什么是聚丙烯?一分鐘讀懂聚丙烯
- 發布時間:2019-05-10 05-10 16:04 作者:
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聚丙烯
聚丙烯,是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。按甲基排列位置分為等規聚丙烯(isotactic polypropylene)、無規聚丙烯(atactic polypropylene)和間規聚丙烯(syndiotactic polypropylene)三種。
甲基排列在分子主鏈的同一側稱等規聚丙烯,若甲基無秩序的排列在分子主鏈的兩側稱無規聚丙烯,當甲基交替排列在分子主鏈的兩側稱間規聚丙烯。一般工業生產的聚丙烯樹脂中,等規結構含量約為95%,其余為無規或間規聚丙烯。工業產品以等規物為主要成分。聚丙烯也包括丙烯與少量乙烯的共聚物在內。通常為半透明無色固體,無臭無毒。由于結構規整而高度結晶化,故熔點可高達167℃。耐熱、耐腐蝕,制品可用蒸汽消毒是其突出優點。密度小,是最輕的通用塑料。缺點是耐低溫沖擊性差,較易老化,但可分別通過改性予以克服。
共聚物型的PP材料有較低的熱變形溫度(100℃)、低透明度、低光澤度、低剛性,但是有更強的抗沖擊強度,PP的沖擊強度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150℃。由于結晶度較高,這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環境應力開裂問題。
PP的熔體質量流動速率(MFR)通常在1~100。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強度較低。對于相同MFR的材料,共聚型的抗沖強度比均聚型的要高。由于結晶,PP的收縮率相當高,一般為1.6~2.0%。
物理性能
聚丙烯為無毒、無臭、無味的乳白色高結晶的聚合物,密度只有0. 90--"0. 91g/cm3,是目前所有塑料中最輕的品種之一。它對水特別穩定,在水中的吸水率僅為0.01%,分子量約8萬一15萬。成型性好,但因收縮率大(為1%~2.5%).厚壁制品易凹陷,對一些尺寸精度較高零件,很難于達到要求,制品表面光澤好。
力學性能
聚丙烯的結晶度高,結構規整,因而具有優良的力學性能。聚丙烯力學性能的絕對值高于聚乙烯,但在塑料材料中仍屬于偏低的品種,其拉伸強度僅可達到30MPa或稍高的水平。等規指數較大的聚丙烯具有較高的拉伸強度,但隨等規指數的提高,材料的沖擊強度有所下降,但下降至某一數值后不再變化。
溫度和加載速率對聚丙烯的韌性影響很大。當溫度高于玻璃化溫度時,沖擊破壞呈韌性斷裂,低于玻璃化溫度呈脆性斷裂,且沖擊強度值大幅度下降。提高加載速率,可使韌性斷裂向脆性斷裂轉變的溫度上升。聚丙烯具有優異的抗彎曲疲勞性,其制品在常溫下可彎折106次而不損壞。
但在室溫和低溫下,由于本身的分子結構規整度高,所以抗沖擊強度較差。聚丙烯最突出的性能就是抗彎曲疲勞性,俗稱百折膠。
熱性能
聚丙烯具有良好的耐熱性,制品能在100℃以上溫度進行消毒滅菌,在不受外力的條件下,150℃也不變形。脆化溫度為-35℃,在低于-35℃會發生脆化,耐寒性不如聚乙烯。對于聚丙烯玻璃化溫度的報道值有一18qC, 0qC, 5℃等,這也是由于人們采用不同試樣,其中所含晶相與無定形相的比例不同,使分子鏈中無定形部分鏈長不同所致。聚丙烯的熔融溫度比聚乙烯約提高40一50%,約為164一170℃, 100%等規度聚丙烯熔點為176℃。
化學穩定性
聚丙烯的化學穩定性很好,除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外,對其它各種化學試劑都比較穩定,但低分子量的脂肪烴、芳香烴和氯化烴等能使聚丙烯軟化和溶脹,同時它的化學穩定性隨結晶度的增加還有所提高,所以聚丙烯適合制作各種化工管道和配件,防腐蝕效果良好。
電性能
它有較高的介電系數,且隨溫度的上升,可以用來制作受熱的電器絕緣制品。它的擊穿電壓也很高,適合用作電器配件等。抗電壓、耐電弧性好,但靜電度高,與銅接觸易老化。
耐候性
聚丙烯對紫外線很敏感,加入氧化鋅、硫代二丙酸二月桂酯、炭黑或類似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。
疏水參數計算參考值(XlogP):3.32、 氫鍵供體數量:03、 氫鍵受體數量:34、 可旋轉化學鍵數量:15、 互變異構體數量:6、 拓撲分子極性表面積(TPSA):29.5避免強氧化劑,氯,高錳酸鉀密閉,陰涼干燥處保存,確保有良好的通風。
特點
無毒、無味,密度小,強度、剛度、硬度耐熱性均優于低壓聚乙烯,可在100℃左右使用。具有良好的介電性能和高頻絕緣性且不受濕度影響,但低溫時變脆,不耐磨、易老化。適于制作一般機械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸、堿等有機溶劑對它幾乎不起作用,可用于食具。
聚丙烯具有許多優良特性:
1、相對密度小,僅為0.89-0.91,是塑料中最輕的品種之一。
2、良好的力學性能,除耐沖擊性外,其他力學性能均比聚乙烯好,成型加工性能好。
3、具有較高的耐熱性,連續使用溫度可達110-120℃。
4、化學性能好,幾乎不吸水,與絕大多數化學藥品不反應。
5、質地純凈,無毒性。
6、電絕緣性好。
7、聚丙烯制品的透明性比高密度聚乙烯制品的透明性好。
它有很多優點但也有缺點:
1、制品耐寒性差,低溫沖擊強度低。
2、制品在使用中易受光、熱和氧的作用而老化。
3、著色性不好。
4、易燃燒。
5、靜電度高,染色性、印刷性和黏合性差。
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