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1、15聚丙烯类塑料简介聚丙烯类塑料简介 聚丙烯是由丙烯单体经自由基聚合而成的聚合物，英文名称Polypropylene，简称PP。 按结构不同，PP可分为等规、间规 (又称茂金属PP)及无规三类。目前应用的主要为等规PP，用量可 占90%以上。无规PP不能用于塑料，常用于改性载体。间规PP为低结晶聚合物，用茂金属催化剂生产， 最早开发于1988年，属于高弹性热塑材料；间规PP具有透明、韧性和柔性，但刚性和硬度只为等规PP的一半；间规PP可像乙丙橡胶那样硫化，得到弹性体的力学性能超过普通橡胶；因价格高，目前间规PP的应用面不广，但很有发展前途，为PP树脂的新增长点。PP的优点为电绝缘性和耐化学腐蚀
2、性优良、 力学性能和耐热性在通用热塑性塑料中最高、 耐疲劳性好、 价格在所有树脂中最低； 经过玻璃纤维增强的PP， 具有很高的强度， 性能接近工程塑料， 常用作工程塑料。PP的缺点为低温脆性大和耐老化性不好。PP最早于1957年由意大利Montecatinl公司实现工业化生产，目前美国的Amoco、Exxon、Phillips及Shell，日本的三菱、三井、住友，德国的BASF和英国的ICI等知名公司都有生产，预计2000年总产 量可达30000kt/a左右。 在我国，PP的产量继PE、PVC排在第三位，到2000年，PP的年生产能力达3146kt/a、实际产量可 达2660kt/a。 目前，
3、我国的PP生产厂家有80余家，主要有江苏杨子石化公司塑料厂 (6Okt/a)、北京燕山石化公司 化工二厂(355kt/a)、上海百化总厂塑料厂 (170kt/a)、茂名石化乙烯工业公司(140kt/a)、广东茂名石油工业 公司(140kt/a)、大庆石化总(100kt/a)、大连石化公司 (70kt/a)、兰州化学工业公司(7Okt局)、九江石化公司(7Okt局)、湖南长盛石化公司(7Okt局)、福建炼油化工有限公司 (70kt/a)、九江石油化工总厂 (70kt/a)、武 汉石油化工总厂 (70kt/a)、 济南炼油厂(70kt/a)、 荆门石油化工厂 (70kt/a)、 山东齐鲁石化公司烯
4、烃厂(70kt/a)、 新出于石油化工总厂乙烯厂 (70kt/a)、广州百化总厂乙烯厂 (70kt/a)、抚顺石化公司 (60kt/a)、大连西 太平洋石油化工有限公司(60kt/a)、河南洛阳石化总厂聚丙烯厂 (60kt/a)、河南中原石化联合公司 (40kt/a)、 大泽联合化纤公司(40kt/a)、兰州炼油化工总厂 (40kt/a)、吉林前郭旗炼油厂 (40kt/a)、辽宁盘锦乙烯工业 公司(40kt/a)、辽阳化纤公司化工二厂 (35kt/a)。此外，还有惠州南海石化项目、福州、长岭、巴陵乙烯工 程及湛江乙烯等在上项目。PP 的应用主要在如下几个方面:打包带、编织带及撕裂膜占 42%，
5、注塑制品(洗衣机、汽车及衣架)占18%，薄膜占11%，丙纶占 12%，香烟过滤嘴占4%，工业配件占3%，管材占 2%。 聚丙烯树脂及纤维的结构聚丙烯树脂及纤维的结构、性能及用途、性能及用途1聚丙烯树脂的结构聚丙烯树脂的结构 聚丙烯为线形结构，根据大分子上甲基的空间排列可分为全同立构聚丙烯、间同立规聚丙烯和无规立 构聚丙烯。其性能有很大差别，全同立构聚丙烯的结构规整性好，具有高度的结晶性，熔点高，硬度和刚 性大，力学性能好；无规立构聚丙烯为无定形，强度很低，难以用于塑料和纤维；间同立规聚丙烯介于两 者之间，硬度和刚性小，但冲击强度好。PP中甲基的存在，使叔碳原子极易发生氧化反应，导致PP的耐氧化
