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hou-nerc

金虫 (小有名气)
新近开发的膜-蒸馏组合工艺利用聚醋酸乙烯膜在约35torr（相当于1毫米汞柱压强）减压下选择性地抽出蒸气以破坏共沸物。苏尔寿公司开发了膜法蒸气渗透和双效蒸馏技术，从发酵产物中生产燃料乙醇。该系统可将8%乙醇浓缩成99.7%的燃料级乙醇。每千克乙醇只需1.5千克蒸汽，而常规工艺需2千克蒸汽。第一套工业化装置己于2002年上半年投用。
        催化（反应）蒸馏技术在炼油和石化生产中将得到更多的研发和推广应用。
        CDTech（催化蒸馏技术）公司的CDHydro/CDHDS工艺将加氢脱硫反应与催化蒸馏技术组合在一座塔器中进行。该工艺采用二段法催化蒸馏使FCC汽油脱硫率可大于99.5%，而且产率高，辛烷值损失小。第一段为CDHydro脱己烷塔，塔顶产生低含二烯烃和硫醇的C5/C6物流。不需再用碱处理脱除硫醇。去除硫醇性硫可大于99%。第二段采用CDHDS过程从FCC C7+汽油去除高达99.5%的硫，而辛烷值损失很小。典型的炼厂要求汽油含硫从300PPm减小到30PPm，FCC汽油含硫减少90%，对于含烯烃约30%的FCC汽油，经催化蒸馏处理后，无产率损失，辛烷值损失小于1.0。
        美国Motiva公司得州阿瑟港炼油厂FCC汽油采用CDHDS工艺脱硫己经工业化验证，该装置加工含硫5000PPm（有时高达7500PPm）的FCC重汽油52万吨/年，加氢脱硫率达到87~98%，汽油辛烷值损失为0~2个单位。加拿大Irving石油公司新不伦瑞克炼油厂采用CDHydro和CDHDS技术处理232万吨/年全馏分FCC汽油，满足了加拿大汽油短期含硫150PPm规范和2005年30PPm规范的要求。进料含硫为1000PPm、烯烃含量为37%。HDS脱硫率为80%左右，汽油辛烷值损失约为1个单位。德士古公司在英国彭布罗克炼厂建设的CDHdro/CDHDS装置也投运，用于215万吨/年全馏分FCC汽油脱硫。另有18套FCC汽油脱硫装置将采用此催化蒸馏工艺，正在北美、西欧和亚洲建设之中。美国Valero炼制公司将在5座炼油厂新建CDHydro/CDHDS脱硫装置。
        CDTech公司还将反应（催化）蒸馏可用于苯加氢为环己烷。在此技术开发中，催化蒸馏反应器操作在氢分压仅0.52~1.03MPa压力下，从而使反应混合物呈沸腾状。苯进入12%Ni（Al2O3载体）催化剂床层上部，氢在床层下部加入。该系统的优点是苯可因回流而连续地冷凝在催化剂上。苯的冷凝使之其与氢能充分接触，有利于加氢。此外，苯的气化可去除大量的反应释热。因为苯在系统中呈沸腾状，反应器温度就可由压力加以控制。另外的优点是冷凝的苯可使生成聚合物和焦炭而致使催化剂的减活起到洗涤效果。典型的运转条件在1.38MPa和约182℃（氢/苯摩尔比9.9）下进行，底部产品环己烷纯度为99.9%。系统操作压力大大低于工业上常规使用的3.10MPa压力范围。
        埃克森美孚公司开发了以过氧化氢异丙苯生产苯酚的反应（催化）蒸馏工艺。该工艺过程采用固体Zr-Fe-W氧化物催化剂，可达到100%转化率，生成苯酚和丙酮的选择性也相对较高。联产的高沸点杂质，如4-枯基酚、ɑ-甲基苯乙烯二聚体和焦油都相当少。反应器催化剂床层操作条件为：50~90℃、34Kpa、液时空速4h-1。过氧化氢异丙苯的液流通过反应器的速率足以润湿催化剂床层，并在等温条件下操作。系统能有效地利用反应热用于丙酮蒸馏。组合反应和蒸馏可节约投资和节能降耗。由于用固体酸催化剂代替常用的硫酸催化剂，从而产品免除了中和步骤。
