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相容性通常是指聚合物在链段水平或分子水平上的相容性,即2种组分在一定的温度和比例形成稳定的均相体系的能力。石油树脂是以乙烯装置副产的裂解C5、C9、双环戊二烯(DCPD)馏分为原料,经分离、聚合制得的固态或黏稠状液态聚合物。它是许多胶粘剂,如热熔胶、压敏胶必不可少的增粘组分。由于其分子结构中缺少极性基团,使其粘合性能和附着力差,在粘合剂、涂料等方面的应用受到限制,因此需对其进行改性。一般是通过接枝共聚,在已合成出的石油树脂分子链上引入新的官能团,从而改善与其他聚合物的相容性、水溶性等[1~4]
2改善石油树脂相容性的途径
在多相体系中,2相间的界面面积(主要是分散性好坏)、界面层厚度及界面粘合强度是决定共混物性能的重要因素,制约这些因素的是聚合物间的相容性。当2种聚合物相互接触时,首先在界面处相互湿润,然后2相大分子链段通过热运动而相互扩散,并使2种聚合物在界面两边产生明显浓度梯度,构成了2相间的界面层,界面层厚度主要取决于2种聚合物的相容性。
改善石油树脂相容性的重要途径是引入相互作用基团,使其具有互补相异性,即聚合物2组分的结构完全不同,但它们的基团之能发生强烈的相互作用。如在非极性的共混组分中引入极性基团,则可能因△Hm<0而使相容性明显改善。在高分子链中引入可形成氢键或离子型基团,加强组分间的相互吸引作用,也可以提高相容性。
通过添加相容剂来提高聚合物共混合金的相容性是近年来研究**活跃的方法,相容剂在聚合物共混过程中分散在2相界面上,起到乳化剂的作用。在共混体系中加入对2组分都有亲和性的第3组分,即相容剂,可以起到界面活性剂的作用,从而降低界面张力,增强2相间的粘接力,提高分散程度和混合均匀性,改善共混物的稳定性[5~7]。
3石油树脂相容性的应用研究
石油树脂与弹性体之间的相容性是影响热熔胶粘接强度的重要因素,相容性好的增粘树脂与弹性体可使胶体的贮能模量下降,在一定应力下使胶体与被粘物充分粘合;二者若不相容,则使胶体的贮能模量升高,会降低胶与被粘物的粘合力。石油树脂与弹性体之间的相容性通常用蜡雾点表示,蜡雾点作为与树脂相对分子质量及其分布、树脂极性相关的性能指标,对热熔胶粘剂的初粘性、持粘性和剥离强度起重要的平衡作用。石油树脂蜡雾点越低,弹性体与树脂、蜡体系之间的相容性越好,热熔胶的初粘性越高,但持粘性降低,当石油树脂蜡雾点升高时,持粘性提高。
华丽丽[8]等以S1S/RLPO(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯与丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸氯化三甲胺基乙酯)共混物作为HMPSA(热熔压敏胶)的基体树脂,考查了C5树脂对基体树脂的相容性及HMPSA粘附性能的影响。结果表明,随着C5树脂用量的不断增加,PS(聚苯乙烯)相的Tg基本不变,PI(聚异戊二烯)相的Tg逐渐趋近于C5树脂的,说明C5树脂与PI相具有较好的相容性,而与PS的相容性相对较差。
刘秀兰[9]等通过动态力学分析研究了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)与加氢C5石油树脂共混体系的相容性,并考查了臭氧处理对共混体系的影响。结果表明,当C5石油树脂用量为50份时,其与SBS中软段聚丁二烯相的相容性较好,只有一个Tg。随着臭氧处理时间的延长,C5石油树脂的极性增大,C5石油树脂与SBS分别经过臭氧处理120min和60min后,2者的相容性得到改善。
