0916
13．2．4乙烷裂解制乙烯0916
13．2．5丙烷脱氢制丙烯0917
13．2．6天然气制烯烃0917
13．3各行业聚烯烃需求现状及展望0917
13．3．1建筑行业0917
13．3．2汽车行业0919
13．3．3现代农业0920
13．3．4包装行业0921
13．3．5家电行业0922
13．3．6新能源行业0923
13．3．7医疗卫生行业0924
13．3．8电子电气行业0926
13．3．9交通运输行业0927
13．4产品高端化发展进程0929
13．4．1聚乙烯产品高端化方向0929
13．4．2聚丙烯产品高端化方向0945
13．4．3聚1-丁烯产品高端化方向0963
参考文献0966

第14章聚烯烃废弃物资源化利用技术0969
14．1聚烯烃的废弃、回收与预处理0971
14．1．1废弃物的主要来源0971
14．1．2废弃物的回收0972
14．1．3废弃物的鉴别原理与分类方法0977
14．1．4废弃物的预处理0982
14．2聚烯烃的物理回收0987
14．2．1物理回收的基本方法0987
14．2．2物理回收中的关键技术问题0990
14．2．3物理回收产物的应用0991
14．3聚烯烃的化学回收0992
14．3．1简介0992
14．3．2研究进展概况0993
14．3．3反应工艺及反应器0995
14．3．4催化剂0998
14．3．5原料1001
14．3．6工艺参数1003
14．3．7化学回收的前景与挑战1004
14．4聚烯烃的能量回收1005
14．4．1能量回收的基本方法1005
14．4．2能量回收过程存在的主要问题1012
14．4．3能量回收过程的技术经济分析1017
参考文献1019

附录聚烯烃产品应用分类、供应商、典型牌号及典型技术指标1025
附表1高压低密度聚乙烯产品1026
附表2低压高密度聚乙烯产品1028
附表3低压线型低密度聚乙烯产品1034
附表4-1茂金属聚乙烯产品（按应用）1038
附表4-2茂金属聚乙烯产品(按供应商）1043
附表5超高分子量聚乙烯产品1055
附表6-1EVA产品（按应用）1058
附表6-2EVA产品（按供应商）1060
附表7EAA产品1082
附表8EMAA产品1085
附表9EMA产品1089
附表10EEA产品1093
附表11EBA产品1094
附表12EVM产品1097
附表13常规聚丙烯产品1098
附表14茂金属聚丙烯产品1112
附表15聚1-丁烯产品1114
附表16聚烯烃弹性体产品1116

索引1124