        超临界法生产石化产品技术得到较快开发。
        英国诺丁汉（Nottinghom）大学与杜邦聚酯技术公司合作，开发了在超临界水（ScH2O）中从对二甲苯生产对苯二甲酸的连续法绿色工艺。对二甲苯先被氧部分氧化，氧就地从过氧化氢在预热器中分解产生，在ScH2O中和400℃下，再用溴化锰进行催化，可高产率地得到对苯二甲酸，选择性超过90%。与现有工艺相比，该反应路线可大大提高能效和减少废物。在常规的对二甲苯在醋酸中氧化生产对二甲苯的路线中，水的存在降低了溴化锰催化剂的活性。新工艺路线在ScH2O中进行反应，因为超临界流体的极性低于液体水的极性，催化剂不会有太大的失活。
        住友化学公司开发植物油与超临界甲醇反应生产脂肪酸甲酯技术，该工艺可避免常规技术产生的不需要的副产物。脂肪酸甲酯用作高碳醇的中间体，用于生产表面活性剂和车用生物柴油燃料。脂肪酸甲酯现采用甲醇与植物油在碱性催化剂如氢氧化钠存在下反应生产，采用碱性催化剂致使生成皂化的副产物，必须在生产过程最后用水冲洗除去，这种后处理步骤也使生产费用增加。在新工艺中，甲醇在高于240℃的超临界条件下反应，产品脂肪酸甲酯产率高且无需使用催化剂。在高于甲醇的临界压力下进行，也加速了反应，使反应器更为紧凑。该工艺过程也可用于联产甘油，甘油在随后的分离相中被提纯。住友化学已推出接近理想的工艺，采用超临界方法的转化费用比传统方法低约6%。
        杜邦公司氟产品分部采用其专利的超临界CO2（sc CO2）技术首次工业化生产Teflon氟聚合物。该超临界工艺由杜邦公司和美国Carolina-Chapel大学共同开发，可替代传统的水法聚合。在法特维尔投资4000万美元的1100吨/年装置已投产。传统的水法聚合制取Teflon为批量过程，而该装置可连续操作。sc CO2工艺优于水法工艺，CO2溶剂易于从产品中回收，并循环使用，同时可得到干燥的产品。带有特种功能的氟聚合物产品可作为单体使用，而水法则不适用。杜邦正使用该装置验证和进一步开发新技术，然后将此工艺放大，建设世界规模级装置。用sc CO2技术生产的氟聚合物具有良好的物理性质，包括热稳定性、光学性能和高纯度。该工艺可用于生产可熔融加工的产品，用于线缆绝缘护套、柔性管材和工业薄膜。
        膜法分离和反应技术也得到较多地开发和应用。
        继20世纪90年代膜分离技术用于润滑油脱蜡装置溶剂回收以后，埃克森美孚公司与格雷斯-戴维逊公司又共同开发了应用于润滑油蜡脱油装置的膜法溶剂回收设施，并推向工业化应用。格雷斯公司开发了聚酰亚胺膜。装置含蜡物流典型的含油约50%，采用工业规模的螺旋缠绕式膜组件可回收20%溶剂，其余80%由蒸馏回收，从而消除了装置能力的瓶颈制约并提高了处理能力。该设施费用为600万美元，为溶剂制冷和蒸馏操作扩建所需费用的1/3。
        膜法分离技术已较广泛地用于氢气回收和聚丙烯排气中丙烯的回收等领域。DSM公司在荷兰吉宁的聚丙烯装置采用美国膜技术研究公司的膜法丙烯回收设施VaporSep系统，能力为12立方米/分，膜面积为279平方米，包括有50个膜组合体，每年可节约丙烯和氮气100多万美元，该设施也在美国BP公司乔古拉特-贝荣等地的聚丙烯装置应用。我国岳阳石化总厂也采用膜技术回收聚丙烯装置排气中丙烯，年回收丙烯200多吨，增效80多万元。荆门炼化总厂也采用膜设施回收聚丙烯装置排放的不凝气中的丙烯，尾气丙烯含量15%，单程回收率达90%。上海石化总厂运用膜分离技术从乙二醇装置回收乙烯，年回收乙烯达300吨，增效120多万元。
