聚丙烯，是丙烯通過加聚反應(yīng)而成的聚合物。系白色蠟狀材料，外觀透明而輕。化學(xué)式為(C3H6)n，密度為0.89～0.91g/cm3，易燃，熔點165℃，在155℃左右軟化，使用溫度范圍為-30～140℃。在80℃以下能耐酸、堿、鹽液及多種有機溶劑的腐蝕，能在高溫和氧化作用下分解。聚丙烯廣泛應(yīng)用于服裝、毛毯等纖維制品、醫(yī)療器械、汽車、自行車、零件、輸送管道、化工容器等生產(chǎn)，也用于食品、藥品包裝。

聚丙烯簡稱PP，是一種無色、無臭、無毒、半透明固體物質(zhì)。聚丙烯是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹脂，為無色半透明的熱塑性輕質(zhì)通用塑料。具有耐化學(xué)性、耐熱性、電絕緣性、高強度機械性能和良好的高耐磨加工性能等，這使得聚丙烯自問世以來，便迅速在機械、汽車、電子電器、建筑、紡織、包裝、農(nóng)林漁業(yè)和食品工業(yè)等眾多領(lǐng)域得到廣泛的開發(fā)應(yīng)用。近年來，隨著我國包裝、電子、汽車等工業(yè)的快速發(fā)展，極大地促進了我國工業(yè)的發(fā)展。而且因為其具有可塑性，聚丙烯材料正逐步替代木制產(chǎn)品，高強度韌性和高耐磨性能已逐步取代金屬的機械功能。 另外聚丙烯具有良好的接枝和復(fù)合功能，在混凝土、紡織、包裝和農(nóng)林漁業(yè)方面具有巨大的應(yīng)用空間。

聚丙烯樹脂是四大通用型熱塑性樹脂（聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯）之一，以丙烯為原料，乙烯為共聚單體通過聚合反應(yīng)生產(chǎn)制得。

世界上用于生產(chǎn)聚丙烯的工藝方法按類別劃分主要有以下幾大類：溶劑法、溶液法，液相本體法（含液相氣相組合式）和氣相法。

溶劑聚合法

溶劑法（又稱漿液法或泥漿法、淤漿法）是最早采用的聚丙烯生產(chǎn)工藝，但由于有脫灰和溶劑回收工序，流程長，較復(fù)雜等缺點，隨著催化劑研究技術(shù)的進步，從八十年代起，溶劑法已趨于停滯狀態(tài)，逐漸為液相本體法所取代。

工藝特點：（1）丙烯單體溶解在惰性液相溶劑中（如己烷中），在催化劑作用下進行溶劑聚合，聚合物以固體輸粒狀態(tài)懸浮在溶劑中，采用釜式攪拌反應(yīng)器；（2）有脫灰和溶劑回收工序，流程長，較復(fù)雜，裝置投資大，能耗高。但生產(chǎn)易控制，產(chǎn)品質(zhì)量好；（3）以離心過濾方法分離聚丙烯顆粒再經(jīng)氣流沸騰干燥和擠壓造粒。 [10]

溶液聚合法

工藝特點：（1）使用高沸點直鏈烴作溶劑，在高于聚丙烯熔點的溫度下操作，所得聚合物全部溶解在溶劑中呈均相分布；（2）高溫氣提方法蒸發(fā)脫除溶劑得熔融聚丙烯，再擠出造粒得粒料產(chǎn)品；（3）生產(chǎn)廠家只有美國柯達公司一家。

液相本體法

含液相氣相組合式，液相本體法聚丙烯生產(chǎn)工藝是聚丙烯生產(chǎn)中后期發(fā)展起來的新工藝。該生產(chǎn)工藝是聚丙烯1957年開始工業(yè)化生產(chǎn)七年之后問世的。

采用液相本體法生產(chǎn)聚丙烯，是在反應(yīng)體系中不加任何其他溶劑，將催化劑直接分散在液相丙烯中進行丙烯液相本體聚合反應(yīng)。聚合物從液相丙烯中不斷析出，以細顆粒狀懸浮在液相丙烯中。隨著反應(yīng)時間的增長，聚合物顆粒在液相丙烯中的濃度增高。當(dāng)丙烯轉(zhuǎn)化率達到一定程度時，經(jīng)閃蒸回收未聚合的丙烯單體，即得到粉料聚丙烯產(chǎn)品。這是一種比較簡單和先進的聚丙烯工業(yè)生產(chǎn)方法。液相本體法工藝代表著八十年代國際上聚丙烯生產(chǎn)的新技術(shù)、新水平。

