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1、聚丙烯塑料的改性及应用项 目国内1国内2密度（g/cm3）1.561.26熔体流淌速率（g/10min）9.6拉伸强度（MPa）1.5911.0断裂伸长率（%）13846220体积电阻率（m）1.11012击穿强度（MV/m）29电导率（s/cm）4.6氧指数（%）4239垂直燃烧UL94 V-0烟密度Dm（有焰法）55HCL气体发生量3.7热老化100、240h拉伸强度（MPa）/变化率（%）15.4/-3断裂伸长率（%）/变化率（%）130/-61.1.2 玻纤增强聚丙烯23玻璃纤维添加到聚丙烯中可提高拉伸强度、弯曲弹性模量、洛氏硬度以及热变形温度等，其电性能不受阻碍，耐化学腐蚀性、耐水性
2、等不变，只是断裂伸长率显著降低，缺口冲击强度变化不大。随玻纤含量增加，增强聚丙烯的性能见表34。表34 玻纤增强聚丙烯的性能性能玻纤含量（%）102030密度（g/cm3）0.961.031.12吸水率（%）（23，平稳）（100，24h）0.100.080.100.130.100.20拉伸强度（MPa）54.078.090.0断裂伸长率（%）432弯曲强度（MPa）（23/100）75/30100/45120/58弯曲弹性模量（MPa）（23/100）2600/12004000/20005500/3000悬臂梁缺口冲击强度（KJ/m2）479洛氏硬度（R）105107107维卡软化点（）15
3、6161161热变形温度（）155160162线膨胀系数（m/m/）6.510-54.810-53.710-5成型收缩率（%）0.60.40.3介电系数，106赫2.22.22.2介质损耗角正切值，106赫210-4210-4210-4体职电阻（cm）101610161016耐电压强度（KV/cm），3mm厚303030玻纤增强聚丙烯的抗蠕变性得到改善，能够比聚碳酸酯、耐热ABS、聚甲醛等塑料的性能更好。此外在150下保持1500小时，其拉伸强度和热变形温度都可不能下降，在沸水和水蒸汽中可长期使用。玻纤增强聚丙烯的加工流淌性因玻纤的存在有所下降，但与其它塑料相比，仍旧属良好的加工流淌性。提高成
4、型加工温度可使其流淌性得到改善。通常制备玻纤增强聚丙烯是将长纤维从靠近机头一端的加料口加入，直截了当与已熔融的聚丙烯物料混合，这要紧是为幸免在双螺杆挤出机中停留时刻过长而被多次剪切，长径比减小，阻碍增强成效。纤维的长度（指在最后成型的塑料制品中）应在0.11mm范畴内，如长度低于0.04mm，则会大大阻碍增强成效。此外玻纤表面处理也十分重要。使用硅烷偶联剂，如TTS，能够使玻纤与PP之间有专门好的相界面。中科院化学所研制的玻纤增强聚丙烯及国内外部分厂家同类产品的性能见表3524。表35 玻纤增强聚丙烯的性能 产品种类项 目Chisso（日）GCS20达特（美）J-60/40Himont（美）M
5、oplen HP44GM盘锦化学所KH-GFPP3填料含量/%（w）20404420（GF）24（GF）熔体流淌速率/（g/10min）704.00.72.4拉伸强度/MPa31.952.551.03258断裂伸长率/%3353328冲击强度缺口/（J/m）50.064.055.012389缺口/（kJ/m2）6.8无缺口/（kJ/m2）49.8弯曲强度/MPa97.085.04687模量/GPa4.486.97.03.63.52 改性聚丙烯进展动向聚丙烯在生产数量迅速进展的同时，也在性能上不断出新，使其应用的广度和深度不断变化，近年来或者通过在聚合反应时加以改进，或者在聚合后造粒时采取措施，