        以色列碳膜公司开发了利用中空碳纤维膜从丙烷中分离丙烯的有潜在吸引力的技术，该技术可将炼厂级丙烯提纯为化学级丙烯。丙烯通过速率为606升/平方米o时o大气压，丙烯/丙烷（体积比75/25）在700℃下通过中空碳纤维组件，可使92.5%~93.0%的丙烯渗透通过，很容易使丙烯达到14.5：1的选择率。这种膜系统可望替代耗能的致冷蒸馏才能分离沸点相近的丙烯和丙烷（-47℃和-42℃）的传统技术。
        格雷斯-戴维逊公司和苏尔寿膜系统公司（苏尔寿化学技术公司分公司）开发采用膜分离的低费用方法生产超低硫汽油的工艺。称为S-Brane的新工艺使用膜分离将催化裂化含硫化合物浓缩为极少的馏分，这一技术可直接处理轻和中沸程范围的汽油。这种简易的膜系统将进料汽油物流分离成二种产品物流。一种物流（未渗透物）为约70%~85%的进料汽油，含硫小于30PPm。另一物流为含大量硫化物的少量物流，送去进一步加工。进料物流进入系统，通过定制的聚合膜分离，这种膜对含硫分子有高的选择性。随着汽油进入膜组件，含硫分子和一些烃类进入膜结构中，其他的分子则被排斥在外。膜的背面一侧（渗透侧）加以减压，驱使杂质通过膜，并使这些化合物蒸发。一旦通过膜，蒸气被冷凝器冷凝，并进一步送去脱硫处理。该处理技术中不发生任何反应。 S-Brane技术的优点有：1.模块化设计（可扩容和易于建造），该技术易于放大。关键设备包括膜组件和外壳、冷凝器、制冷系统、减压和进料泵。2.运转时间长，易于维修。3.工作温度低，无需加热炉，系统工作在低温（90~120℃）下。4.无再组合反应。过程不产生H2S，并且工作在低温和低压下，因此不发生烯烃/H2S再组合反应。5.脱除芳烃。系统的主要目的不是脱除芳烃，但经过该工艺过程后未渗透物芳烃浓度大大降低，为汽油低苯浓度的未来规范带来附加效益。6.无辛烷值损失。验证装置已于2002年底投运。
        日本先进工业科技国家研究院（AIST）开发了由苯一步法合成苯酚的膜法催化工艺，而常规工艺从苯开始需三个步骤，并且产生需处埋的废酸。AIST的工艺使用不锈钢外管和多孔α-氧化铝内管组成的反应器，关键元件是厚1μm的钯膜催化剂，用化学蒸气沉积法涂复在氧化铝管的外侧。膜由AIST与丸善石化公司和NOK公司共同开发。反应器置于加热至150~250℃的加热炉内，苯和氧气流过氧化铝内管，0.2MPa压力的氢气沿管外侧通过。氢被吸附在膜上，在此被离解和活化，然后通过氧化铝管内表面，活化的氢捕集管子内表面上的氧分子，生成活化的氧，活化的氧与苯环的双键反应通过苯环氧化物由苯生成苯酚。 实验室中，在转化率低于3%时，生成苯酚的选择性大于90%。10%~15%转化率时，选择性大于80%。苯酚产率为每千克催化剂1.5千克/时，随着工艺过程的改进，预计转化率还可提高。
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21楼2007-04-03 09:42:34
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hou-nerc

金虫 (小有名气)
6，生物法制石化产品技术
        生物技术生产化学品的核心是用酶取代催化剂，将传统的化学催化，变为温和的、低污染的生物处理。与传统方法和过程相比，生物过程条件缓和，能耗低，产生废物少，生物催化剂可重复使用，是环境友好的低费用、低投资工艺。目前，生物技术在石化和化工领域研究开发十分活跃，将会对新世纪的化学工业带来巨大变革。据Maxygen公司分析，全球8000亿美元的通用、专用和精细化学品市场中有500亿美元可采用生物技术加工。今后10~20年内，将另有2000亿美元的化学产品也可采用生物技术途径生产。