热熔压敏胶(HMPSA)常用的增粘树脂有松香树脂、萜烯树脂和石油树脂等3种。增粘树脂与热塑性弹性体SBS(苯乙烯/丁二烯/乙烯嵌段共聚物)的相容性存在一定的差异性。王宇[10]等研究和比较了增粘树脂的结构差异与性能之间的关系,并对其一般规律进行了探索。研究表明,当增粘树脂的软化点为100~110℃时,相应的HMPSA可获得较低的熔融黏度和较高的剥高强度。当增粘树脂的软化点为100℃时,剥离强度依次为含萜烯树脂HMPSA>含松香树脂HMPSA>含石油树脂HMPSA。当w(增粘树脂)=210%时(相对于弹性体SBS而言),含石油树脂HMPSA的综合性能劣于含松香树脂(或含萜烯树脂)的HMPSA;当w(增粘树脂)≥210%时,HMPSA的熔融黏度低于10000mPa·S,但持粘性增强。
邸明伟[11]等利用动态力学分析(DMA)方法,研究了吡啶基官能化的SBS(极性化SBS或SBSVP)热塑弹性体与C5石油树脂共混物的动态力学性能,以此表征SBSVP与C5石油树脂的相容性。试验表明C5石油树脂与SBSVP共混物损耗因子与温度的变化图上只有一个明显的单峰,其位置偏向于与SBSVP的PB相对应的峰,而对应于PS相的峰很小,说明C5石油树脂与SBSVP中PB相的相容性较好,大部分C5石油树脂与PB相相容。
马来酸酐(MAH)接枝C5石油树脂(C5-g-MAH),使其分子结构中引入极性基团,有利于改善石油树脂与其他极性聚合物的相容性,扩大石油树脂的用途。涂婷[12]等采用熔融法制备C5石油树脂接枝马来酸酐(C5-g-MAH),研究了过氧化二异丙苯(DCP)、马来酸酐(MAH)用量和第3组分(助交联剂)种类对C5-g-MAH接枝率的影响。研究表明DCP用量为0.2质量份,MAH用量为4质量份时接枝率**,为1.28%。第3组分品种对C5-g-MAH接枝率的影响从大到小依次为:腰果壳油>三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)>1,2-聚丁二烯(1,2-PBd),均比空白样有所提高;傅立叶红外光谱(FT-IR)分析证实发生了MAH熔融接枝C5石油树脂的接枝反应。
陈均志[13]等研究了马来酸酐、引发剂用量及反应时间对改性产物的接枝率、软化点、粘接性的影响,从而制得可作为热熔胶增粘树脂的高活性改性C5石油树脂。聚合**条件为:MAH用量8%,反应温度200℃,反应时间2h,引发剂用量1.0%。实验结果为:MAH用量8%,反应时间2h,引发剂用量1.0%,接枝率90.1%,附着力0.79MPa,软化点129.1℃。C5石油树脂改性后,附着力、软化点均比石油树脂有明显提高。从分子结构看,因引入了极性基团,极性大大增强,可成为与极性树脂如EVA相容性**的高活性增粘树脂。
毛兵[14]等通过对共混体系Tg的分析,研究了羰基化间戊二烯石油树脂与SBS的相容性。结果表明,间戊二烯石油树脂与SBS中的硬段PS不相容,经过羰基化处理后的树脂极性提高,相容性得到改善。羰基化处理时间为90min左右,羰基化石油树脂在共混体系中质量分数为20%以上,共混体系形成了均匀的连续相,2者完全相容。
SBS是苯乙烯与丁二烯共聚而成的一种嵌段共聚物,它是苯乙烯类热塑性弹性体。它能象热塑性塑料那样熔融加工、并且不需要化学交联就具有橡胶的弹性。这些特性是由于PS末段和PB中段的热力学不相容性所导致的,未段聚集区在室温下呈玻璃态,起刚性网状交联点的作用,而在高于PS黏流温度时,PS呈黏流态,交联被破坏,从而可以塑性加工。张斌[15]等采用扭辫分析(TBA)和透射电镜(TEM)研究了SBS与C5石油树脂、C9石油树脂等增粘树脂的相容性。研究发现C5石油树脂与SBS共混体系对应的PB、PS相的Tg分别为-65℃和62℃,说明C5石油树脂与PB、PS都有一定的相容性。TEM测试表明,溶入PB中的量要比溶入PS中的量要大。C9石油树脂与SBS共混体系对应的PB、PS相的Tg分别为-45℃和79℃,说明C9石油树脂很少溶入PS相中,TEM测试表明,C9石油树脂部分溶入PB相中使其连续性提高,溶入PS中的量很少,大部分分离出来形成界面相。