工藝特點：（1）系統(tǒng)中不加溶劑，丙烯單體以液相狀態(tài)在釜式反應(yīng)器中進行液相本體聚合，乙烯丙烯在流化床反應(yīng)器中進行氣相共聚；（2）流程簡單，設(shè)備少、投資省，動力消耗及生產(chǎn)成本低；（3）均聚采用釜式攪拌反應(yīng)器（Hypol工藝），或環(huán)管反應(yīng)器（Spheripol工藝），無規(guī)共聚和嵌段共聚均在攪拌式流化床中進行。

采用液相本體法的典型代表是BASELL公司的Spherizone液相本體法工藝。Spherizone是一種氣相循環(huán)技術(shù)，采用齊格勒-納塔催化劑，可生產(chǎn)出保持韌性和加工性能同時又具有高結(jié)晶度、剛性和更加均一的聚合體。它可在單一反應(yīng)器中制得高度均一的多單體樹脂或雙峰均聚物。Spherizone循環(huán)反應(yīng)有二個互通的區(qū)域，不同的區(qū)域起到由其它工藝的氣相和液相環(huán)管反應(yīng)器所起的作用。這兩個區(qū)域能產(chǎn)生具有不同相對分子質(zhì)量或單體組成分布的樹脂，擴大了聚丙烯的性能范圍。

該工藝的核心設(shè)備為MZCR（多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器系統(tǒng)）反應(yīng)器R230系統(tǒng)。該反應(yīng)器由提升管和下降管兩部分組成。在提升管內(nèi)聚合物通過反應(yīng)氣體向上吹，形成流化，并送入下降管的上部經(jīng)過旋風(fēng)分離器后，粉料在收集在下降管內(nèi)。反應(yīng)氣體由離心式壓縮機通過外部的管線循環(huán)，反應(yīng)熱依靠在外部循環(huán)管線上的循環(huán)器冷卻器來移出。反應(yīng)器產(chǎn)品通過安裝在下降管下部的閥門排出。排出的粉料經(jīng)過高壓和低壓脫氣后，在生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物時，直接進行汽蒸和干燥，得到粉料產(chǎn)品。生產(chǎn)抗沖產(chǎn)品時，經(jīng)過高壓脫氣后的粉料排入氣相流化床反應(yīng)器。該反應(yīng)器仍采用Spheripol II氣相反應(yīng)器系統(tǒng)。共聚反應(yīng)器為立式圓筒式容器，上、下為球形封頭，下部為沸騰床，主體材料為不銹鋼，內(nèi)表面拋光。

該工藝目前單線最大生產(chǎn)能力已達45萬噸/年。MZCR（多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器）抗沖共聚產(chǎn)品的乙烯含量可高達 22%（橡膠含量大于40%），還可生產(chǎn)含乙烯和1-丁烯的三元共聚產(chǎn)品。

氣相本體法

工藝特點：（1）系統(tǒng)不引入溶劑，丙烯單體以氣相狀態(tài)在反應(yīng)器中進行氣相本體聚合；（2）流程簡短，設(shè)備少、生產(chǎn)安全，生產(chǎn)成本低；（3）聚合反應(yīng)器有流化床（聯(lián)碳/殼牌UNIPOI工藝）、立式攪拌床（巴斯夫Novolen工藝）及臥式攪拌床（阿莫科/埃爾帕索工藝）。

采用氣相本體法的典型代表是DOW化學(xué)公司Unipol氣相工藝。Unipol氣相聚丙烯工藝是美國聯(lián)碳公司（UCCP）和殼牌公司于二十世紀(jì)八十年代開發(fā)的一種氣相流化床聚丙烯工藝，是將應(yīng)用在聚乙烯生產(chǎn)上的流化床工藝移植到聚丙烯生產(chǎn)中，并獲得成功。該工藝采用高效催化劑體系，主催化劑為高效載體催化劑，助催化劑為三乙基鋁、給電子體。