        生物法制石化和化工产品已在以下领域取得重要进展：
        （1）丙烯腈酶催化生产丙烯酰胺
        丙烯酰胺的常规化学生产法有硫酸水合法和铜催化水合法两种，前者工艺过程复杂，后者因反应中会生成加成反应而含有少量加成反应物。用酶催化丙烯腈生产丙烯酰胺，产品纯度高，选择性好。
        俄罗斯曾开发出丙烯腈生物催化生产丙烯酰胺的工业方法，并建成2.4万吨/年工业装置。该工艺基于Rhedococcus-SPM 8菌种，该菌种含有高活性和高热稳定性的腈水合酶。日本日东化学公司也于1985年建成4000吨/年生物法生产丙烯酰胺装置。此后，日本京都大学发现了Pseudomonas Chlarordphis B23和Rhodococcus Rhodochrous J-1菌种，对现有装置又进行大规模改造，1991年使生产能力扩大到1.5万吨/年。
        生物法制取丙烯酰胺，系将丙烯腈、原料水和固定化生物催化剂调配成水合溶液，催化反应后分离出废催化剂就可得到丙烯酰胺产品。其特点是：在常温常压下反应，设备简单，操作安全；单程转化率极高，无需分离回收未反应丙烯腈；酶的特异性能使选择性极高，无副反应。采用J-1菌种时，反应温度为5~15℃，PH值为7~8，反应区丙烯腈浓度为1%~2%。丙烯腈转化率为99.99%，丙烯酰胺选择性为99.98%，反应器出口丙烯酰胺浓度接近50%；失活的酶催化剂排出系统外的量小于产品的0.1%；无需离子交换处理，使分离精制操作大为简化；产品浓度高，无需提浓操作；整个过程操作简便，利于小规模生产。
        近年来，德固萨公司、SNF公司等也推出生物法生产丙烯酰胺技术，并向外输出技术产品。德固萨公司在俄罗斯Perm拥有年产数千吨的生物催化法生产丙烯酰胺装置，产品用于水处理。法国SNF Floerger公司是世界领先的聚丙烯酰胺生产商，正在印度扩增水溶性聚丙烯酰胺能力，在法国、美国和中国的新建装置已于2002年投产。该公司采用生物催化技术在中国泰兴的2万吨/年丙烯酰胺装置己开工投产，在美国Andrezieux的二套聚丙烯酰胺生产线也将投产。该公司在印度投资1500万美元建设的一套2万吨/年丙烯酰胺装置和二套1万吨/年聚丙烯酰胺装置将于2005年投运。2001年聚丙烯酰胺市场增长率为2.5%，达到48万吨/年。生物法生产丙烯酰胺为水处理行业需求的聚丙烯酰胺提供了低费用的生产途径。
        （2）生物法生产甲醇、醋酸
        2000年，雪佛龙研究和技术公司与Maxygen公司签署了为期3年的生物法生产特种石化产品合同，一个重点领域是将甲烷生物转化为甲醇，将采用更廉价的、环境更友好的生物过程代替高费用的化学加工过程。塞拉尼斯公司与Diversa公司合作，正在开发生物催化途径生产醋酸工艺。该公司确信，生物催化工艺可节减生产醋酸的能耗和催化剂费用。2002年该公司建设中型装置正在验证该技术。美国俄克拉何马州立大学正在研究利用厌氧菌种（新棱菌）将合成气（CO、CO2、H2）转化成液体产品如乙醇、丁醇和醋酸酯的生物法工艺。研究表明，由CO产生乙醇的产率是生成丁醇和醋酸酯的9倍，随着在CO/CO2原料中添加H2，可提高乙醇产率。现正在研究工艺条件的优化以达到最高的细胞生长速度，并利用由生物质气化产生的合成气来评价工艺性能。该研究成果已在2000年召开的美国化学工程师年会上发表。
        （3）生物法生产1，3-丙二醇
        杜邦公司与Tate & Lyle 公司(英国)、Genencer国际公司(美国)合作，投产了从谷物(而不是从石油)生产1，3-丙二醇(PDO)的中型装置。PDO是杜邦公司新的Sorona 3GT聚合物（聚对苯二甲酸三亚甲基酯PTT）的关键成分。从谷物用生物法制造这种聚合物的总费用比现在从石油化工产品制造要便宜25％。
