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聚丙烯(Polypropylene,簡稱PP)是一種半結晶的熱塑性塑料。具有較高的耐衝擊性,機械性質強韌,抗多種有機溶劑和酸鹼腐蝕。在工業界有廣泛的應用,是平常常見的高分子材料之一。澳大利亞的錢幣也使用聚丙烯製作。

1 聚丙烯 -簡介

聚丙烯,英文名稱:Polypropylene,日文名稱:ポリプロピレン。分子式:(C3H6)n,CAS登錄號:9003-07-0,簡稱:PP。聚丙烯是由丙烯聚合而得的一種熱塑性樹脂,無毒、無味,按甲基排列位置分為等規聚丙烯(isotacticPolyProlene)、無規聚丙烯(atacticPolyPropylene)和間規聚丙烯(SyndiotacticPolyPropylene)三種。它具有強度高、硬度大、耐磨、耐彎曲疲勞、耐熱溫度高、耐濕和耐化學性優良、容易加工成型、價格低廉等優點。同時具有低溫韌性差、不耐老化等缺點

2 聚丙烯 -歷史

聚丙烯抗裂纖維聚丙烯抗裂纖維

1954年,居里奧·納塔(Giulio Natta)合成了聚丙烯。之後在不同的國家和地區不同的聚丙烯合成技術被多次「發明」。

3 聚丙烯 -結構

聚丙烯結構示意圖聚丙烯結構示意圖

聚丙烯的重複單元由三個碳原子組成。其中兩個碳原子在主鏈上,一個碳原子以支鏈的形式存在。 甲基排列在分子主鏈的同一側稱等規聚丙烯;若甲基無秩序地排列在分子主鏈的兩側稱無規聚丙烯;當甲基交替排列在分子主鏈的兩側稱間規聚丙烯。 

4 聚丙烯 -理化性質

日常使用塑料材質的對照表日常使用塑料材質的對照表

聚丙烯的結構和聚乙烯類似,因此很多性能也和聚乙烯類似。但是由於其存在一個甲基構成的側枝,聚丙烯更易在紫外光和熱能作用下氧化降解。

物理性質

聚丙烯通常為半透明無色固體,無臭無毒。聚丙烯熔點約164~170℃,密度0.91g/cm 。強度高,硬度大,耐磨,耐彎曲疲勞,耐濕和耐化學性均佳,容易加工成型,價格低廉,因此是產量大、應用廣泛的通用高分子品種。缺點是低溫韌性差,不耐老化。但可分別通過改性和添加抗氧劑予以克服

力學性能

聚丙烯的結晶度高,結構規整,因而具有優良的力學性能。但在室溫和低溫下,由於本身的分子結構規整度高,所以衝擊強度較差。聚丙烯最突出的性能就是抗彎曲疲勞性。

熱性能

聚丙烯具有良好的耐熱性,製品能在100℃以上溫度進行消毒滅菌,在不受外力的條件下,150℃也不變形。脆化溫度為-35℃,在低於-35℃會發生脆化,耐寒性不如聚乙烯。

化學穩定性

聚丙烯的化學穩定性很好,除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外,對其它各種化學試劑都比較穩定;但低分子量的脂肪烴、芳香烴和氯化烴等能使聚丙烯軟化和溶脹,同時它的化學穩定性隨結晶度的增加還有所提高,所以聚丙烯適合製作各種化工管道和配件,防腐蝕效果良好。

電性能

聚丙烯的高頻絕緣性能優良,由於它幾乎不吸水,故絕緣性能不受濕度的影響。它有較高的介電係數,且隨溫度的上升,可以用來製作受熱的電氣絕緣製品。它的擊穿電壓也很高,適合用作電氣配件等。抗電壓、耐電弧性好,但靜電度高,與銅接觸易老化。

耐候性

聚丙烯對紫外線很敏感,加入氧化鋅、硫代二丙酸二月桂酯、碳黑或類似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。

5 聚丙烯 -分類

根據支鏈原子的位置,聚丙烯可以分為無規立構,等規立構,間規立構。

無規立構的聚丙烯的支鏈原子無規則分佈於主鏈的兩側無規立構的聚丙烯的支鏈原子無規則分佈於主鏈的兩側
 
等規立構的聚丙烯支鏈原子分佈在主鏈的同一側等規立構的聚丙烯支鏈原子分佈在主鏈的同一側
間規立構的聚丙烯支鏈原子間隔對稱分佈在主鏈兩側間規立構的聚丙烯支鏈原子間隔對稱分佈在主鏈兩側
 