6、有一些更具专门性能的聚丙烯新的品种问世，如透亮聚丙烯、高熔体强度聚丙烯等。2.1透亮改性PP的结晶是造成不透亮的要紧缘故，利用急冷冻结PP的结晶趋向，能够得到透亮的薄膜，但有一定壁厚的制品，因热传导需要时刻，芯层不可能迅速被冷却冻结，因此关于有一定厚度的制品不能希望用急冷的方法提高透亮度，必须从PP的结晶规律和阻碍因素入手。经一定技术手段得到的改性PP，可具有优良的透亮性和表面光泽度，甚至能够和典型的透亮塑料（如PET、PVC、PS等）相比美。透亮PP更为优越的是热变形温度高，一样可高于110，有的甚至可达135，而上述三种透亮塑料的热变形温度都低于90。由于透亮PP的性能优势明显，近年来在全
7、球都得以迅速进展，应用领域从家庭日用品到医疗器械，从包装用品到耐热器皿（微波炉加热用），都在大量使用。PP的透亮性提高可通过以下三种途径：（1）采纳茂金属催化剂聚合出具有透亮性的PP；（2）通过无规共聚得到透亮性PP；（3）在一般聚丙烯中加入透亮改性剂（要紧是成核剂）提高其透亮性。4.1.1国内外进展态势 据日本理化株式会社介绍，日本7%的PP为透亮PP，透亮PP的产量在400kt/a以上。日本透亮PP市场以微波炉炊具及家具两方面的消耗量最大。日本出光化学公司制造出与PVC具有同样透亮性和光泽性的透亮PP，现在能够广泛替代一般透亮PVC制作文具、笔记本一类的包装物，价格只相当于PVC的20%-
8、30%，1999年出售了1200 t透亮PP。 韩国LG Caitex公司将透亮PP作为PET的替代品推向市场，应用于水瓶、洗涤剂瓶、个人护理品的包装等方面。Fina公司市场部声称，他们的透亮PP新产品将打人具有300kt/a市场容量的PS食品包装。 德国BASF公司的PP无规共聚物Novolen3248 TC，具有高流淌性（熔体流淌速率为48g/l0min）、低翘曲性，透亮度达90%，雾度10%，适用于薄壁包装与日用品。Solvay公司研制的PP无规共聚物EltexPKLl76，含有乙烯和透亮剂，要紧用于制造单层透亮瓶和挤压片材，片材可热压成型各种容器及装饰品。其产品具有玻璃般的光泽、专门好
9、的化学稳固性、耐环境应力开裂性和冲击强度。 德国Schneioler公司和Klein公司用透亮聚丙烯替代PVC用于透亮硬包装。 美国Amoco公司用透亮改性剂生产的聚丙烯树脂经注、拉、吹工艺加工而成的水瓶可替代聚酯水瓶。 Montell Polyolefins公司最近推出了烯烃改性PP树脂，牌号分别为273RCXP和276RCXP，要紧用于注塑成型。两种牌号的树脂都没有添加成核剂和透亮助剂，其中273RCXP树脂的熔体速率为14g/10min，表现出低的气味性以及好的耐应力发白性能。该树脂的透光性能相当于最好的PP无规共聚物，具有较高的光泽度，可制作成母粒形状用于生产固体或类似于用尼龙做成的半
10、透亮色母粒。276RCXP树脂的熔体流淌速率为16g/l0min，透光性和光泽度稍差些，但该树脂却展现出极佳的低温冲击性能，在低温下储藏后能经反复加热且耐冲击，可制作放于微波炉中的容器。品级为721RCW的树脂，熔体指数为l0g/l0min，要紧用于挤吹成型或浇铸成型，树脂具有极佳的透亮度、光泽度和低的雾度、宽的热粘着区域以及118120的封合温度。该树脂用于单层薄膜或在共挤塑结构中的粘接层。 日本Idemitsu Petrochemical采纳加工技术于1985年研制开发出透亮PP片材。该技术是使PP树脂在熔融状态下挤出后，通过快速冷却结晶、改进热处理技术以及Idemitsu公司的结晶操纵技
