重要内容

       聚丙烯是全球产量第二的塑料产品，2024年我国产能达4366万吨，产量3752万吨，2025年对外依存度降至3.2%。但常规线型聚丙烯熔体强度低、加工温度范围窄，限制了其在高端领域（如热成型、发泡、吹塑）的应用。引入长支链结构是提升PP熔体强度的关键途径，长支链聚丙烯（LCBPP）作为重要的高熔体强度聚丙烯产品，核心生产技术门槛高，国内仅有少数企业具备工业化生产能力。在此背景下，本文基于83篇最新文献，系统梳理LCBPP的制备技术、表征方法及应用潜力，为学者突破其技术瓶颈提供参考。

主要内容

文章首先阐述了高熔体强度聚丙烯（HMSPP）的核心优势与市场现状。相比常规线型聚丙烯，HMSPP因熔体强度高、加工温度窗口宽，可有效解决吸塑、发泡、吹塑等加工过程中的壁厚不均、泡孔塌陷、边缘卷曲等问题。提升聚丙烯材料熔体强度的途径包括：拓宽线性聚丙烯分子量分布（中国石油化工股份有限公司北京化工研究院已经通过双环管反应器完成HMSPP的制备）；在线性PP分子链上引入长支链结构（LCBPP）。后者是提升聚丙烯材料熔体强度的重要方法，也是本综述讨论的重点。长支链结构在一定程度上促进聚丙烯材料的结晶，使LCBPP的结晶度不降反增，显著改善材料的拉伸、弯曲强度。

现有LCBPP的制备方法主要分为反应器法和后反应器法两大类，两种方法通过不同路径在线型聚丙烯分子链上引入长支链结构。反应器法包括（1）外加大分子单体法：先制备含乙烯端基的聚丙烯大分子单体，再与丙烯共聚。如：道达尔能源使用经过甲基铝氧烷(MAO)激活的二氯二(五甲基环戊二烯)锆，制备聚丙烯大分子单体，再将该聚丙烯大分子单体和丙烯进行共聚，通过另一种茂金属催化剂制备LCBPP。该方法不引入额外元素，利于回收；但是产物中易产生含低等规度单体副产物，影响制品刚性和加工性能。

（2）直接共聚法：在反应器内优化催化体系或加入特殊单体（如”T“试剂、双烯烃）实现共聚，如：Chung等使用C₂对称的茂金属催化剂二甲基硅基双(2-甲基-4-苯基茚基)二氯化锆经过MAO活化之后，在催化丙烯聚合的过程中加入T试剂(对-(3-丁烯基)苯乙烯)进行共聚，带有两个碳碳双键的T试剂可使聚合过程中不同的聚丙烯长链之间相互连接。该方法的优势是可调控支化结构，能制备主链与支链均为高等规度的产品；缺点是T试剂成本高、聚合可控性差，双催化剂协同调控难度大。日本聚丙烯公司通过优化催化剂，将两种不同的茂金属催化剂负载在同一载体上，实现了高等规度（98.2%）LCBPP的商业化生产，但该体系中双催化剂活性协同维持困难，且两种催化剂的空间分布均一性有待解决。

后反应器法包括（1）射线辐照法：通过γ射线、电子束等高能辐射对线性聚丙烯进行处理，引发自由基反应。如：北欧化工等企业已采用该方法完成LCBPP的规模化生产。优势是无需引发剂或催化剂，无残留杂质；缺点是设备成本高、需严格控制辐照环境，批次稳定性差。

（2）交联制备法：加入交联试剂或过氧化物，通过水解缩合、高温处理实现支化。如：Dong等通过氯硅烷功能化双烯烃与丙烯共聚，之后完成水解缩合反应，高效制备LCBPP，转化率最高达88.9%。优势是兼容传统挤出设备，支化频率较高；缺点是交联试剂成本高，副反应难抑制。

（3）熔融反应加工法：将线型聚丙烯与引发剂、接枝单体在挤出机等设备中熔融共混接枝。如：Liu等在引发剂2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)己烷的作用下，使线性PP与二乙烯基苯(DVB)共混，利用双螺杆挤出机制备LCBPP，产物熔体强度较原线型聚丙烯提升10倍以上。优势是生产效率高、无需新增专用设备，可灵活调控支化参数；缺点是高温下聚丙烯主链易降解，影响熔体强度提升效果。

  文章总结了LCBPP的结构与性能表征。使用多检测器凝胶渗透色谱（GPC-VISC-LS）对长支链结构的表征是核心定量手段，计算支化因子（g）、黏数收缩率（g'）和支化频率（LCBF）；核磁共振（¹H-NMR、¹³C-NMR）可从化学键层面检测支化结构；流变学测试通过熔体黏弹性反映长支链缠结特性；熔体强度的表征可通过熔体强度直接测试仪或熔垂法进行计算。

  最后，文章介绍了LCBPP的功能化应用和优势，该材料适用于热成型、挤出发泡、挤出涂覆、吹塑等加工方式。其发泡材料具有优异的隔音性、隔热性和阻燃性，在包装材料、汽车零部件、隔热材料等领域已呈现出取代传统聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的趋势，具有广阔的应用潜力。

总结与展望

  该综述整合了LCBPP的制备方法和长支链结构的表征方法，并且对LCBPP的功能化应用进行了简要介绍。反应器法制备方式所涉及的催化剂及相关聚合工艺条件的研发难度大，需要中试装置验证，研发周期长，但该方法无需增加后续对聚丙烯材料的处理工序，生产成本较低。后反应器法通过对线性PP进行后加工，或在反应阶段添加接枝试剂，对工艺条件进行优化后制备LCBPP，但在LCBPP结构的精确控制方面，仍然值得进一步探索。

  未来，随着高端制造业对聚丙烯材料性能要求的升级，LCBPP的研究可向高效催化剂开发、支化结构精确控制、低成本制备工艺优化等方向拓展。

背景介绍

      聚丙烯是全球产量第二的塑料产品，2024年我国产能达4366万吨，产量3752万吨，预计2025年产能将突破5500万吨，对外依存度降至3.2%。但当前市场主流的等规线性聚丙烯（PP）熔体强度较低，2024年我国高熔体强度聚丙烯自给率仅有9%。引入长支链结构是提升PP熔体强度的关键途径，LCBPP作为重要的高熔体强度聚丙烯品种，核心生产技术门槛高，国内仅有少数企业具备工业化生产能力。在此背景下，系统梳理LCBPP的制备技术、表征方法，为学者突破其技术瓶颈提供参考。

引用本文

贾喻森, 于佩潜, 郑志刚, 冯留海, 任冬雪, 张星星, 刘国刚, 丛蓉娟, 陈林枫. 长链支化聚丙烯(LCBPP)制备技术及表征方法研究进展. 高分子学报, 2026, 57(4), 839-855.Jia, Y. S., Yu, P. Q., Zheng, Z. G., Feng, L. H., Ren, D. X., Zhang, X. X., Liu, G. G., Cong, R. J., Chen, L. F.Recent advances in the preparation and characterization of long-chain branched polypropylene (LCBPP): a review. Acta Polymerica Sinica (in Chinese), 2026, 57(4), 839-855.

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