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聚丙烯(简写PP)目前产量继PE、PVC之后居第三位。PP生产采用低压定向配位聚合,工艺路线可分为四类,即溶剂法、溶液法、气相法和液相本体法。目前采用较多的为液相本体法,它采用高效催化剂,产品可在92%~98%范围内控制等规度,熔体流动速率为0.1~100克/10分,聚合压力3.5兆帕,反应温度70℃。
PP为线型结构,和PE相似,只不过不同的是在主链上,每隔一个碳原子有一个甲基侧基存在,于是整个分子在空间结构上,就产生三种不同异构体。即全同PP(也叫等规PP)、问同PP(也叫闻规PP)和无规PP三种立体化学结构。PP通常是全同PP,具有高度的结晶性。
无规PP的使用价值不大,可作为填充母料载体,效果非常好,另外还可作为PP的增韧改性剂。
PP的相对密度为0.9,是热塑性塑料中最轻的。
PP化学稳定性好,和聚乙烯相似,在室温下溶剂不能溶解PP,只有一些卤代化合物,芳烃和高沸点的脂肪烃能使之溶胀,在高温下才能溶解PP。
PP比PE容易被氧化,这是因为在其主链上有许多带甲基的叔碳原子,叔碳原子上的氢易受到氧的攻击,为此在应用粉料PP时,要注意这一点。
因为在PP主链上含有甲基,甲基要比氢原子的体积大,空间位阻大,因此PP的玻璃化温度比PE高。PP的耐热性能好,能在130℃下使用,可用于煮沸消毒,作耐温管道、蒸煮食品包装膜、医疗器械等。脆性温度为-35℃。
PP为非极性结晶高聚物,电性能优异,可作耐温高频电绝缘材料。在潮湿环境中电绝缘性能也很好。
PP的透水、透气性能较低,收缩率较大,未改性的PP不宜作工程部件。
PP耐疲劳弯陆性能较好,可弯曲10万次,比一般塑料强,因此可用来制造活动铰链。
PP塑料制品对缺口效应十分敏感,因此在设计制品时,应尽量避免尖锐的夹角、缺口,避免厚薄悬殊太大。
PP的拉伸强度一般21~39兆帕;弯曲强度42~56兆帕,压缩强度39~56兆帕,断裂伸长率200%~400%,缺口冲击强度2.2~5千焦/平方米,低温缺El冲击强度1~2千焦/平方米,洛氏硬度R 95~105。
PP的刚性较低,耐磨性低于PVC。
PP耐气候老化性差,必须添加抗氧剂或紫外线吸收剂;金属铜也能加速其老化,作铜芯电缆时,常要添加抗铜剂。
PP对氧很敏感,易被氧化,故加工时,加热时间尽可能缩短。
PP熔体的黏度对剪切速率和温度均十分敏感,因此增大剪切速率和提高料温均可使熔体黏度明显下降。
PP的吸水率很小,约0.02%,成型加工之前,原料不必干燥。注射成型时,应注意模具的温度,模具的冷却方式,熔融温度,保压时间,加料量应适当比聚苯乙烯量少些等问题。
最近由于采用新型高效催化剂,生产出本体法聚丙烯,大部分为粉状,故在成型加工时与普通粒状PP不太一样,其主要问题是抗自然老化性及耐寒性差,一般是在本体法粉状PP中,添加主抗氧剂1010为0.1%~0.3%,副抗氧剂DLTP为0.2%~0.3%,或者只加主抗氧剂为0.5%。此外还应再添加一定量的卤素吸收剂。
由于是粉状,还应注意加工时分散性差,易产生硬颗粒不溶物及大块状物等问题。