11、术和高温表面处理技术来大大提高PP片材的透亮度。该技术已获得发明专利。 随着透亮PP的开发和不断改进，市场需求量在快速上升，据悉，世界2001年市场容量总计达15001600kt/a，估量2005年市场需求量可达2000-2500kt/a。 国内透亮PP的研制及其开发应用较为滞后，但进展却专门迅速。据初步调研，目前国内透亮PP已广泛应用于薄膜、片材、塑杯、微波炉及其他的注塑制品等方面。使用透亮PP的厂家要紧集中在东南沿海都市。1996年我国对透亮PP的需求量为5kt，且全部依靠进口，2000年市场需求量在100kt/a左右，随着应用领域的进一步开拓，到2005年国内需求量达到200300kt/
12、a。透亮PP需求量的不断扩大刺激了国内PP生产厂家的开发热情。扬子石油化工股份研究院以PPF401及其相近牌号的PP为基料，采纳DBS系列成核剂进行了透亮PP制备技术开发和市场推广应用工作，取得了较好的进展，相关产品已进入市场。另外，基于本公司生产的一般PP，通过添加适量的透亮剂及其他相关助剂，优化配方设计，调整加工工艺，在工业装置上生产透亮PP专用料PPJ301G，该专用料不仅具有一般PP质轻、耐高温、易加工成型等特点，其透亮性、表面光泽度可与其他一些透亮高分子材料相比美，而且热变形温度、弯曲弹性模量等力学性能指标也明显提高。2001年，扬子石化又开发出PIYF680、PFF700两种透亮专
13、用料。洛阳石化总厂研究因此均聚聚丙烯PPF401为基础树脂，通过添加透亮剂和自制母粒A、B，制得了透亮PP片材专用料。实验说明，用双螺杆挤出和后加透亮剂的工艺制得的物料性能好，透亮剂显著提高了专用料的透亮性和光泽度，添加专门的母粒改善了专用料的抗冲击、防老化等性能。上海石化公司推出的新催化剂体系聚合而成的双峰分子量分布聚丙烯，具有高刚性、高透亮度和较好的热稳固性，PP的挠曲模量可提高45%，从1500MPa提高到2200MPa。这种透亮PP可用于生产高温下使用的食品容器和一些需要光泽度及挺括度都好的制品，如洗涤剂瓶、矿泉水瓶等。此外还开发了高熔体流淌速率的无规共聚产品，具有高流淌性、高透亮度、
14、高光泽度和抗静电等特点，专门适用于对透亮度要求高的注塑成型容器和薄壁包装盒等。4.1.2加入成核剂提高透亮度改性原理在差不多聚合好的聚丙烯中加入成核剂，能够改变其结晶行为，从而提高其透亮性，这是目前最为常用的方法。PP在从熔融状态逐步冷却时，其结晶行为能够分为均相成核和异相成核两种情形。均相成核：仅靠PP大分子链段自主运动，在温度低到某一范畴时，某一部分领先形成结晶的核心，再逐步扩展成为有序排列的结晶区。异相成核：PP的大分子链依附于除PP以外的其它物质上进行有序排列。这些物质能够是残存在聚合物中的催化剂或丙烯单体中就已夹杂的杂质，也能够是有意加入的有机或无机物。在PP中加入透亮改性剂成核剂，使其起到晶核的作用，使PP大分子在冷却过程中，均相成核减弱，异相成核增强，而且随着晶核数目的增加，PP结晶形成的微晶数量增多，晶体尺寸变细，就有利于提高其透光性。加入的成核剂能够分为不熔物透亮改性剂和可熔物透亮改性剂两大类。前者如滑石粉、苯甲酸钠、有机磷酸盐等，后者如山梨醇缩合物等，可事先熔化并与熔融的PP形成均相物，而在体系冷却时，透亮改性剂先结晶成纤维状网络，纤维直径只有10nm左右，小于可见光波长。PP的大分子以这些网络纤维为核逐步结晶，即可得到微细的结晶。4.1.3