        91吨/年的中型装置位于美国伊利诺斯州Decatur的Tate & Lyle公司谷物加工工厂内。在新的发酵工艺中，由磨碎的潮湿谷物得到的葡萄糖经两步法转化成PDO。第一步由细菌发酵转化成丙三醇，第二步将丙三醇发酵转化成PDO。产品从细胞质中分离出来，并用蒸馏提纯。
        2001年，杜邦公司已将美国Kinston的1.2万吨/年 Sorona聚合物装置转变为由谷物生产的PDO来生产，该公司还计划2003年投产4.5万吨/年的生物法PDO装置。
        （4）.新型生物降解塑料的开发
        塑料大都属石油化工产品，以石油和天然气生产的化工原料合成，多不具备降解性。越来越多的塑料废弃物造成严重的"白色污染"，促使人们开发和利用可自然降解的塑料。20世纪90年代后期，完全生物降解塑料和所谓全淀粉塑料大力发展，使用发酵和合成方法制备能真正降解的塑料及用微生物生产可降解塑料受到重视。
        聚乳酸属新型可完全生物降解性塑料，是世界上近年来开发研究最活跃的降解塑料之一。聚乳酸塑料在土壤掩埋3~6个月破碎，在微生物分解酶作用下，6~12个月变成乳酸，最终变成CO2和H2O。 卡吉尔-陶氏聚合物公司在美国内布拉斯加州帕雷尔兴建的14万吨/年生物法聚乳酸装置于2001年11月投产。这套装置以玉米等谷物为原料，通过发酵得到乳酸，再以乳酸为原料聚合，生产可生物降解塑料-聚乳酸。据称，这是目前世界上生产规模最大的一套可生物降解塑料装置。
        卡吉尔-陶氏聚合物公司计划投资17.5亿美元扩大该产品的生产能力，到2009年在美国的生产能力达到45万吨/年。加上技术转让在亚洲、欧洲和南美建设三套世界规模级装置，预计在10年后生产能力将达到100万吨。与此同时通过改进技术，以降低生产成本。预期7年后，聚乳酸的生产成本、销售价格可以达到与通用热塑性塑料相竞争的水平。该公司还计划于2005年在美国建设世界规模级生物炼油厂，采用木质纤维素原料，用生物发酵分离工艺生产乙醇、乳酸和木质素（用作燃料）。
        罗纳-普朗克（Rhone-Poulenc）公司发现了聚酰胺水解酶，可水解聚酰胺低聚物，可消化尼龙废料，为生物法回收尼龙废料打开了大门。
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22楼2007-04-03 09:43:02
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7，加快渗透应用的纳米技术
        纳米材料自从20世纪80年代开发问世之后，引起世界各国的极大关注。当材料被"粉碎"制成纳米材料后，不但光、电、热、磁等特性发生了变化，而且会产生辐射、吸收、催化、杀菌、吸附等新特性。从发展趋势看，纳米材料现已渗透到石油化工三大合材料领域。
        全球500强企业中已有43%将发展纳米实用化技术作为今后几年的发展战略。美国政府制定了新的纳米科技发展战略目标，拟用10~15年时间使纳米技术创造价值1万亿美元/年，美国2002年为发展纳米科技投资6.04亿美元，2003年将投资7.10亿美元。现有93%的工业部门和58%的科学实验室都在进行纳米技术的研发。欧盟将在后4年内投资7亿美元研发纳米技术。日本将发展纳米技术作为21世纪前30年的立国之本，前4年内日本投资纳米技术4.66亿美元，2002年投资近5亿美元研发纳米技术。据统计，全世界的纳米研发投资已由1997年4亿美元、1998年6亿美元、1999年7亿美元增加到2000年9亿美元、2001年14.5亿美元和2002年22亿美元。