UNIPOL工藝具有簡單、靈活、經(jīng)濟和安全的特點；該工藝只用很少的設(shè)備就能生產(chǎn)出包括均聚物、無規(guī)共聚物和抗沖共聚物在內(nèi)的全范圍產(chǎn)品，可在較大操作范圍內(nèi)調(diào)節(jié)操作條件而使產(chǎn)品性能保持均一。因為使用的設(shè)備數(shù)量少而使維修工作量小，裝置的可靠性提高。由于流化床反應(yīng)動力學(xué)本身的限制，加上操作壓力低使系統(tǒng)中物料的貯量減小，使得該工藝比其它工藝操作安全，不存在事故失控時設(shè)備超壓的危險。

此工藝沒有液體廢料排出，排放到大氣的烴類也很少，因此對環(huán)境的影響非常小，與其它工藝相比，該工藝更容易達到環(huán)保、健康和安全的各種嚴(yán)格規(guī)范。該工藝的另一顯著特點是可以配合超冷凝態(tài)操作，即所謂的超冷凝態(tài)氣相流化床工藝（SCM）。該技術(shù)通過將反應(yīng)器內(nèi)液相的比例提高到45%，可使現(xiàn)有的生產(chǎn)能力提高200%。由于液體含量多少不是流化床不穩(wěn)定、形成聚合物結(jié)塊的基本因素，因此該技術(shù)關(guān)鍵的操作變量是膨脹床的密度及膨脹松密度與沉降松密度的比例。由于超冷凝態(tài)操作能夠最有效地移走反應(yīng)熱，它能使反應(yīng)器在體積不增加的情況下提高2倍以上的生產(chǎn)能力，對于投資的節(jié)省是非常可觀的。抗沖共聚產(chǎn)品的乙烯含量可高達17% （橡膠含量大于30%）的抗沖共聚產(chǎn)品。

該工藝的核心設(shè)備為氣相流化床反應(yīng)器、循環(huán)氣壓縮機、循環(huán)氣冷卻器和擠壓造粒機組。流化床反應(yīng)器是空心式容器，其頂部帶有擴大段，底部帶有分布器，第一反應(yīng)器操作壓力為3.5MPaG，溫度67℃，第二反應(yīng)器操作壓力為2.1MPaG，溫度70℃；循環(huán)氣壓縮機為單級、恒速、離心式壓縮機。

聚丙烯的用途

歐美各國用于注塑制品占總消費量的50%，主要用作汽車、電器的零部件，各種容器、家具、包裝材料和醫(yī)療器材等；薄膜占8%～15%，聚丙烯纖維（中國習(xí)稱丙綸）占8%～10%；建筑等用的管材和板材占10%～15%，其他為10%～12%。中國目前用于編織制品的量占40%～45%，其次是薄膜和注射制品占40%左右；丙綸及其他占10%～20%。

我國主要將聚丙烯這種材料應(yīng)用在食品包裝、家用物品、汽車、光纖等領(lǐng)域。我國使用聚丙烯最大的領(lǐng)域是編織袋、包裝袋、捆扎繩等產(chǎn)品，約占總消費的30%。近年來，隨著聚丙烯注塑產(chǎn)品和包裝膜的發(fā)展，聚丙烯用于織造產(chǎn)品的比例有所下降，但還是其聚丙烯消耗最多的區(qū)域。注塑產(chǎn)品是中國第二大聚丙烯消費領(lǐng)域，占總消費量的26%左右，它也是未來聚丙烯需求量最大的地區(qū)之一。國產(chǎn)聚丙烯的另一個主要消費領(lǐng)域是薄膜，占總消費的 20%左右，主要是BOPP（雙向拉伸聚丙烯薄膜）薄膜。在未來的幾年里，紡織產(chǎn)品的比例將逐漸下降，而注塑產(chǎn)品、管材和板材的比例將會增加，根據(jù)專家對聚丙烯行業(yè)發(fā)展的預(yù)測，到2020年我國對聚丙烯的需求量有可能達到2370萬噸左右。紡織產(chǎn)品、注塑產(chǎn)品、薄膜仍是我國聚丙烯的主要需求領(lǐng)域，而管材、板材、纖維等領(lǐng)域的年度需求增長迅速，國內(nèi)對聚丙烯的需求也迅速增長。高速繪圖BOPP薄膜、管材、薄無紡布、高透明食品容器等特種材料市場發(fā)展前景良好。

機械及汽車制造零部件

聚丙烯具有良好的機械性能，可以直接制造或改性后制造各種機械設(shè)備的零部件，如制造工業(yè)管道、農(nóng)用水管、電機風(fēng)扇、基建模板等。改性的聚丙烯可模塑成保險杠、防擦條、汽車方向盤、儀表盤及車內(nèi)裝飾件等，大大減輕車身自重達到節(jié)約能源的目的。

