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聚丙烯

补充:0  浏览:3833  发布时间:2012-12-7
  重复单元为的聚合物。根据分子构型不同,有等规聚丙烯、间规聚丙烯、无规聚丙烯三种。
  聚丙烯,英文名称:Polypropylene(PP),日文名称:ポリプロピレン,分子式:(C3H6)n。CAS 登录号:9003-07-0,是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotaetic polyprolene)、无规聚丙烯(atactic polypropylene)和间规聚丙烯(syndiotatic polypropylene)三种。
  甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯,若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。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。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,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小,是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差,较易老化,但可分别通过改性予以克服。
  共聚物型的PP材料有较低的热变形温度(100℃)、低透明度、低光泽度、低刚性,但是有更强的抗冲击强度,PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为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。
  PP的熔体质量流动速率(MFR)通常在1~100。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料,共聚型的抗冲强度比均聚型的要高。由于结晶,PP的收缩率相当高,一般为1.6~2.0%。
  通常采用加入玻璃纤维、粉体添加剂或弹性体的方法对PP进行改性。加入30%的玻璃纤维可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而,它对芳香烃(如苯)溶剂、氯化烃(四氯化碳)溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。
  特点
  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。具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,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。
  生产方法
  ①淤浆法。在稀释剂(如己烷)中聚合,是最早工业化、也是迄今生产量最大的方法。
  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。后两种方法不使用稀释剂,流程短,能耗低。液相本体法现已显示出后来居上的优势。
  成型特性
  (1)物理性能:PP为无毒、无味的乳白色高结晶的聚合物,是目前所有塑料中最最轻的品种之一,对水特别稳定,在水中14h的吸水率仅为0.01%。分子量约8~15万之间,成型性好。但因收缩率大,原壁制品易凹陷,制品表面光泽好,易于着色。
  (2)力学性能:PP的结晶度高,结构规整,因而具有优良的力学性能,其强度和硬度、弹性都比高密度PE(HDPE)高。突出特点是抗弯曲疲劳性(7×10^7)次开闭的折选弯曲而无损坏痕迹,干摩擦系数与尼龙相似,但在油润滑下不如尼龙。
  (3)热性能:PP 具有良好的 耐热性,熔点在164~170℃,制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌。在不受外力的作用下,150℃也不变形。脆化为-35℃,在低于-35℃会发生脆化,耐热性不如PE。
  (4)化学稳定性:PP具有良好的化学稳定性,除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外,对其他各种化学试剂都比较稳定,但低分子量的脂肪烃、芳香烃等能使PP软化和溶胀,化学稳定性随结晶度的增加还有所提高。所以,PP适合制作俄中化工管道和配件,防腐蚀效果良好。
  (5)电性能:聚丙烯的高频绝缘性能优良,由于它几乎不吸水,故绝缘性能不受湿度的影响,有较高的介电系数,且随温度的上升,可以用来制作受热的电气绝缘制品,击穿电压也很高,适用作电器配件等。抗 电压、耐电弧性好,但静电度高,与铜接触易老化,
  (6)耐候性:聚丙烯对紫外线很敏感,加入氧化锌硫代丙酸二月桂脂,炭黑式类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。
  聚丙烯成型工艺
  注塑机选用:对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性,需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m2来确定,注射量20%-85%即可。
  干燥处理:如果储存适当则不需要干燥处理。
  熔化温度:PP的熔点为160-175℃,分解温度为350℃,但在注射加工时温度设定不能超过275℃。熔融段温度最好在240℃。
  模具温度:模具温度50-90℃,对于尺寸要求较高的用高模温,型芯温度比型腔温度低5℃以上。
  注射压力:采用较高注射压力(1500-1800bar)和保压压力(约为注射压力的80%)。大概在全行程的95%时转保压,用较长的保压时间。
  注射速度:为减少内应力及变形,应选择高速注射,但有些等级的PP和模具不适用(出现气泡、气纹)。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹,则要用低速注射和较高模温。
  流道和浇口:流道直径4-7mm,针形浇口长度1-1.5mm,直径可小至0.7mm。边形浇口长度越短越好,约为0.7mm,深度为壁厚的一半,宽度为壁厚的两倍,并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性,排气孔深0.025mm-0.038mm,厚1.5mm,要避免收缩痕,就要用大而圆的注口及圆形流道,加强筋的厚度要小(例如是壁厚的50-60%)。均聚PP制造的产品,厚度不能超过3mm,否则会有气泡(厚壁制品只能用共聚PP)。
  熔胶背压:可用5bar熔胶背压,色粉料的背压可适当调高。
  制品的后处理:为防止后结晶产生的收缩变形,制品一般需经热水浸泡处理。
  鉴定
  通过红外光谱(FTIR)方法可以很容易鉴定出是否为聚丙烯,以及区分出均聚、共聚和无规聚丙烯。日常最简单的辨别方法是在无色火焰(例如打火机,酒精灯)上燃烧,样品会持续燃烧,有烟,火焰呈现黄色,并带有热机油的味道。
  聚丙烯的常见级别
  一、均聚PP-聚丙烯 [size=-1]Homo-polymer polypropylene,简称PPH聚丙烯PP的均聚物简称PPH,是单一丙烯单体的聚合物。聚丙烯(PP)作为热塑塑料聚合物于1957年开始商品化生产,是有规立构聚合物中的第一个。其历史意义更体现在,它一直是增长最快的主要热塑性塑料,2004年它的全国总产量达到300万吨。它在热塑性塑料领域内有十分广泛的应用,特别是在纤维和长丝、薄膜挤压、注塑加工等方面。
  二、PP共聚物,Polypropylene Copolymer, 简称PPC,是丙烯单体与乙烯单体的共聚物;按照乙烯单体在分子链上的分布方式,共聚PP可以分为无规共聚物(PPR)和嵌段共聚物(PPB)两种。PPH的刚性好,但耐冲击性不好,尤其耐低温冲击性更不好,耐蠕变性差。PPB的耐冲击性好,但耐蠕变性和PPH一样差。PPR的耐冲击性和耐蠕变性则都好。
  三、CPP膜-聚丙烯CPP是”Casting Polypropylene“的简称,即聚丙烯流涎薄膜。是通过熔体流涎、骤冷生产的一种无拉伸、非定向的平挤薄膜。它不经过BOPP中的纵向拉伸和横向拉伸两个过程,直接流涎成产品宽度工程用聚丙烯纤维
  分为聚丙烯单丝纤维和聚丙烯网状纤维。
  聚丙烯网状纤维以改性聚丙烯为原料,经挤出、拉伸、成网、表面改性处理、短切等工序加工而成的高强度束状单丝或者网状有机纤维,其固有的耐强酸,耐强碱,弱导热性,具有极其稳定的化学性能。加入混凝土或砂浆中可有效的控制混凝土(砂浆)固塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂缝,防止及抑止裂缝的形成及发展,大大改善混凝土的阻裂抗渗性能,抗冲击及抗震能力,可以广泛的使用于地下工程防水,工业民用建筑工程的屋面、墙体、地坪、水池、地下室等,以及道路和桥梁工程中。是砂浆/混凝土工程抗裂,防渗,耐磨,保温的新型理想材料。

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