煤化工工艺路线替代传统的石油化工工艺路线生产聚丙烯,对于我国富煤、贫油、少气的资源禀赋具有十分重要的战略意义。3240NC型无规共聚聚丙烯是国家能源集团宁煤烯烃一分公司生产以煤炭为原料,采用煤制烯烃技术路线生产的聚丙烯产品,广泛应用于小家电,日用品,医疗和卫生等领域。本文采用现代分析测试手段对煤制无规共聚聚丙烯3240NC与市场同类产品K4912(上海石化公司)和R370Y(韩国SK公司)的结构、性能进行了系统的对比研究,对指导煤制无规共聚聚丙烯3240NC产品性能提升、合成生产工艺及下游加工工艺优化和产品在市场中的定位具有十分重要意义。进一步,针对煤制无规共聚聚丙烯3240NC的结构与性能特点,进行了助剂配方优化,实现了助剂包国产化,降低了助剂成本,提升了产品性能。论文的主要研究内容和所获得的主要成果如下:(1)对比研究了煤制无规共聚聚丙烯3240NC与市场同类产品的结构与物理性能利用核磁共振仪,红外光谱仪,高温凝胶色谱仪,偏光显微镜等手段对煤制无规共聚聚丙烯3240NC与市场同类牌号的石油基聚丙烯K4912和R370Y的分子链结构组成及结晶性能进行了系统研究。结果表明:三个样品的乙烯单元含量存在一定差别,煤制聚丙烯3240NC和石油制K4912中乙烯单元含量很接近;三个样品的重均分子量较接近,但分子量分布存在较大差异,3240NC的分子量分布最窄;3240NC和K4912可溶于二甲苯的乙丙共聚物含量较少;3240NC与对比样品均含有成核剂,具有较快的结晶速率,样品的结晶以α晶为主,同时有少量γ晶形成,并且3240NC的晶粒尺寸最小。力学性能方面,3240NC与市场同类牌号的石油基聚丙烯大抵相等。(2)对比研究了煤制无规共聚聚丙烯与市场同类产品的加工性能和热稳定性通过差示扫描量热仪,动态热分析仪等手段对煤制无规共聚聚丙烯3240NC与市场同类石油基聚丙烯K4912和R370Y的加工流动性和热稳定性进行了研究。结果表明:R370Y热分解温度和氧化诱导期低于K4912和3240NC,3240NC具有良好的耐热氧降解能力;三个样品均表现为双重转变,玻璃化转变温度(Tg)均在0℃左右,3240NC<K4912<R370Y。。(3)聚丙烯3240NC成核剂配方优化在系统研究煤制无规聚丙烯3240NC与市场同类产品结构性能基础上,进而对聚丙烯3240NC成核剂配方进行了研究。结果表明:成核剂添加量在2000ppm时,聚丙烯3240NC的综合性能最佳。同时,国产成核剂和进口成核剂对其性能影响相当,国产成核剂完全具备替代进口成核剂的可能,且在性价比上具有明显的优势,该成果已成功应用在工业生产装置,并取得较好经济效益。(4)聚丙烯3240NC生产工艺调整和后加工工艺优化的指导建议建议通过优化生产工艺操作条件,调整聚合单体配比,进而调控产品分子量及分布、分子链结构及组成,改善产品刚韧平衡等性能。同时,结合下游加工用户的实际使用需求,针对3240NC产品流动性不足等问题,建议下游用户优化3240NC加工工艺参数,调整加工温度和注射压力等工艺,从而解决了产品流动性不足等问题,得到下游用户的认可。