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高熔体强度聚丙烯
1 PP 概述
聚丙烯(PP ),分子量一般为10~50万。1957年由意大利蒙特卡迪尼(Mont-ecati
ni )公司实现工业化生产。聚丙烯为白色蜡状材料,外观与聚乙烯相近,但密度比聚
乙烯小,透明度大些,软化点在165℃左右,热性能好,在通用树脂中是唯一能在水
中煮沸,并能在130℃下消毒的品种,脆点-10~20℃,具有优异的介电性能。溶解性
能及渗透性与PE相近。作为一种通用塑料,聚丙烯具有较好的综合性能,聚丙烯的成
型收缩率较聚乙烯小,具有良好的耐应力开裂性。因而被广泛应用于制造薄膜、电绝
缘体、容器、包装品等,还可用作机械零件如法兰、接头、汽车零部件、管道等,聚
丙烯还可以拉丝成纤维。在近年来所举的通用塑料工程塑料化技术中,聚丙烯作为首
选材料不断地引起了人们的重视。但PP也存在低温脆性、机械强度和硬度较低以及成
型收缩率大、易老化、而热性差等缺点。因此在应用范围上,尤其是作为结构材料和
工程塑料应用受到很大的限制。为此,从70年代中期国内外就采用化学或物理改性方
法对PP进行了大量的研究开发特别是针对提高PP 的缺口冲击强度和低温韧性方面进
行了多种增强增韧改性研究开发。常见的改性方法有共聚改性、共混改性和添加成核
剂等。
1.1 PP 生产方法和种类
中国聚丙烯的工业生产始于20 世纪70 年代,经过30 多年的发展,生产技术、
工艺也趋于多样化,已经基本上形成了淤浆法、液相本体-气相法、间歇式液相本体法、
气相法等多种生产工艺并举,大中小型生产规模共存的生产格局。中国的大型聚丙烯
生产装置以引进技术为主,中型和小型聚丙烯生产装置以国产化技术为主。由最初的
浆液工艺发展到目前广泛使用的液相本体法和气相法,液相本体法因其不使用稀释
剂、流程短、能耗低,现已显示出后来居上的优势。
(1)淤浆法:在稀释剂(如己烷)中聚合,是最早工业化的方法;
(2 )液相本体法:在70℃和3MPa 的条件下,在液体丙烯中聚合;
(3 )气相法:在丙烯呈气态条件下聚合。
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根据甲基排列位置聚丙烯可分为等规聚丙烯 (IPP )、无规聚丙烯 (APP )和间规
聚丙烯 (SPP )三种。
甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯,甲基无秩序的排列在分子主链的两
侧称无规聚丙烯,当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的
聚丙烯树脂中,等规结构含量约为95%,其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规
物为主要成分。通常为半透明无色固体,无臭无毒,由于结构规整而高度结晶化,故
熔点可高达167℃,耐热、耐腐蚀,制品可用蒸汽消毒,密度小,是最轻的通用塑料。
1.2 PP 的特点
PP 材料有较低的热变形温度(100℃)、低透明度、低光泽度、低刚性,冲击强
度随着乙烯含量的增加而增大,维卡软化温度为 150℃。由于结晶度较高,这种材料
的表面刚度和抗划痕特性很好。PP 不存在环境应力开裂问题,无毒、无味、密度小、
强度、刚度、硬度、耐热性均优于低压聚乙烯,可在 100℃左右使用。具有良好的介
电性能和高频绝缘性且不受湿度影响,但低温时变脆,不耐磨、易老化。适于制作一
般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用,
可用于食具。
(1)物理性能:聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,密度只
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有 0. 90-0. 91g/cm ,是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定,在水中
的吸水率仅为0. 01%,分子量约8 万-15 万。成型性好,但因收缩率大 (1%-2.5% ),
厚壁制品易凹陷,对一些尺寸精度较高零件,很难于达到要求,制品表面光泽好,易
于着色。
(2 )力学性能: 聚丙烯的结晶度高,结构规整,因而具有优良的力学性能。聚
丙烯力学性能的绝对值高于聚乙烯,但在塑料材料中仍属于偏低的品种,其拉伸强度
仅可达到30 MPa 或稍高的水平。聚丙烯具有优异的抗弯曲疲劳性,其制品在常温下
可弯折多次而不损坏,俗称 “百折胶”。但在室温和低温下,由于本身的分子结构规
整度高,所以抗冲击强度较差。
(3 )热性能:聚丙烯具有良好的耐热性,制品能在10
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