聚丙烯
聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,简称PP,系白色蜡状材料,外观透明而轻,熔点高达167℃,于1954年由G.纳塔首先合成123。
聚丙烯按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种,具有无毒、无味、密度小、耐热性高、不吸水、电绝缘性好的特点,广泛应用于纤维制品、医疗器械、汽车、化工容器等产品的生产,也用于食品、药品的包装2。
基本信息
- 中文名
聚丙烯
- 英文名
Polypropylene4
- 别称
丙纶、聚丙烯纤维、丙纶短纤维、聚丙烯短纤维、丙纶短纤
- 化学式
(C3H6)n
- 熔点
164~170℃
研究简史
1954年,G·纳塔首先将丙烯聚合成聚丙烯(采用铝钛的氯化物做催化剂),并创立了定向聚合理论,引起了人们的关注6。
1957年,意大利的蒙特卡提尼公司和美国赫克勒斯(Hecules)公司分别建立了6000t/a和9000t/a的聚丙烯生产装置6。
20世纪60年代后期到70年代中期,聚丙烯进入了大发展时期6。
80年代至今,聚丙烯产量在合成树脂中居于前列,现在仅低于聚乙烯,居第2位6。
中国于1962年开始研究聚丙烯生产工艺6。从20世纪80年代开始,聚丙烯在中国发展迅速。我国引进了一些先进的关于聚丙烯生产技术和生产设备,先后建立了燕山、扬子、辽阳等一批大中型聚丙烯生产设施,各地也兴建了大量小型散装聚丙烯生产设施,并对缓解供需矛盾起到了一定的作用。生产规模的大幅度增加,促使我国聚丙烯树脂生产进入了快速发展阶段 7。2012年,我国PP生产能力达到1296.7万吨8。2015年,我国PP产能为2013万吨/年9。
理化性质
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,密度只有0. 90--"0. 91g/cm3,是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(为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。
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。等规指数较大的聚丙烯具有较高的拉伸强度,但随等规指数的提高,材料的冲击强度有所下降,但下降至某一数值后不再变化。
温度和加载速率对聚丙烯的韧性影响很大。当温度高于玻璃化温度时,冲击破坏呈韧性断裂,低于玻璃化温度呈脆性断裂,且冲击强度值大幅度下降。提高加载速率,可使韧性断裂向脆性断裂转变的温度上升。聚丙烯具有优异的抗弯曲疲劳性,其制品在常温下可弯折106次而不损坏。
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。聚丙烯最突出的性能就是抗弯曲疲劳性,俗称百折胶。
热性能
聚丙烯具有良好的耐热性,制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌,在不受外力的条件下,150℃也不变形。脆化温度为-35℃,在低于-35℃会发生脆化,耐寒性不如聚乙烯。对于聚丙烯玻璃化温度的报道值有一18qC, 0qC, 5℃等,这也是由于人们采用不同试样,其中所含晶相与无定形相的比例不同,使分子链中无定形部分链长不同所致。聚丙烯的熔融温度比聚乙烯约提高40一50%,约为164一170℃, 100%等规度聚丙烯熔点为176℃。
化学稳定性