Модификация атактического полипропилена

Первое промышленное предприятие по производству полипропилена
было построено в 1977 г. в г. Гурьеве в Казахстане. Полипропилен (ПП)
широко используют во всем мире, что увеличивает объемы производства,
делая его одним из самых основных крупнотоннажных полимеров. В России
масштабы выпуска полипропилена за последнее время резко увеличились,
зато внутренние потребности рынка оставляют желать лучшего, так как они
не обеспеченны даже на половину. Главным образом миру требуется
полипропилен с литьевыми марками, обладающими специфическими
свойствами, такими как высокая ударная прочность, термостойкостью и
жесткостью. Следовательно, будет увеличиваться интерес к
композиционным материалам на основе ПП, так как уже видно его
тенденцию к развитию. За последние десятилетия в мире наблюдается
устойчивый рост потребления ПП. В настоящее время данный полимер
занимает третье в мире место по объемам потребления после полиэтилена и
поливинилхлорида. В целом среднедушевое потребление полимеров в
Европе составляет 79, 5 кг/чел, в России это количество составляет
практически в два раза меньше – 31,5 кг/чел. в год. Следовательно, спрос на
ПП будет возрастать и дальше.
Полипропилен широко используется, это объясняется такими
причинами, как легкость его переработки практически всеми
существующими способами (литье под давлением, выдув, экструзия и тд.),
обладание весьма специфичными свойствами (прочность, легкость,
устойчивость к высоким температурам). В данное время ПП является
универсальным материалом, который используется для изготовления изделий
для медицины, быта и промышленности.
В России за последние годы наблюдается увеличение спроса на
полипропилен. С 2000 г. до 2016 г. потребление данного полимера выросло,
за последние 16 лет примерно в 4 раза- с 200 тысяч тонн в 2000 г. до 1200
тысяч тонн. Так, как в Российской Федерации узкий марочный ассортимент
полипропилена, следовательно, большое количество полипропилена ввозят
из-за границы: составляет порядка 25% от потребления, около 200 тысяч
тонн [8].
Российский рынок полипропилена в мировых масштабах, это всего
лишь, малая доля. На текущий год производство составляет около 1,1 % от
мирового, потребление – 1,6%. По данным ИД «Эксперт», даже проект
«Сибура» – «Тобольск-Полимер» с мощностью 500 тыс. тонн в год не войдет
в число крупнейших мировых предприятий, чьи мощности исчисляются
миллионами тонн. Совокупные мощности «Сибура» по производству
полипропилена составят 745 тыс. тонн.
Чтобы избежать глобального дефицита полипропилена в разных
странах мира ищут альтернативный способы его получения, а не только с
помощью крекинга нефти. На сегодняшний день это способы: синтез из
других олефинов, синтез из метанола и дегидрирование пропана. Именно из
пропана получают полипропилен на заводе «Тобольск – Полимер». На
предприятии используются технологии UOP (дегидрирование пропана) и
INEOS (полимеризация пропилена). В ближайшие 5 лет, кроме нег на
мировом рынке появится новый ряд предприятий , которые будут работать
по технологии дегидрирования пропана.
Неизбежно при получении полипропилена, независимо от способа
получения образуется атактический полипропилен, являющийся отходом
производства. Следовательно, превращение АПП в сырье для получения
новых продуктов является актуальной проблемой.
Производство полипропилена по годам (тыс. тонн):
2002 – производство – 261, потребление – 266, доля экспорта в
производстве – 10%, доля импорта в потреблении – 12%;
2006 – 305/450/12%/41% 2010 – 627/744/11%/25% За 11 мес 2011 –
данные здесь. Производственные мощности – 1990 – 90 тыс.т, 2005 – 300 тыс.
т, 2010 – 630 тыс. т. В 2011 запущен завод в Омске, мощность 180 тыс. тонн в
год [7].
Построен гигант в Тобольске на 500 тысяч тонн. Ввод в эксплуатацию
– 2013.
Нижнекамскнефтехим (группа ТАИФ) с 2013 года производит 209
тысяч тонн полимера. В 2012 году – произведено 211 тысяч тонн полимера.
Уфаогрсинтез за 2013 год произвел 155 тыс. тонн ПП. 2012 год – 124
тыс. тонн (снижение было вызвано перебоями в поставках пропан-
пропиленовой фракции).
В данное время мощность производства полипропилена составляет
примерно 1200 тысяч тонн в год. Учитывая, что в среднем, у отечественных
производителей полипропилена образуется 2-3% атактического
полипропилена, это примерно составляет около 30 тысяч тонн. На данный
момент лишь «Томскнефтехим» способен поставлять производителям
битумных материалов атактический полипропилен. Таким образом,
модификация АПП может решить не только проблему утилизации, но и
расширить ассортимент новых материалов.
Задачей данной магистерской диссертацией является модификация
АПП окислением АПП в растворе, а также изучение конечных свойств
полученного продукта.
Объект исследование: АПП, полученный на катализаторе Циглера –
Натта суспензионной полимеризацией в гептане.
Методы исследования: для определения свойств АПП используются
титриметрические методы, а также ИК-спектроскопия.
Практическая значимость: проведенные экспериментальные
исследования позволят провести выбор оптимальной системы в процессах
окисления различных образцов АПП.