        目前纳米技术的全球市场为455亿美元/年，预计后7年内将超过5000亿美元/年，到2010年全球纳米市场将达到2万亿美元。
        纳米技术正在向石化和化工领域加快渗透应用。日本三井化学公司建成世界最大规模的碳纳米管生产装置，生产能力为120吨/年，碳纳米管价格稍低于90美元/kg，该产品己用于生产高性能塑料的增强材料、蓄电池、电子元件及燃料电池电极材料。日本昭和电工公司开发成功在纤维素纳米管（纤维直径20nm）与气相法碳素纤维（纤维直径150nm）范围之间的80nm碳纳米纤维，建立了10吨/年生产装置。德国由菲利浦斯大学和Max Planck微细结构学院组成的研究集团开发了生产均一聚合物纳米管的简易技术，生产的聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚四氟乙烯功能纳米管（长度100μ），用作催化剂具有应用潜力。
        据报导，一种新型的具有高表面积的碳纳米纤维在氧气存在下，可望成为乙苯脱氢制苯乙烯的新型催化剂。研究人员比较了这种碳纳米纤维与灯炭黑和石墨在乙苯氧化脱氢反应中的催化性能，结果显示，以碳纳米纤维为催化剂时，产品选择性较高，苯乙烯收率提高37%，这种碳纳米纤维对氧的稳定性也高，可望成为乙苯氧化脱氢制苯乙烯的工业化催化剂。
        瑞士技术研究院开发了一种低费用、高效的纳米颗粒二氧化钛-二氧化硅催化剂，可应用于环氧化反应。环氧化物是生产许多聚合物、表面活性剂和医药的关键中间体。与传统的环氧化催化剂相比，这种催化剂可大大提高转化率。它们基于相同的材料，但产生副产物很少，同时更高效和更稳定。传统的环氧化催化剂选择性为65%~80%，而二氧化钛-二氧化硅纳米新催化剂的选择性约为90%。 这种催化剂按连续气相过程生产，比制备常规环氧化催化剂要价廉。常规环氧化催化剂采用湿相化学批量过程制造。为制取这种新催化剂，二氧化硅和二氧化钛前身物在送入氢气-空气扩散火焰之前就分别被蒸发和混合，反应时，相应的氧化物形成高度聚结的纳米颗粒，二氧化钛沉积于二氧化硅颗粒的表面。火焰反应器制造这种催化剂虽尚未用于工业规模，但用火焰法制造的催化剂已显示有极好的选择性和高的稳定性，适用于宽范围的工艺过程，包括2-环己烯醇与叔丁基过氧化氢环氧化生产2,3-环氧化环已烯醇。
        纳米聚合物在轮胎中应用也能收到节能成效。意大利Novamont公司与固特异（Goodyear）轮胎和橡胶公司合作，开发了由谷物生产的纳米颗粒尺寸淀粉聚合物，它可大大减少轮胎的滚动阻力。用淀粉聚合物改进的轮胎比所谓"绿色"轮胎（含沉积氧化硅）相比，滚动阻力减少25%，进一步开发可望减少阻力40%。利用该技术已向欧洲推出固特异公司Biotred GT3轮胎，并由固特异子公司邓绿普公司推向日本市场。该技术将淀粉聚合物的园形纳米颗粒与橡胶相掺混，关键组分使用了未披露的石化聚合物，使淀粉低的滚动阻力与石化聚合物的高弹性相结合。使用Biotred GT3轮胎与掺有氧化硅的轮胎相比，可减少燃料消耗5%，相当于7g CO2/km。
        聚合物/纳米复合材料将是21世纪前几十年塑料工业的超级明星。与传统的复合材料相比，纳米塑料表现出更优异的综合性能，且比传统的复合材料轻。比如尼龙6纳米塑料与纯尼龙6相比，具有高强度、高模量、高耐热性、低吸湿性、高尺寸稳定性，阻隔性能好，性能全面超过尼龙6，并且具有良好的加工性能。与普通的玻璃纤维增强和矿物增强尼龙6相比，具有密度低、耐磨性好、综合性能优等优点。同时，该纳米复合材料还可进一步用于玻璃纤维增强和普通矿物增强等改性纳米尼龙6，其性能更加优越。
