聚丙烯-热塑性塑料..ppt

第二章 热塑性塑料 第二节 聚丙烯（PP） 2.1 聚丙烯的结构（重点） 2.2 聚丙烯的性能 (重点） 2.3 聚丙烯的应用 2.4 聚丙烯的改性 2.1 聚丙烯的结构 一 定义 聚丙烯是丙烯的聚合产物。 英文：polypropylene, 缩写为PP。 二 PP的聚合 Zieglar-Natta催化剂催化的阴离子配位聚合制成等规PP。 该反应的副产物是无规PP。 三 PP的三种不同立体构型 等规PP：结晶度高，占PP产量的95％。－塑料 间规PP：结晶度低。目前产量少。高弹性热塑性塑料或弹性体 无规PP：不结晶，粘稠状物质，不能用做塑料。 （Fischer投影图） 等规PP的等规度（等规指数）：等规聚合物所占的重量百分比。 测量方法：一般指用正庚烷回流萃取，去掉无规聚合物及低分子量聚合物后的剩余物所占的百分比。（并不十分准确!） 四 等规PP的链构象（与聚乙烯对比） 1. 原子半径和范德华半径 原子或基团范德华吸引力作用的范围称为范德华半径，其大小与原子或集团的体积有关（明显大于原子或基团的半径）。 当两个原子或基团之间的距离小于它们的范德华半径之和时，就会产生排斥作用，称为一级近程排斥力。 PE平面锯齿构象，Tg~-125oC 2. 等规PP的链构象(与PE对比） 2.53? PP螺旋构象 因甲基的空间位阻，PP分子链较僵硬， Tg～-10oC 6.2 ? 五 等规PP的聚集态和结晶结构 1.聚集态特征：等规PP在使用温度范围内是大量结晶和无定形结构共存。 2. 等规PP是高度结晶的聚合物：结晶度在50％～80％之间。 3. 等规PP具有多种不同的结晶结构： α、β、γ、δ和拟六方型5种。 α晶型是最常见，热稳定性最好,熔点176oC。 4. 等规PP结晶结构的密度较小： α，0.936 g.cm-3（而PE α型为1.0 g.cm-3）。 5. 影响等规PP结晶度的分子结构因素 （a）等规度 （b）分子量（数均～38000～60000)?,结晶度? 等规度增大 分子量较低时（MFI大）：结晶度 ? 分子量较大时（MFI小）：结晶度 不变 6. 等规PP的球晶结构——在PP中易形成大球晶，对性能不利——透明度下降、抗冲击性能变差 PP球晶结构——偏光显微镜照片 影响球晶结构因素 晶核 球晶尺寸 熔融温度和时间 熔体温度 熔融时间 晶核 球晶尺寸 冷却速率 速度慢 骤冷 生成大球晶 严重“皮心”结构 加工剪切应力 晶核 球晶尺寸 成核剂 晶核 球晶尺寸 一般采用中等降温速率 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2.2 聚丙烯的性能 一 基本性质 无臭、无味、无毒； 白色蜡状物质，但比PE透明； 密度低：0.89-0.91g.cm-3，是最轻的塑料之一； 容易燃烧。 二 力学性能 强度、硬度和刚性明显高于PE； 具有优良的耐弯折疲劳性能； 抗冲击性能、特别是低温抗冲击性差。 等规度和分子量（MFI）对性能有很大影响。 等规度增大，强度、刚度、硬度提高、抗冲击性下降。 分子量增大（MFI减小），强度、刚度、硬度降低、抗冲击性能提高。 结晶度提高 刚度、硬度、强度、耐热性、耐溶剂、气液阻隔性能提高。 韧性、抗冲击性和透明度下降。 大尺寸球晶对性能不利：断裂伸长、韧性、抗冲击性下降、透明度下降。 三 热性能 等规PP具有良好的耐热性： 轻载或无载条件下最高可在120oC下长期使用； 短期可在150oC下使用； 耐沸水、耐蒸汽性良好。 等规PP是良好的绝热保温材料。 四 电性能 等规PP具有优异的电绝缘性； 但由于低温脆性、应用领域受到限制。 等规度： 耐热性（热变形温度）： MFI： 耐热性（热变形温度）： ? ? ? ? 五 耐化学药品性 耐化学腐蚀性优异。 耐溶剂性优良，只有在高温下才能被溶解。 很好的耐环境应力开裂性能。 六 环境性能 耐候性差：叔碳上的氢易氧化，造成降解。 Cu会加速PP的氧化降解。 七 加工特性 PP吸水率低，加工前不必干燥； PP的熔体黏度对剪切速率和温度都敏感； 但对剪切速率更敏感。 PP受热易氧化： PP成型收缩率大，在加工中分子易取向； PP具有缺口敏感性： 加工时应注意： 加入抗氧剂； 减少受热时间； 受热时避免与氧接触； 避免与Cu接触； PP易成型：挤出与注射最常用。  八 小结 等规PP的性能优势： 较好的耐热性 优异的电绝缘性 优良的耐化学药品性 优异的抗弯曲疲劳性 等规PP的性能缺点： 耐老化性差 抗冲击，特别低温冲击性差 结构与力学性能的关系规律 PE和PP耐溶剂性好的原因是？它们都是高度结晶的高分子材料； 结晶性高分子材料的力学性能（强度、刚度、抗冲击