DCPD树脂中不含极性基团,与颜料的亲和力较差,在亚麻仁油等极性溶剂中溶解性较差,它易溶于甲苯、二甲苯等芳烃溶剂中,在脂肪烃溶剂中的溶解性较差。这些缺点使得这种树脂只能在低档的油墨中使用。为了克服上述缺点,可以采取以下2种方法改进:一是控制DCPD的聚合反应,使生成的DCPD树脂本身的分子质量和分子质量分布得到控制,从而改善其在极性溶剂中的溶解性及对油墨中其他成分的相容性;二是采用顺酐、酚类等含极性基团的物质与DCPD共聚或对DCPD树脂进行化学改性,使它的极性增加,从而改善其溶解性和相容性。
4结语
随着C5、C9、DCPD等各种类型石油树脂应用需求的不断增长,如何进一步提高石油树脂的相容性,拓宽其应用领域是今后石油树脂在应用研究的主要发展方向。
未来五十年,是我国经济和社会发展极为重要的时期。经济全球化进程加快,产业结构调整加速,科技革命发展迅猛,国际竞争日趋激烈。**化学工业不断进行企业重组,调整核心产业,向专业化和特色化方向发展,更加注重发展高新技术和高附加值产业,大宗化工产品生产逐步向原料和市场所在地转移,并更加重视可持续发展。我国国民经济持续、**、健康发展和西部大开发战略的实施,必将对化学工业提供更大的市场空间,加入WTO总体上有利于我国化学工业进一步参与国际竞争,扩大出口。国际、国内环境既对我们提出了严峻挑战,也为我们实现跨越式发展提供了良好的发展机遇。“十五”期间,化学工业必须抓住机遇,迎接挑战,加快发展,才能实现战略性调整的艰巨任务。
判别企业信息化水平的标准依据
目前,可以从以下几个方面综合判别一家企业的信息化水平:
(一)企业信息化工作机构、人员、制度。主要看企业有无信息化机构和主管、主管领导的行政职级、有无信息化总体规划、是否准备进行全员培训、企业信息技术专业人员的规模和结构等;
(二)企业信息化建设投资、收益情况。指企业信息化累计投入(软件和硬件等)、信息化资产占总资产比例、信息化投入预算、信息化建设的投资效果(是否降低了企业成本、是否降低了库存占用、是否缩短了生产周期、是否提高了交货能力、是否加快了资金周转等);
(三)企业信息化基础设施。包括:硬件装备(信息化装备、计算机、服务器、网络设备等)、企业数据库(数据库操作系统、数据库建设与应用情况如:更新频率、数据量、日均访问量等)、信息网络建设与应用(内部网Intranet、外部网Extranet、因特网Internet等的建设情况、接入方式、接入带宽、应用范围、应用业务情况)、信息安全(安全防护措施)等;
(四)业务信息系统建设与应用。包括:办公自动化系统OA、财务管理信息系统、人力资源管理信息系统、研究开发系统、生产计划与控制系统MRP2、企业资源计划系统ERP、供应链管理系统SCM、客户关系管理系统CRM、电子商务EB、、信息系统应用集成情况等;
(五)企业信息化建设与应用计划。企业在信息化建设方面的长、中、短期目标和各个阶段的建设重点及投资预算情况。
化工行业的特点和信息化现状
化工行业属流程行业,它不同于机制制造等离散行业,其主要特点有:
(一)知识、技术、资源、资金密集,典型的规模效益;
(二)自动化程度较高,生产过程连续性强,流程相对固定,工艺复杂,各种用于控制和调度的特性参数繁多;
(三)大多采用专用设备及装置,生产伴随高温高压、易燃易爆、有毒有害,需考虑“三废”处理和清洁生产问题;