        20世纪80年代末，日本首先研发了两步法制备尼龙6/蒙脱土纳米复合材料，此后，美国nanocor公司也进行了聚合物/粘土纳米复合材料的工业化研究。我国中科院化学所工程塑料国家重点实验室用天然粘土矿物蒙脱土作为分散相，利用插层聚合复合、熔融插层复合等方法制备了纳米塑料，成功开发出以聚酰胺、聚酯、聚乙烯、聚苯乙烯、环氧树脂、硅橡胶、聚苯胺、聚氨酯等为基料的一系列纳米塑料。纳米PET聚酯已在燕山石化公司聚酯厂完成了工业放大。浙江巨化公司电化厂也完成纳米碳酸钙原位聚合PVC树脂工业性试验，纳米PVC塑料是利用原位聚合式混配技术，将纳米尺寸的超细微无机粒子填充到PVC基体中进行改性而形成的聚合材料，具有高强、高模、高韧性、高稳定性及阻隔性，并具有良好的加工性能。该厂已工业化试产出适用于化学建材的高性能原位聚合PVC树脂。
        纳米颗粒正在改进塑料性能中发挥作用。起初的应用包括提高树脂如尼龙的阻气性质，现在的研究表明，在不损害塑料的刚性情况下，使用纳米颗粒可低成本地提高聚氯乙烯（PVC）和聚丙烯（PP）的韧性（抗冲强度）。
        碳酸钙（CaCO3）纳米颗粒己在中国工业化生产，它采用北京化工技术大学开发的工艺，并由新加坡纳米材料技术（NMT）公司进行技术转让。NMT公司在中国山西省有一合资装置，已于2001年11月投产，另外，四川和安徽省的1万吨/年装置于2002年投产，山东省的装置将于2003年投产。其他的CaCO3纳米颗粒供应商有比利时索尔维公司和日本Shiraishi（白石）钙Kaiska公司。15~40nm直径CaCO3纳米颗粒由氢氧化钙和二氧化碳在旋转式反应器（旋转填充床）中反应生成，北京化工技术大学/NMT工艺的优点是生产成本较低。
        旋转填充床（RPB）工艺的经济性使纳米CaCO3可应用于通用树脂。纳米CaCO3主体中的颗粒负载为70%~80%，它可用于改进如PVC窗框等材料的抗冲性能，它们可部分替代抗冲改性剂，如氯化聚乙烯（CPE）和聚甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯（MBS）共聚体。其他的潜在PVC应用包括管道和管件，其性能改进比使用CPE和MBS抗冲改性剂稍低一些，典型的低10%~15%。纳米CaCO3主体可与PP管件、薄膜和注模产品组合使用，用于注模时，纳米CaCO3可与树脂进行预掺混。
        NMT广泛研究了纳米CaCO3/PVC和纳米CaCO3/PP组合物性能。研究表明，纳米CaCO3颗粒可改进PVC和PP的韧性。掺混8PPh纳米CaCO3到PVC/CPE组合物体系中，可使其单一切口抗冲强度从14.9KJ/m2提高到81.4 KJ/m2 ，掺混12PPh到PP中，可使其单一切口抗冲强度从20.4 KJ/m2提高到61.7 KJ/m2。
        纳米CaCO3对提高塑料的增韧性有独特的效果。在常规用弹性体进行增韧时，聚合物的刚性通常会因抗冲能力增高而变差。掺混8PPh纳米CaCO3到PVC/CPE体系中，可使抗挠模量从2180MPa提高到2210MPa，而抗张强度相对保持不变，其他机械性质基本无改变。另外，将纳米CaCO3以8：100比例掺混入ABS中，其抗冲强度可达35 KJ/m2，它比纯ABS体系要高出1.5倍，组合物体系的硬度也有提高，例如，掺混1PPh，可提高硬度23%。
        使用纳米CaCO3提高塑料韧性的关键，是将纳米CaCO3颗粒较好地分散到聚合物基质中。纳米颗粒有很高的表面活性，这些颗粒倾向于聚结。纳米CaCO3颗粒特定表面的改进可采用常规技术通过制备纳米CaCO3主体来实现，从而可有效地将纳米CaCO3颗粒分散到聚合物基质中。
