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聚丙烯樹脂,是一種結構規整的結晶性聚合物,為淡乳白色粒料、無味、無毒、質輕的熱塑性樹脂。相對密度為0.90~0.91,是通用樹脂中最輕的一種。機械性能良好,耐熱性能良好,其熔點為170℃左右,在無外力作用下,150℃不變形,化學穩定性好,耐酸、鹼和有機溶劑,與大多數化學藥品(如發煙硝酸、鉻酸溶液、鹵素、苯、四氯化碳、氯仿等)不發生作用,且幾乎不吸水。聚丙烯缺點是易老化,低溫時變脆,低溫衝擊強度差,但可用加入添加劑、共混或共聚等方法來改進。

1基本信息

產品描述:
英文名Poly propylene(PP)
生產方法分為本體法和溶劑法,以丙烯為單體,經催化聚合、精製、造粒而成。
聚丙烯最突出的性質是多面性,它能適合於許多加工方法和用途。它的價值和多面性主要來自於優良的耐化學品性能、在大宗熱塑性塑料中最低的密度和最高的熔點、適中的成本。根據高分子鏈立體結構不通,聚丙烯有三個品種:等規聚丙烯(IPP),間規聚丙烯(SPP)和無規聚丙烯(APP)。

2化學性質

聚丙烯(簡稱PP)與聚乙烯(PE)不同之處在於,前者每隔一個碳原子上就有一個甲基,這起到使鏈硬化的作用。除非這些甲基處於鏈的同一側位置上,聚合物不會結晶。在Natta和Ziegler(互相獨立地)開發出立體定向催化劑之前,只能生產出軟且粘連的無規立構聚丙烯。商業塑料的硬度和耐溶齊小勝源自結晶性。PP的鏈比PE的硬,因而PP有較高的熔化溫度和抗張強度,但結晶度較低。PP均聚物的熔點約為330°F,取決於加熱速度和熱歷史。
在PP鏈上間隔地插入乙烯(無規共聚),鏈會變得更缺乏規則和更柔軟,從而降低聚合物的結晶度、模量、熔點和熔點銳度。典型的無規共聚物是比較透明的,熔點在293—305°F範圍內。當乙烯含量升高時,聚合物的結晶度越來越低,最後變成乙烯一丙烯橡膠(EPR)。
另一類重要的共聚物是抗衝擊非均相共聚物。這些產品是由橡膠(有時為PE)在均聚物基體中聚合而製得的。所用橡膠通常為EPR,它生成一個與均聚物基體分離的相態,形成有光霧。半透明的外觀。這些材料並非真正的嵌段共聚物,因為其中的橡膠相可被溶劑所革取。用EPR與PP共混可得類似的產品,抗衝擊共聚物具有和均聚體物相似的熔點。
分子量和分子量分佈在PP加工過程中很重要。在446T和4.75磅負荷下的熔體流動是熔體粘度的一個指數,該指數與重均分子量相關。商品聚丙烯的熔體流動有低至0.25克/10分鐘到高達800克/10分鐘。分子量分佈用重均分子量與數均分子量的比值來表示,高結晶度PP的這個比值可以高達11;而用作熔吹織物的PP則可低至2.l。這個比值在纖維紡絲過程中極為重要,而且影響到擠壓、擠出物脹大、模塑內應力和定向過程。
象大多數聚合物一樣,聚丙烯會氧化,特別是在熔化加工過程中。就PP而論,採取清除攻擊叔氫的自由基來保護聚合物。對於在高溫下長期使用的PP,則採用複雜的多組分穩定劑體系;對於限制氣味或味道的場合,穩定體系必須非常簡單。如果用於防陽光(紫外線)可加入炭黑或用專門的穩定方法。
普通PP的抗張強度為34.5MPa,彎曲模量約為1723MPa。有抗張強度為100MPa,彎曲模量為9650MPa的玻璃填充級PP。礦物填充級PP的彎曲模量可高達約4480MPa,但抗張強度增加不多。在低於一75°F時仍保持延展性。抗張強度低至18 6MPa和彎曲模量低至689MPa的抗衝擊共聚物已經不是最近出現的品種了。現代聚合反應過程能生產出可填補聚丙烯與烯烴橡膠之間空白的材料。
除了強氧化劑和非極性溶劑外,PP對化學侵蝕有很強的抵抗力。例如,發煙硝酸或熱的濃硫酸能使PP降解,但濃度較低的溶液則對PP無害。液體如汽油、二甲苯和氯代烴能使PP溶脹並變軟。共聚物溶脹程度比均聚物高。PP從這類溶劑中取出后,其尺寸又會恢復原狀。由於PP表面惰性極大,如果不採用火焰處理或類似技術,很難在PP上進行印刷、塗漆及粘合。
聚丙烯的燃燒熱很高,很難製成阻燃級產品,但市場上有幾種牌號的阻燃級PP出售。PP還是優秀的電絕緣體,其介電常數和損耗因數很低。它的耐濕性很好,但不是良好的阻隔氧氣的材料。

