熱塑性塑料-聚丙烯

第二章熱塑性塑料第二節(jié)聚丙烯（PP）2.1聚丙烯的結(jié)構(gòu)（重點）2.2聚丙烯的性能(重點）2.3聚丙烯的應(yīng)用2.4聚丙烯的改性2.1聚丙烯的結(jié)構(gòu)<一>定義聚丙烯是丙烯的聚合產(chǎn)物。英文：polypropylene,縮寫為PP。<二>PP的聚合

Zieglar-Natta催化劑催化的陰離子配位聚合制成等規(guī)PP。該反應(yīng)的副產(chǎn)物是無規(guī)PP。<三>PP的三種不同立體構(gòu)型等規(guī)PP：結(jié)晶度高，占PP產(chǎn)量的95％。－塑料間規(guī)PP：結(jié)晶度低。目前產(chǎn)量少。高彈性熱塑性塑料或彈性體無規(guī)PP：不結(jié)晶，粘稠狀物質(zhì)，不能用做塑料。（Fischer投影圖）等規(guī)PP的等規(guī)度（等規(guī)指數(shù)）：等規(guī)聚合物所占的重量百分比。測量方法：一般指用正庚烷回流萃取，去掉無規(guī)聚合物及低分子量聚合物后的剩余物所占的百分比。（并不十分準(zhǔn)確!）等規(guī)指數(shù)越大，PP的結(jié)晶度越高，熔融溫度和耐熱性也增高，彈性模量、硬度、拉伸、彎曲、壓縮等強(qiáng)度皆提高，韌性則下降。<四>等規(guī)PP的鏈構(gòu)象（與聚乙烯對比）1.原子半徑和范德華半徑

原子或基團(tuán)范德華吸引力作用的范圍稱為范德華半徑，其大小與原子或集團(tuán)的體積有關(guān)（明顯大于原子或基團(tuán)的半徑）。當(dāng)兩個原子或基團(tuán)之間的距離小于它們的范德華半徑之和時，就會產(chǎn)生排斥作用，稱為一級近程排斥力。PE平面鋸齒構(gòu)象，Tg~-125oC2.等規(guī)PP的鏈構(gòu)象(與PE對比）2.53?PP螺旋構(gòu)象因甲基的空間位阻，PP分子鏈較僵硬，Tg～-10oC6.2?<五>等規(guī)PP的聚集態(tài)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)1.聚集態(tài)特征：等規(guī)PP在使用溫度范圍內(nèi)是大量結(jié)晶和無定形結(jié)構(gòu)共存。2.等規(guī)PP是高度結(jié)晶的聚合物：結(jié)晶度在50％～80％之間。3.等規(guī)PP具有多種不同的結(jié)晶結(jié)構(gòu)：α、β、γ、δ和擬六方型5種。α晶型是最常見，熱穩(wěn)定性最好,熔點176oC。4.等規(guī)PP結(jié)晶結(jié)構(gòu)的密度較?。害?，0.936g.cm-3（而PEα型為1.0g.cm-3）。5.影響等規(guī)PP結(jié)晶度的分子結(jié)構(gòu)因素（a）等規(guī)度（b）分子量（數(shù)均～38000～60000),結(jié)晶度

等規(guī)度增大分子量較低時（MFI大）：結(jié)晶度

分子量較大時（MFI?。航Y(jié)晶度不變6.等規(guī)PP的球晶結(jié)構(gòu)——在PP中易形成大球晶，對性能不利——透明度下降、抗沖擊性能變差PP球晶結(jié)構(gòu)——偏光顯微鏡照片影響球晶結(jié)構(gòu)因素晶核球晶尺寸熔融溫度和時間熔體溫度熔融時間晶核球晶尺寸冷卻速率速度慢驟冷生成大球晶嚴(yán)重“皮心”結(jié)構(gòu)加工剪切應(yīng)力晶核球晶尺寸成核劑晶核球晶尺寸一般采用中等降溫速率

