聚丁烯（PB）是一种高分子惰性聚合物，因其优异的物理化学性能被誉为“塑料中的黄金”，最早出现于70年代初。PB具有优异的耐温性、耐持久性、化学稳定性和可塑性，无味、无毒，是目前世界上最尖端的化学材料之一。本文就主要从以下六个方面为大家介绍聚丁烯的资源与发展现状。

• 丁烯-1资源分析
  

• 聚丁烯-1的发展

• 聚丁烯-1的合成

• 聚丁烯-1的结构与性能分析

• 聚丁烯-1的加工

• 聚丁烯-1的应用与开发

 一 丁烯-1资源分析

随着我国石油化工发展，C4资源和C4分离装置不断扩大，1-丁烯的开发利用问题也日趋紧迫。而且在随LLDPE逐渐采用己烯、辛烯等高碳烯烃作第二单体而利用率减小。大量的1-丁烯生产能力被闲置，1-丁烯资源被作为液化气烧掉，是一种很大的浪费。因此，研究开发1-丁烯作为聚1-丁烯树脂等新材料应用具有重要的社会经济意义。

1-丁烯（1-Bt）主要来源于乙烯装置及炼油厂催化裂化装置副产的碳四馏分。 C4馏分经分离，可获得总量超过半数的丁二烯、异丁烯和1-丁烯等重要化工原料。

• 丁二烯主要用于合成聚丁二烯橡胶和丁苯、丁腈橡胶；

• 异丁烯主要用于合成丁基橡胶；

• 1-丁烯则主要用于合成线性低密度聚乙烯（LLDPE）(作第二单体)和聚1-丁烯树脂。

   
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 二 聚丁烯-1的发展（PB)

聚1-丁烯聚合技术实施困难而且PB-1使用中存在晶型转变的问题，使它难以得到广泛的应用，所以一直没有像PP与PE那样得到大规模得商业化生产与应用。 

1954年natta最早合成出全同PB-1，但PB-1聚合技术实施困难，并且在使用中存在晶型转变的问题；

上世纪60年代国外已经工业化的聚丁烯-1主要是合成高全同结构（等规度高于90%）、高结晶度（结晶度为50-70%）的聚丁烯-1塑料（i-PBt），基本上采用与合成聚丙烯（PP）相似的生产工艺和催化体系；

1982年，欧洲专利首先报道了一种采用改性负载钛催化体系合成出全同结构含量在70-80%，结晶度在25-40%，具有热塑性弹性体性质的PB-1,其性能与EPDM/PP、SEBS热塑性弹性体和增塑PVC软材相似，从而扩大了PB-1的价值和用途；

1999年青岛科技大学橡塑新材料合成与应用研究团队报道了他们自制的负载钛三异丁基铝体系合成出全同结构在60-70%，结晶度在20-30%的PB-TPE，并对产物结构进行了分析。

 三 聚丁烯-1的合成

以石脑油裂解生成的B-B(丁烯-丁烷）馏分中的异丁烯为主要单体，在Friede-Crafts催化剂作用下，聚合可制得聚丁烯。

 四 聚丁烯-1的结构与性能

1.聚丁烯-1的微观结构

1）聚丁烯-1的立体结构
 

      聚丁烯-1的结构式为—(H2C-CH(C2H5))n—，由于乙烯侧链沿主链在空间排列的不同，存在全同、无规和间同三种不同的聚丁烯结构。

间规聚丁烯-1熔点为57℃；无规聚丁烯-1是一种无定形聚合物。目前，关于开发应用方面的报道还没有；全同聚丁烯-1作为一种半结晶性的聚合物，当等规度为98～99.5% 时才能达到工业产品的要求。

2）聚丁烯-1的晶体结构

      聚丁烯-1是一种多晶聚合物，晶型主要有Ⅰ、Ⅰ′、Ⅱ、Ⅱ′、Ⅲ五种。其中具有实际价值的是Ⅰ和Ⅱ晶型。

      聚丁烯-1通过熔体形成具有四面体形状的热力学不稳定态晶型Ⅱ，该晶型的熔融温度在100-120℃之间，在室温下约7d可逐渐转变成晶型Ⅰ，该转变是不可逆的，同时聚合物的性能与外观也随之改变。晶型I的形态为菱形，且其熔融温度在121-136℃之间。

2.聚丁烯-1的物理力学性能
 

        高全同立构聚丁烯-1（i-PB）是一种特殊的半结晶聚烯烃热塑料，它具有优异的韧性，十分突出的耐热抗蠕变性、耐磨性和耐环境应力开裂性。聚丁烯-1( PB)是一种高分子惰性聚合物。聚丁烯-1是由单体丁烯-1聚合而成，它是一种生态碳水化合物。具有高冲击性能、耐温性、化学稳定性、持久性等优点，无毒、无味、无嗅，是目前世界上最尖端的化学材料之一。

3.常见的性能测试
 

1)堆积密度

样品单位体积的质量即为堆积密度，测试方法为颗粒或者粉状物料从漏斗口在一定高度自由落下充满量筒，测定松装状态下量筒内单位体积物料的质量。堆积密度以克每立方厘米表示（g/cm3）。

2)熔体流动速率(MFI)

熔体流动速率也叫熔融指数，采用台湾高铁的GT-7100-MI型熔融指数测定仪，按GB/T3682-2000测定。模压重2.16kg，测试温度190℃。

3)等规度的测定

 五 聚丁烯-1的加工

i-PB的加工性能介于PP与HDPE之间，加工温度为160-240℃，各种成型方法的加工条件大致如表所示：

i-PB可采用吹塑工艺及流涎法的挤压工艺来制造薄膜，采用传统的单螺杆挤出设备制造管材。加工i-PB吹塑薄膜可使用普通的LDPE挤出设备，但最好使用经冷却的空气。

在挤出加工的过程中， i-PB的拉伸定向可通过调节口模处的间隙来控制。挤出制品如管材和薄膜经过冷却处理后，具有尺寸不稳定性，可在10天的贮存期内解决2％左右的收缩率。

  六 聚丁烯-1的应用与开发

聚丁烯-1主要的应用领域主要有薄膜材料、涂料与纤维、管材、建材等。

                                                                                                                                                                            转载自《艾邦高分子》