商品聚丙烯通常為90%以上的等規立構和少量無規立構的混合體。

6 聚丙烯 -製備方法

淤漿法

在稀釋劑(如己烷)中聚合,是最早工業化、也是迄今(截至2011年)生產量最大的方法。

液相本體法

在70℃和3MPa的條件下,在液體丙烯中聚合。

氣相法

在丙烯呈氣態條件下聚合。后兩種方法不使用稀釋劑,流程短,能耗低。

7 聚丙烯 -用途

薄膜製品

聚丙烯薄膜製品透明而有光澤,對水蒸汽和空氣的滲透性小,它分為吹膜薄膜、流延薄膜(CPP)、雙向拉伸薄膜(BOPP)等。

注塑製品

可用於汽車、電氣、機械、儀錶、無線電、紡織、國防工程配件、日用品、周轉箱、醫療衛生器材、建築材料等。

擠塑製品

可做管材、型材、單絲、漁用繩索、打包帶、捆紮繩、編織袋,纖維,複合塗層,片材,板材等。

其它

低發泡、鈣塑板、合成木材、層壓板、合成紙、高發泡可作結構泡沫體。

8 聚丙烯 -過濾嘴材料

過濾嘴有害文章截圖過濾嘴有害文章截圖

2012年3月,有網友稱國內煙草行業為降低成本,更改了低檔煙和部分中檔煙過濾嘴材料,用聚丙烯替代醋酸纖維。聚丙烯本身無毒,但一些肉眼看不見的細碎纖維絲一旦被人吸入,將永久留在肺部,對人體造成傷害。另外,聚丙烯過濾嘴中需要用到大量粘合劑、稀釋劑,這些膠體中含大量的「苯」、「芳香烴類」等致癌物。

1992年,中國國家煙草專賣局對煙用聚丙烯加膠濾棒生產的有機溶劑型膠粘劑性能、生產安全操作規程、倉儲管理等做出具體規定。1999年,對煙用聚丙烯絲束的生產和流通秩序作出了規定。

9 聚丙烯 -常見級別

一、均聚PP-聚丙烯 [size=-1]Homo-polymer polypropylene,簡稱PPH聚丙烯PP的均聚物簡稱PPH,是單一丙烯單體的聚合物。聚丙烯(PP)作為熱塑塑料聚合物於1957年開始商品化生產,是有規立構聚合物中的第一個。其歷史意義更體現在,它一直是增長最快的主要熱塑性塑料,2004年它的全國總產量達到300萬噸。它在熱塑性塑料領域內有十分廣泛的應用,特別是在纖維和長絲、薄膜擠壓、注塑加工等方面。
二、PP共聚物,Polypropylene Copolymer, 簡稱PPC,是丙烯單體與乙烯單體的共聚物;按照乙烯單體在分子鏈上的分佈方式,共聚PP可以分為無規共聚物(PPR)和嵌段共聚物(PPB)兩種。PPH的剛性好,但耐衝擊性不好,尤其耐低溫衝擊性更不好,耐蠕變性差。PPB的耐衝擊性好,但耐蠕變性和PPH一樣差。PPR的耐衝擊性和耐蠕變性則都好。
三、CPP膜-聚丙烯CPP是」Casting Polypropylene「的簡稱,即聚丙烯流涎薄膜。是通過熔體流涎、驟冷生產的一種無拉伸、非定向的平擠薄膜。它不經過BOPP中的縱向拉伸和橫向拉伸兩個過程,直接流涎成產品寬度[7]
工程用聚丙烯纖維
分為聚丙烯單絲纖維和聚丙烯網狀纖維。
聚丙烯網狀纖維以改性聚丙烯為原料,經擠出、拉伸、成網、表面改性處理、短切等工序加工而成的高強度束狀單絲或者網狀有機纖維,其固有的耐強酸,耐強鹼,弱導熱性,具有極其穩定的化學性能。加入混凝土或砂漿中可有效的控制混凝土(砂漿)固塑性收縮、干縮、溫度變化等因素引起的微裂縫,防止及抑止裂縫的形成及發展,大大改善混凝土的阻裂抗滲性能,抗衝擊及抗震能力,可以廣泛的使用於地下工程防水,工業民用建築工程的屋面、牆體、地坪、水池、地下室等,以及道路和橋樑工程中。是砂漿/混凝土工程抗裂,防滲,耐磨,保溫的新型理想材料

10 聚丙烯 -聚丙烯-技術參數

   
  材料   聚丙烯  纖維類型束狀單絲  
   比重  0.91  抗拉強度  >358Mpa
  抗酸鹼性  極高  彈性模量  >3.5Gpa 
  熔點  >165℃  纖維直徑  18—48µm
  安全性  無毒材料  吸水性  無
  導熱性  極低   拉伸極限  >15%
  抗低溫性      強   規格  19mm、9mm、6mm、3mm  
聚丙烯聚丙烯
     
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