        通常，纳米颗粒使塑料增韧的机理是纳米颗粒有大的表面积，纳米颗粒在聚合物基质中形成大量细裂纹（微细的断裂），这些微细的断裂可分散冲击能，同时，纳米颗粒空间中的基质可经受塑料受冲击而产生的变形，这也分散了外部冲击力，从而提高了韧性。
        然而，无机纳米颗粒使塑料增韧的效果，需聚合物基质应具有内在的韧性。在易碎的塑料如PVC中，配方中需采用少量抗冲改性剂（如CPE）。在纳米CaCO3/PVC/CPE组合体系中，纳米CaCO3和CPE会显示出协同的增韧效果。在工业应用中，使用4PPh CPE和4PPh纳米CaCO3 的效果较优。
        纳米CaCO3可从易得的原料制取，生产无污染，成本低，无可燃性，掺混应用于塑料中可起到重要的增韧效果。
        超高分子量聚乙烯的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、自润滑等性能均在现有型料中堪称性能较优者，但由于粘度极高，成型加工困难。我国中科院化学所利用层状硅酸盐片层间摩擦系数小，可减少分子链的缠结，能起到良好自润滑作用的特性，研制成功超高分子量聚乙烯/粘土纳米复合材料，使得超高分子量聚乙烯能用普通挤出成型方法连续生产管材和异型材，并具有优良的耐磨、耐腐蚀、高强度、无毒性能。由于纳米塑料具有出色的性能，加工工艺简单和价格低廉的优点，在各种高性能管材、汽车及机械零部件、电子和电器部件等领域中有广泛的应用前景。同时，具有优异阻隔性能的纳米复合材料在食品包装材料市场潜力也十分巨大。
        目前，聚合物系纳米复合材料的应用处于市场开发期。发展最早的PA（聚酰胺）系纳米复合材料2001年市场规模为1850吨。美国2010年纳米复合材料总需求和按塑料种类需求的预测表明，今后纳米复合材料将有较大发展，到2010年聚合物系纳米复合材料营业额将达40.07亿美元，其中聚烯烃系（特别是聚丙烯系）约占总量的50%左右，各种聚合物纳米复合材料未来市场和占有份额为：聚丙烯系达16.54亿美元，占总量41.3%；其次是聚乙烯和其他聚烯烃系4.31亿美元，占10.8%；热固性树脂系3.94亿美元，占9.8%，居第三，以下依次为：聚苯乙烯系3.69亿美元，占9.2%；聚酰胺系3.18亿美元，占7.9%；其他工程塑料和特种聚合物系总销售额为5.42亿美元，占总市场13.5%。
        美国膜技术和研究公司与澳大利亚Csiro公司和美国卡罗来纳州立大学开发的新的聚合物膜，用于气体分离的选择性是现在市售的聚合物膜的两倍。这种膜由烟化硅纳米颗粒（约13nm直径）与玻璃状无定形聚合物-聚（4-甲基-2-戊炔）（PMP）混合制取。小尺寸的纳米颗粒可改变聚合物链的填密度，进而，可改变渗透和分离性质。由机械法增韧的膜再藉溶液铸塑法用环己烷溶液处理，然后组合入螺旋缠绕式膜组件中。试验中，进料气含2%（体）正丁烷和98%（体）甲烷，膜含有45%硅纳米颗粒。试验表明，新聚合物膜的丁烷一次通过选择性为21，而纯PMP的选择性为13。相比之下，工业上用于丁烷-甲烷分离的橡胶状聚合物膜对丁烷的选择性为9~10。
        纳米材料技术是一门新兴的技术，纳米技术的发展将对石油化工领域催化材料的革新、三大合成材料的改性产生重要影响。
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23楼2007-04-03 09:43:40
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