(四)产品专业性强、技术差别大,产量和采购计划相对稳定,库存管理、固定**、备品备件管理问题突出;
(五)原辅材料种类多,规格等级差异大,中间产品、副产品、联产品工序多,协调管理难度高。 我国化工行业信息化起步是比较早的,但实际发展和应用状况并不容乐观。宏观来看,全国化工企业信息化水平参差不齐,总体仍处于基础和起步阶段。微观来看,行业中企业信息化的部门和领域主要集中在财务、人力资源、工业自动化控制(DSS)、计算机辅助设计(CAD)等,而且企业各自开发自己的系统,缺乏标准化、规范化和兼容性,信息资源难以共享,出现了一个个“信息孤岛”。整体上与真正的信息化还有非常大的距离。
但在化工行业也不乏“**个吃螃蟹的人”,比如:以生产化工原料PVC树脂和烧碱为主营业务的大(一)型企业河北沧化实业集团有限公司自1993年起就成立了信息中心,从基础的信息搜集、分析、研究和组建Intranet开始,1995年成功实现了初步信息化,1999年又实施了ERP项目,获得了成功。
二、ERP选型和实施策略
ERP是信息化的核心
ERP(EnterpriseResourcePlanning)作为企业信息化建设的核心组成部分,能够将企业外部客户的需求、内部的生产制造流程以及供应商资源整合在一起,从而体现以客户为导向、以市场为中心,整合企业资源的经营宗旨,提升企业的核心竞争力。它的优势不仅仅在于帮助企业建立一套相对完成的信息化管理系统,更重要的它是**的现代管理思想和方法,通过业务流程重组(BPR),进而使企业形成符合市场经济体制要求的现代企业管理模式。
当前业界所谈论的信息化基本上指的是实施ERP项目,象CRM、SCM和EB的实现都与ERP系统有着某种先后次序的关联,而且要以ERP的成功实施为前提和支撑。因此,在当前一个较长的历史阶段可以说化工行业信息化就是要解决如何选择和实施ERP的问题。
ERP选型策略
ERP的选择至关重要。化工行业因其独特的行业特征,对ERP的选型提出了不同于其他行业的要求。在选择ERP之前,一定要成立专门的由企业高层领导、管理**和信息技术专业人员组成的领导机构,搞透什么是ERP,结合自身信息化的需要,制定切实可行的信息化短、中、长期规划。规划制定的过程就是企业对自身管理流程、运作模式检讨反思的过程,有助于选择和实施ERP过程中对自身需求的把握。
在选择初期,概括而言要依照“功能适用、技术适用、行业适用”的原则对诸多的ERP厂商进行甄选。同时,还必须解决“选产品还是选项目”、“选择专业化的供应商还是选择综合性的供应商”的问题。
**个问题,业界曾有人指出“ERP一定是项目,而不能做成产品,所以如果您听说哪家公司能够提供ERP的产品,不需要实施就可以解决您企业中的ERP问题,千万不要上当,那一定是骗子”。这种说法虽然失之过直,但也的确道出了想凭一个产品包打天下是行不通的道理。国内**的管理软件提供商用友软件目前开始着手实施的“五大工程”中已经明确了向实施和服务转型的意图。
第二个问题,需要作具体分析。如前所述,化工行业的特点决定了其在生产、工艺、采购、库存、**等多方面的差异性,当然也有一些诸如人力资源、财务管理等共性部分。如果企业打算在短期、局部实现计算机管理,通用的软件或综合性厂商所提供的通用模块可能是一种选择。但如果企业在信息化方面已经有了一个长期的规划和布署,目标明确是实现管理信息化,则专业化的厂商所提供的专业化ERP无疑是**的选择。 特里是美国伊力湖上的一个渔夫,水性不错的他常年靠下湖捕鱼为生。但即便是非常辛苦地工作,他捕鱼所得的收入也只能勉强养家糊口。渐渐地,开始有些厌倦捕鱼生活的特里试图改行,但又考虑到自己除了会潜水捕鱼外,再无其他技能,因而没有足够的决心。