6、性和耐辐射性差， 难以用于户外。 工业用PP的数均相对分子质量为3.86万，重均相对分子质量为2270 万，一般用熔体流动指数来表 示。PP制品与熔体流动指数的关系 制品 熔体流动指数/(g/10min)制品 熔体流动指数/(g/10min)管、板 中空吹塑 双向拉伸膜 纤维0.150.850.41.5131520丝类 吹塑膜 注塑制品18812115PP制品的晶体属于球晶结构，具体形态有、和拟六方晶型。晶型为单斜晶系，特点是常见、16热稳定性最好、力学性能好。熔点176，相对密度 0.936；晶型属于六方晶系，一般不易得到，需要骤 冷或加晶核才能得到，但它的冲击性能好，熔点147，相对密度0
7、.922，制品表面多孔功粗糙；晶型 属于三斜晶系，熔点150，相对密度 0.946。形成的机会比晶型还少，只有在特定条件下才能形成；拟六 方为不稳定结构，骤冷才能制成，相对密度为0.88，主要产生于拉伸单丝和扁丝制品中。PP制品球晶的种类对性能影响大， 球晶尺寸的大小对制品性能的影响更大， 大球晶制品的冲击强度低、 透明性差，而小球晶则相反。PP制品的结晶度大小对其性能的影响很大。结晶度越高，制品的透明性越差，但力学性能越高。2、PP的性能的性能 具体的聚丙烯性能如下表所示。 性能 数据 性能 数据 相对密度 吸水率/%成型收缩率/%拉伸强度/MPa断裂伸长率/%弯曲强度/MPa压缩强度/MP
8、a缺口冲击强度/（kJ/m2） 洛氏硬度 摩擦系数 磨痕宽度/mm0.900.0112.52920050450.5R1001100.5110.4热变形温度/（1.82MPa） 脆化温度/ 线膨胀系数/（105K1） 热导率/W/(mK) 体积电阻率/（cm） 介电常数（106HZ） 介电损耗角正切值（106HZ） 介电强度/(kv/mm)耐电弧/s氧指数/%10288 6100.2410192.150.000824.618518（1）一般性能）一般性能 PP树脂为白色蜡状固体，外观类似 PE，但比PE更透明、更轻，为仅次于TPX的最 轻品种。PP易燃，离火继续燃烧，火焰上端黄、下端蓝，有少量黑
9、烟，熔融落滴，有石油气味。PP的吸 水性低，气体透过率低。PP的成纤性较好。可以用于丙纶的生产。(2)力学性能力学性能 PP 的力学性能与相对分子质量和结晶度有关，相对分子质量低、结晶度高、球晶尺寸 大时，制品和刚性大而柔性低。PP具有较好的力学性能，其拉伸屈服强度和拉伸强度都超过PE，其拉伸强度还超过PS和ABS，而 且经增强和拉伸处理后还可大幅度提高。PP的力学性能受温度的影响比较小，在温度为100时，拉伸强 度仍能保持一半。PP的冲击强度依赖温度的高低，在室温以上PP的冲击性能较好；在低温时，冲击性能迅速变差。PP的冲击强度还与相对分子质量、结晶度、结晶尺寸等因素有关。PP制品的表面硬度
10、和刚性较高，并有良好的表面光泽，但不如PS和ABS高。PP的干摩擦因数为0.12，与PA 接近，但在润滑状态下下降不明显，只适于低PV 值和无冲击的齿轮 和轴承使用。PP的耐磨性一般，小于 HPVC和PMMA，略高于HDPE。pp 有突出的抗弯曲疲劳性能，用它制成的铰链经7000万次折叠弯曲不损坏。PP的耐蠕变性较好，比HDPE要好，因此经过适当的增强改性处理可用作工程塑料。(3)热学性能热学性能 PP的耐热性能良好，制品可耐100热水煮沸，可在100120下长期使用用于热水 管道；不受外力作用时，可在150使用不变形。但PP的耐低温性不好，在520即脆化，不能用于 低温。PP的线膨胀系数为
11、(5.810.2)105K1，属较大者；热导率为0.120.24W/(mK)，属中等。(4)电学性能电学性能 PP为非极性类聚合物，电绝缘性优良电性能受湿度、稳定温度和频率的影响小，耐电 弧性好，但不耐电晕。因低温脆性影响。PP在绝缘领域应用远不如PE和PVC广泛，主要用于电信电缆 的绝缘和电器外壳。(5)环境性能环境性能 PP属烷烃类聚合物，具有很高的耐化学腐蚀性。PP可耐除强氧化剂、浓硫酸及浓硝酸 等以外的酸、碱、盐及大多数有机溶剂 (如醇、酚、醛、酮及大多数竣酸等)，但低分子量的脂肪烃、卤烃17及芳烃等可使其溶胀，在高温下可熔于芳烃和卤代烃中如十氢化奈、四氢化奈及1，2，4三氯代苯等。P
