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聚丙烯类塑料简介聚丙烯树脂及纤维的结构性能及用途聚丙烯


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。
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,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烃厂(70kt/a)、 新疆独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%,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%。
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)
0.24 1019 2.15 0.0008 24.6
洛氏硬度
R100~110 耐电弧/s
185
摩擦系数
0.51
氧指数/%18源自磨痕宽度/mm10.4(1)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,有少量黑烟,熔融落滴,有石油气味。PP 的吸
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
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
0.90
热变形温度/℃(1.82MPa)
102
吸水率/% 成型收缩率/%
0.01 1~2.5
脆化温度/℃ 线膨胀系数/(×10-5K-1)
8­8℃ 6~10
拉伸强度/MPa 断裂伸长率/% 弯曲强度/MPa 压缩强度/MPa 缺口冲击强度/(kJ/m2)
29 >200
50 45 0.5
热导率/[W/(mK)] 体积电阻率/(Ω·cm) 介电常数(106HZ) 介电损耗角正切值(106HZ) 介电强度/(kv/mm)
制品
熔体流动指数/(g/10min)
管、板
0.15­0.85
丝类
1­8
中空吹塑
0.4­1.5
吹塑膜
8­12
双向拉伸膜
1­3
注塑制品
1­15
纤维
15­20
PP 制品的晶体属于球晶结构,具体形态有 α、β、γ 和拟六方晶型。α 晶型为单斜晶系,特点是常见、
15
热稳定性最好、力学性能好。熔点 176℃,相对密度 0.936;β 晶型属于六方晶系,一般不易得到,需要骤 冷或加 β 晶核才能得到,但它的冲击性能好,熔点 147℃,相对密度 0.922,制品表面多孔功粗糙;γ 晶型 属于三斜晶系,熔点 150,相对密度 0.946。形成的机会比 β 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。
聚丙烯树脂及纤维的结构、性能及用途
1.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
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