電子及電氣工業(yè)器件

改性的聚丙烯可用于制作家用電器的絕緣外殼及洗衣機內(nèi)膽，普遍用于電線電纜和其他電器的絕緣材料。采用重量份數(shù)的均聚聚丙烯60~80份，乙烯-乙烯醇共聚物20~40份，相容劑（聚丙烯馬來酸酐接枝物與乙烯-乙烯醇共聚物的反應(yīng)物）1~10份，于170℃~190℃條件下混煉制成的聚丙烯復(fù)合材料具有較高的韌性，其沖擊強度高達210J/m，具有較高的氣體阻隔性能，透水蒸汽速率接近2000g·μm/（m2·24h）。在制備阻隔性薄膜時，可采用傳統(tǒng)的制膜工藝進行生產(chǎn)，工藝較為簡單，生產(chǎn)的成本較低。

建筑業(yè)

聚丙烯纖維是所有化學(xué)纖維中是最輕的，其密度為（0.90~0.92）g/cm3，具有強度高、韌性好，耐化學(xué)品性和抗微生物性好及價格低等優(yōu)點，用玻璃纖維增強改性或用橡膠、SBS改性過的聚丙烯被大量用于制作建筑工程模板發(fā)泡后的聚丙烯可用于制作裝飾材料。 [6] 在地震發(fā)生時，聚丙烯纖維陶粒混凝土的破壞形態(tài)為塑性破壞，無碎塊剝落。選用聚丙烯纖維陶粒混凝土比素陶粒混凝土更安全。

農(nóng)業(yè)、漁業(yè)及食品工業(yè)

聚丙烯可用于制作溫室氣蓬、地膜、培養(yǎng)瓶、農(nóng)具、魚網(wǎng)等，制作食品周轉(zhuǎn)箱、食品袋、飲料包裝瓶等。與廢舊PET（聚對苯二甲酸乙二酯）反應(yīng)性共混制成多功能廢舊PET，將多功能廢舊PET與聚丙烯原位成纖復(fù)合制成的原位成纖復(fù)合材料。該復(fù)合材料具有廢舊PET形成異形微纖、廢舊PET微纖與PP基體樹脂間形成適度柔性強結(jié)合的界面等結(jié)構(gòu)特征，廢舊PET與PP復(fù)合制備的原位成纖復(fù)合材料的韌性剛性均比PP明顯提高，力學(xué)性能的重現(xiàn)性相當(dāng)好。將我國每年大量產(chǎn)生的廢棄物即廢舊PET資源化，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。

我國東部沿海地區(qū)，擁有廣袤的海洋灘涂，具有典型的鹽漬土特征。有研究聚丙烯酰胺（PAM）協(xié)同3種牧草對濱海鹽漬土區(qū)實施水土保持。生物措施下施用PAM。對3種牧草均有促進土壤提高抗侵蝕能力的提升具有良好的促進作用。施用PAM可減少土壤侵蝕量，提升雨水截留量；優(yōu)先考慮低劑量（1g/m），其單位質(zhì)量PAM的水土保持效益最高，可減少年侵蝕量42.8%~46.7%，可抑制土壤騰發(fā)總量28.7%~40.4%，增大土壤水分散失量5.0%~12.4%，降低水分散失率1.83%~3.25%，促進土壤持水能力上升；在牧草生長初期。提升雨水截留量16.5%~33.8%。PAM的協(xié)同作用有利于抑制土壤騰發(fā)的產(chǎn)生和加強雨水截留能力。

紡織和印刷工業(yè)

聚丙烯是合成纖維的原料，丙綸纖維被廣泛用于制作輕質(zhì)美觀的耐用紡織用品，應(yīng)用聚丙烯材料印刷出的畫面特別光亮、鮮艷、美觀。

其它行業(yè)

在化學(xué)工業(yè)中，聚丙烯可以應(yīng)用于制備各種耐腐蝕的輸送管道、儲槽、閥門、填料塔中的異型填料、過濾布、耐腐泵及耐腐容器的襯里；在醫(yī)藥方面可用于制作醫(yī)療器具；聚丙烯還可以通過接枝、復(fù)合和共混工藝，實現(xiàn)在能源領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用。