12、P 的耐候性不好，叔碳原子上的氢易氧化，对紫外线很敏感，不改性难以用于户外，需加入抗氧剂 和光稳定剂，PP的耐应力开裂性较好，好于HDPE和PS。除应用在腐蚀性介质中如浓硫酸、浓铬酸及王 水中例外。 聚丙烯塑料的成型加工聚丙烯塑料的成型加工1、PP的加工特性的加工特性PP的吸水率低，在水中浸泡一天，吸水率低于0.01%，因此加工前不必干燥处理。PP的熔体接近非牛顿流体，粘度对温度敏感性小，而取决于剪切速率的大小。PP属结晶类聚合物，成型收缩率大，一般可达1.6%2%，对制品的精度影响较大，在具体设计模具 和确定工艺条件时要注意。PP在加工中易产生取向，造成不同方向上的性能差异，在成型中要引起注
13、意。PP制品对缺口较敏感，制品应避免出现尖角和缺口，以免引起应力集中。PP在高温下对氧特别敏感，为防止加工中发生热降解，一般在树脂合成时即加入抗氧剂。PP熔体与 铜接触会导致降解，应避免与铜接触或加入抗铜剂。PP制品进行退火处理后。能消除残留的内应力，并改善冲击强度。2、PP的加工方法的加工方法PP可用注塑、挤出及吹塑等方法成型加工。(1)注塑 选用通用注塑机，浇口随制品重量增大而加大，原料熔体指数中等 (MI 为14.5)。 具体成型工艺条件为:料筒温度后160180C、中180200、前200220，喷嘴200280，模 具温度6080。注塑压力4070MPa，注塑时间2060s，冷却时间
14、 2060s。(2)挤出 可生产膜、片、管及丝等制品。 挤出机的螺杆的加料段长度要比PE长，以克服热导率低 的缺点。 具体成型条件为:加料段180、其他250、最高达伸，拉伸倍率可达3倍以上拉伸后PP制品的强 度、冲击性、透明性、耐热性、表面光泽和阻隔性都有明显的提高。 聚丙烯塑料的改性品种聚丙烯塑料的改性品种1、茂金属茂金属PP(mPP)mPP的合成与mPE相似，以茂金属为催化剂，产品具有独特的间规立构规整性和与普通PP不同的 性能。mPP最早于1988年合成，目前的主要生产商有Fina、Hoechst、Exxon 和三井东压化学公司等。与 普通PP相比，mPP的流动性能好、强度高、硬度大、
15、耐热性好及熔点低，透明性、光泽和韧性优异。与PP相比，mPP的具体性能如下表所示。PP与mPP的性能比较 性能mPPPP性能mPPPP成型收缩率/%冲击强度/MPa弯曲模量/MPa热变形温度/1.95.116401020.83.262072断裂伸长率/%球压痕硬度 屈服应力/MPa87835165828mPP的加工可用传统PP的加工方法，但料筒温度要比普通PP低3040。mPP主要用于包装薄膜、汽车保险杠注塑件、片材及瓶等。Fina公司开发的InPP具有与PP共聚物类似的冲击强度、弯曲强度和透明性，硬度为其一半。用其 制成的流延膜，具有高的撕裂强度和冲击性，光洁度更高，热封温度更低。 日本三井
16、东压化学公司合成的mPP，相对密度为0.88，透明性及冲击性非常好。在橡胶和薄膜领域 可作片材、瓶及复合纤维。182、共聚共聚PP(PPC)PPC为丙烯与乙烯的共聚物，可分为无规共聚物 (PPR)和嵌段共聚物 (PPB)两种。PPR的含乙烯量为1%7%，与普通PP相比，其结晶度和熔点低、柔软透明、温度低于0时仍具 有良好的冲击强度，20时才达到应用极限，但其硬度、刚性、耐蠕变性等要比普通PP低10%15%， 具体性能如下表所示。主要用于上水管和供暖管。 性能PPPPBPPR热变形温度/ 脆化温度/ 悬臂梁冲击强度/MPa落球冲击强度/MPa拉伸强度/MPa硬度/R100110880.010.020.0530319090250.050.11.41.62325607010510150.020.050.10.1526288085PPB的含乙烯量为5%20%，它即有较好的刚性，又有好的低温韧性。主要用于大型容器、周转箱、 中空吹塑容器、机械零件、电线电缆包覆制品等。3、增强增强PP增强PP常用玻璃纤维为增强材料，增强不仅保留了PP原有的优良性能，还使拉伸强度、耐热性、刚 性、硬度、耐蠕变性