3用途

可用注塑、擠塑、吹塑、抽絲等方法進行加工。適宜製作各種電器部件、電視機和收音機外殼,防腐管道、板材、汽車部件、周轉箱、編織包裝袋、包裝薄膜捆紮材料、各種容器、各種衣著用品、人工草坪等。
纖維是PP的一個主要市場。通過拉伸或定向,可使其抗張強度提高15倍之多。抽絲產品包括衣物、尿布、非織品。傢具革、農用袋、線繩、鋪地織物、帶。地毯和地毯背村。PP還可以鑄造或定向拉伸成為薄膜。定向薄膜可作為香煙。糖果及許多物品的包裝材料;非定向膜用於電容器或包裝材料。
PP片材用於制熱成型的食品容器,這連同隔潮和傳氣傳味性能必須符合FDA規定。新型極低模量級產品可以用壓延機壓延,並與軟質乙烯基樹脂爭奪市場。
通過注射吹塑法、擠壓吹塑法或拉伸吹塑法,可以把PP加工成中空製品。為了提高吹塑和熱成型性能,已開發出高熔體強度級PP。
市場上有快速加工擠壓貼膠級PP;聚丙烯卓越的電性能,使其適合於作電話線和數據傳輸電纜的絕緣材料。
許多不同類型的注塑部件是由PP或它的抗衝擊共聚物製成的。在汽車市場。,共聚物被用作內部裝演和面板、外部組件和蓄電池等;均聚物和填充級用於發動機箱罩或作儀錶板。
玻璃填料級PP用作裝飾品或器具的部件。所有無填料的PP樹脂均可作家用品,醫療器具,包括一次性放射性殺菌用品,主要使用低成本的均聚物和無規共聚物。薄壁模塑容器擴大了PP傳統包裝市場的範圍,如防竄改的密封器和配料器。

4包裝儲運

聚丙烯樹脂應用塑料薄膜為內包裝,聚丙烯紡織袋為外包裝(或其他具有相同包裝效果的包裝容器),每袋凈重25kg,也可用其他重的大包裝。可用汽車、火車、輪船等運輸。貯運過程應防火、防水、防晒、防塵、防污染等。貯存應放於乾燥、通風良好的倉庫中,防止陽光直接照射,不應露天存放,產品應分批隔距堆放。不應與化學品及易燃物同時貯存或裝運。

5PP均聚物

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,1991年它的世界總產量達到240億磅。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。
抗衝擊型PP共聚物
PP有很多有用的性能,但還缺乏固有的韌性,特別是在低於其玻璃化溫度的條件下。然而,通過添加衝擊改性劑,可以提高其抗衝擊性能。傳統改良性為彈性體,通常為乙丙橡膠。普遍認為,遍佈於半結晶態聚丙烯基體內的橡膠粒子,能在界面上形成許多應力集中點,並5;發局部形變,防止斷裂擴展。
抗衝擊改性劑一直是在共混時添加進去的,最近,彈性體組分的現場合成已經具有商業重要性。而且,正在宣傳用一種新系列的衝擊改性劑來代替乙丙橡膠,即Flexomer聚烯烴、Exact塑彈體和Insite聚合物。這些都是烯烴聚合物,它們填補了極低密度聚乙烯和傳統乙丙彈性體之間的空白。
化學和性能
等規PP均聚物,是在Ziegler-Natta催化劑體系催化下,由丙烯聚合而成的。乙丙橡膠組分在一系列反應器中合成的,或是預先購買,然後在擠壓機內與PP均聚物共混。生成的抗衝擊聚丙烯經粒化后出售。現場生產的抗衝擊PP共聚物,可以通過選用合適的催化劑組成及反應器條件,來精確地控制其重要的性能。催化劑組成和反應器條件決定基體樹脂的結晶度、橡膠組分的組成和數量及總體分子量分佈。
抗衝擊PP是最輕的熱塑性塑料之一,其密度低於1,每磅產品的價格低於PET、PBT、高抗衝擊聚苯乙烯和ABS。按比容計,抗衝擊PP的單位體積成本低於上述那些樹脂和聚氯乙烯(PVC)。僅有HDPE在這方面堪與匹敵。抗衝擊型PP通常在適中的溫度下加工,範圍為350~550°F。
抗衝擊聚丙烯共聚物具有廣譜的熔體流動速率,通常範圍為從小於1到約30。具有最高熔體流動速率的樹脂,通常是由熔體流動速率較低的材料「減粘裂化」製得。也就是對從反應器出來后的材料進行一步反應,降低平均分子量,從而製得熔體流速更高的產品。
抗衝擊聚丙烯共聚物對化學品和環境應力斷裂有很高的抵抗力。經處理后,材料可具備優良的懸臂樑式衝擊強度和較低的迦納爾衝擊性能。懸臂樑式衝擊強度範圍在回.5到大於15英尺·磅/英寸;在-40°F下,迦納爾衝擊強度範圍為15到300英寸·磅以上。
橡膠組分為聚丙烯提供了衝擊強度,卻使抗衝擊聚丙烯相對於均聚物而言,降低了剛度和熱變形溫度。加填料的抗衝擊聚丙烯共聚物能夠忍受更高的溫度而不變形。填料一般為玻璃纖維。雲母、滑石和碳酸鈣。這些聚合物的最終用戶應該知道對每一種規格的產品,在不同的熔化強度、熔體流速、剛度和熱變形溫度之間需作出權衡。
用途
抗衝擊聚丙烯的主要商業用途是用在汽車、家用品、器具中的注塑件。它的抗衝擊能力、低密度、著色能力和加工性能使它成為理想的材料。具有較高熔體流速的中等抗衝擊樹脂品級有較高的流動性能,這個特點在注塑大型部件如:汽車面板時特別有用。
高抗衝擊能力具有較低熔體流速的樹脂(一般小於2),可以轉化成抗穿刺性極好的薄膜,這種薄膜的抗衝擊能力和耐蒸汽殺菌能力,適合做一次性醫療廢品袋。擠壓片材可以用熱成型法加工成大而厚的部件,如:汽車工業中的護板和汽車車尾行李箱襯裡。
彈性體組分改良聚丙烯抗衝擊性能的機理,在材料受衝擊時,可誘導應力白化。
大多數用途是以彈性組分在聚丙烯基體中的分散度為基礎的。基於與此相反的概念,正在開發新型的保險杠。其結果是形成了一個分子複合結構。
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