2.2聚丙烯的性能<一>基本性質(zhì)無臭、無味、無毒；白色蠟狀物質(zhì)，但比PE透明；密度低：0.89-0.91g.cm-3，是最輕的塑料之一；容易燃燒。<二>力學(xué)性能強(qiáng)度、硬度和剛性明顯高于PE；具有優(yōu)良的耐彎折疲勞性能；抗沖擊性能、特別是低溫抗沖擊性差。等規(guī)度和分子量（MFI）對性能有很大影響。等規(guī)度增大，強(qiáng)度、剛度、硬度提高、抗沖擊性下降。分子量增大（MFI減?。瑥?qiáng)度、剛度、硬度降低、抗沖擊性能提高。結(jié)晶度提高剛度、硬度、強(qiáng)度、耐熱性、耐溶劑、氣液阻隔性能提高。韌性、抗沖擊性和透明度下降。大尺寸球晶對性能不利：斷裂伸長、韌性、抗沖擊性下降、透明度下降。<三>熱性能等規(guī)PP具有良好的耐熱性：輕載或無載條件下最高可在120oC下長期使用；短期可在150oC下使用；耐沸水、耐蒸汽性良好。等規(guī)PP是良好的絕熱保溫材料。<四>電性能等規(guī)PP具有優(yōu)異的電絕緣性；但由于低溫脆性、應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。等規(guī)度：耐熱性（熱變形溫度）：MFI：耐熱性（熱變形溫度）：

<五>耐化學(xué)藥品性耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)異。耐溶劑性優(yōu)良，只有在高溫下才能被溶解。很好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能。<六>環(huán)境性能耐候性差：叔碳上的氫易氧化，造成降解。Cu會加速PP的氧化降解。<七>加工特性PP吸水率低，加工前不必干燥；PP的熔體黏度對剪切速率和溫度都敏感；但對剪切速率更敏感。PP受熱易氧化：PP成型收縮率大，在加工中分子易取向；PP具有缺口敏感性：加工時應(yīng)注意：加入抗氧劑；減少受熱時間；受熱時避免與氧接觸；避免與Cu接觸；PP易成型：擠出與注射最常用。

<八>小結(jié)等規(guī)PP的性能優(yōu)勢：較好的耐熱性優(yōu)異的電絕緣性優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性優(yōu)異的抗彎曲疲勞性等規(guī)PP的性能缺點：耐老化性差抗沖擊，特別低溫沖擊性差結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的關(guān)系規(guī)律PE和PP耐溶劑性好的原因是？它們都是高度結(jié)晶的高分子材料；結(jié)晶性高分子材料的力學(xué)性能（強(qiáng)度、剛度、抗沖擊性能）與其結(jié)晶度密切相關(guān)；2.3聚丙烯的應(yīng)用醫(yī)用消毒器件：注射器、急救箱等耐水蒸汽無毒相對高的強(qiáng)度相對高的耐熱性優(yōu)異的耐腐蝕性優(yōu)異的電絕緣性食品、藥品包裝和日用品。輕載的機(jī)械、汽車零部件。耐熱、耐腐蝕的化工管道、容器、閥門配件等。電子、電氣配件(電信電纜絕緣、電器外殼）。PP保鮮盒PP醫(yī)用流量計PP閥門PP反應(yīng)釜PP薄膜電容器2.4聚丙烯的改性PP的改性方法填充：粉末狀礦物填料填充PP增強(qiáng)：用玻璃纖維增強(qiáng)PP共聚：與乙烯共聚無規(guī)共聚嵌段共聚共混：PP合金與HDPE共混與EPR和TPE共混與聚酰胺共混增韌、提高耐寒性；但強(qiáng)度和耐熱性降低增韌、提高耐熱、耐磨和強(qiáng)度。提高耐熱性、剛度、硬度；降低收縮和熱膨脹大幅度提高耐熱性、剛度、硬度；降低收縮和熱膨脹；工程塑料沖擊強(qiáng)度的意義以及測量方法沖擊是指在很短的時間內(nèi)施加一個很大的力或震動的過程。沖擊強(qiáng)度是衡量試樣在沖擊破壞過程中所吸收的能量的物理量，它反映了反映了材料抵抗裂紋擴(kuò)展和抗脆斷的能力。利用沖擊強(qiáng)度和溫度的關(guān)系曲線可以研究塑料的脆韌轉(zhuǎn)變溫度。

樣品夾在此處打擊錘頭擺錘沖擊強(qiáng)度的兩種測試模式（英國）GilbertIzod,'Testingbrittlenessofsteel',Engineering,25September1903,pp.431-2（法國）GeorgesCha