聚丙烯物理化学性能 (2).doc

第二节 聚丙烯（PP） 2.1 聚丙烯的结构 一 定义 聚丙烯是丙烯的聚合产物。 CH2CH n CH3 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 聚丙烯大分子链上侧甲基的空间位置有三种不同的排列方 式，即等规、间规和无规．由于侧甲基的位阻效应，使得聚 丙烯分子链以三个单体单元为一个螺旋周期的螺旋形结构。 由于侧甲基空间排列方式不同，其胜能也就有所不同。等规 聚丙烯的结构规整性好，具有高度的结晶性，熔点高，硬度 和刚度大，力学性能好；无规聚丙烯为无定型材料，是生产 等规聚丙烯的副产物，强度很低，其单独使用价值不大，但 作为填充母料的载体效果很好，还可作为聚丙烯的增韧改性 剂等。间规聚丙烯的性能介于前两者之间，结晶能力较差， 硬度与刚度小，但冲击性能较好。、 等规 PP 的等规度（等规指数）是指等规聚合物所占的重量 百分比，一般是由正庚烷回流萃 分子量聚合物后的剩余物，用质量分数（%）表示。这仅仅 是一种粗略的量度，因为某些高分子量的无规异构体以及高  分子量的等规、无规、间规嵌段分子链在正庚 聚丙烯中侧甲基的存在，使分子链上交替出现叔碳原子，而 叔碳原子极易发生氧化反应，导致聚丙烯的耐氧化性和耐辐 射性差，因此使得聚丙烯的化学性质与聚乙烯相比有较大改 变，在热和紫外线以及其他高能射线的作用下更易断链而不 是交联。 四 等规 PP 的聚集态和结晶结构 聚丙烯制品的晶体属球晶结构，具体形态有α、β、γ和拟 六方 4 种晶型，不同晶型的聚合物在性能上有差异，α晶 型属单斜晶系，它是最常见、热稳定性最好、力学性能好的 晶型，熔点为 176，相对密度 0.936；β晶型属六方晶系， 它不易得到，一般骤冷或加月晶  型成核剂可得到，但它的冲击性能好，熔点 147 ℃ ，相对 密度 0.922 ，制品表面多孔或粗糙；γ晶型属三斜晶系， 熔点 150℃ ，相对密度为 0.946 ，形成的机会比β晶型还 少，在特定条件下才可获得；拟六方为不稳定结构，骤冷可 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、透明隆差， 而小球晶则正相反。 2.2 聚丙烯的性能 1、 基本性能 聚丙烯树脂为白色蜡状物固体，它的密度很低，在 0.89 一 0.92g /cm3 之间，是塑料材料中除 4-甲基-1-烯（P4MP ） 之外最轻的品种。聚丙烯综合性能良好，原料来源丰富，生 产工艺简单，而且价格低廉。 2、力学性能 力学性能聚丙烯的力学性能与聚乙烯相比，其强度、刚度和 硬度都比较高，光泽性也好。但在塑料材料中仍属于偏低的。 如果需要高强度时，可选用高结晶聚丙烯或填充、增强聚丙 烯。聚丙烯的冲击强度对温度的依赖性很大，其冲击强度较 低，特别是低温冲击强度低。聚丙烯的冲击强度还与分子量、 结晶度、结晶尺寸等因素有关。聚丙烯还具有优良的抗弯曲  疲劳性，其制品在常温下可弯折 106次而不损坏。 3、热性能 聚丙烯具有良好的耐热性。可在 100℃ 以上使用，轻载下可 达 120℃ ，无载条件下最高连续使用温度可达 120℃ ，短 期使用温度为 150℃ 。聚丙烯的耐沸水、耐蒸汽性良好，特 别适于制备医用高压消毒制品。聚丙烯的热导率约为 0.15～ 0.24W/( m·K ) , 要小于聚乙烯热导率，是很好的绝热保 温材料。 4、耐化学药品性能 聚丙烯是非极性结晶型的烷烃类聚合物，具有很高的耐化学 腐蚀性。在室温下不溶于任何溶剂，但可在某些溶剂中发生 溶胀。聚丙烯可耐除强氧化剂、浓硫酸以及浓硝酸等以外的 酸、碱、盐及大多数有机溶剂（如醇、酚、醛、酮及大多数 狡酸等）, 同时，聚丙烯还具有很好的耐环境应力开裂性， 但芳香烃、氯代烃会使其溶胀，高温时更显著。如在高温下 可溶于四氢化萘、十氢化萘以及 1 , 2 , 4-三氯代苯等。 5、电性能 聚丙烯为一种非极性的聚合物，具有优异的电绝缘性能。其 电性能基本不受环境湿度及电场频率改变的影响，是优异的 介电材料和电绝缘材料，并可作为高频绝缘材料使用。聚丙 烯的耐电弧性很好，在 130～180s 之间，在塑料材料中属于 较高水平．由于聚丙烯低温脆性的影响，其在绝缘领域的应  用远不如聚乙烯和聚氯乙烯广泛，主要用于电信电缆的绝缘 和电器外壳。 6、环境性能 聚丙烯的耐候性差，叔碳原子上的氢易氧化，对紫外线很敏 感，在氧和紫外线作用下易降解。未加稳定剂的聚丙烯粉料， 在室内放置 4 个月性能就急剧变坏，经