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聚丙烯的性能
发布时间：2020-09-30 浏览次数：1325
根据聚丙烯结构的不同,主要品种有均聚物、无规共聚物和嵌段共聚物或抗冲型共聚其性能亦有差异,使用时需予以注意。 1.化学性能和稳定性同其他烯烃一样,聚丙烯有优越的耐水、溶剂、润滑脂、油类、碱和其他化学药品的性能。除少数例外,在1℃下相当长的时间内,无机试剂对PP的影响极小,甚至没有影响。 温度和有机介质的极性是决定吸收程度的主要因素,当温度升高、介质的极性减弱时,吸收变大。在一些液体(如四氯化碳、二甲苯、溴、氯仿、松节油和石油醚)中有相当大的溶胀,同时拉伸强度明显降低。PP也会受到氧化剂(如98%硫酸和发烟硝酸)的侵蚀。 由于聚丙烯主链中的叔碳原子是易受到氧进攻的位置,未经稳定的聚丙烯在高温下会被氧化,首先在叔碳原子上形成氢过氧化物,另外在阳光下会很快发生光氧化。增加聚合物中的氧含量(主要是以羰基和羟基存在)会导致变色、有臭味、降低分子量和变脆。因此,在聚合物中必须添加稳定剂才能使用。 能够阻止自由基链式反应的热抗氧剂是一些受阻酚类,如抗氧剂1010、1076、CA。此外,使用氢过氧化物分解,如硫代二丙酸二月桂酯(DLTDP)和各种亚磷酸酯。因此,工业聚丙烯的稳定剂通常是由酚类抗氧剂和氢过氧化物分解剂所组成的混合物(0.1%-0.5%),它们有协同效应。 为了防止光降解,必须添加光稳定剂,如羟基苯甲酮、苯并三唑、水杨酸苯酯的各种衍生物,如UV-531、UV-326、UV-327和UV-P等。另外,镍的螯合物也很有效。 除上述基本稳定剂外,为了特殊用途还要加入其他添加剂。其中重要者之一是铜抑制剂(如草酸苯胺),用于PP和铜接触的配方中。有时还加入HCI剂,如环氧化物、硬脂酸钙。 2.物理性能与力学性能(1)密度和热性能密度(单位体积的质量)是单个分子的质量和堆砌方式的函数,烃类没有“重”原子,所以单位体积内分子的质量相当低,无定形烃类聚合物的密度一般为0.86-1.05g/cm³。无定形乙丙橡胶的密度比等规聚丙烯和聚乙烯低,但结晶结构的分子构型也影响密度,等规聚丙烯在结晶时采取螺旋形构型,这需要较多的空间,它的密度比锯齿形的聚乙烯低。因此,有人提出了像聚乙烯一样按密度对聚丙烯分类的新方案。尽管这一方案尚未采用,但通过密度(结晶度)了解聚丙烯的性能是有意义的。 聚丙烯的玻璃化温度(Tg),由于测定技术不同和受等规度和分子量的影响,文献中报道的值有较大差别。对于等规聚丙烯,Tg从-13℃至0℃。对于无规聚丙烯,则从-18℃至-5℃。 纯晶状聚丙烯的平衡熔点,用等温结晶聚内烯外推法求得的为187.3℃。这一温度比在正常分析条件下对商品聚丙烯测得的值高23~28℃。无规共聚物的熔点为135~145℃,髙速成型的则接近130℃。一般,熔点随共聚单体的含量增加而降低。等规聚丙烯的熔化热,随分析方法的不同,可从63J/g至260J/g。对于晶状样品,熔化热的可靠值为(165+18)J/g。它的比热容比聚乙烯低,而比聚苯乙烯高。因此,一台注塑机的注塑能力,使用聚丙烯时低于聚苯乙烯,而高于聚乙烯。 聚丙烯流动性比聚乙烯有更强的非牛顿性,它的剪切黏度对剪切很敏感,而对温度的依赖性也很大。在高温、高剪切下,聚丙烯会发生显著降解,从而使分子量降低,分子量分布变窄。另外,如在聚丙烯中添加少量添加剂,如有杋硅润滑脂、硬脂酸盐,可使熔体流动性提高。 (2)力学性能等规均聚丙烯是刚性的结晶物质,它的等规度越高,则结晶度越大,因而软化点、刚度、拉伸强度、杨氏模量和硬度等也越大。冲击强度也随等规度和熔体指数(190℃、10kg)而变化。即是说,增加无规物的相对含量会降低聚合物的结晶度,同时降低模量、刚性和硬度,而增加冲击强度。大多数工业聚丙烯的等规度大于90%,制品的结晶度为50%~60%。 聚丙烯在接近0℃时会变脆,甚至在室温下某些牌号的冲击强度也不大好。采用少量(4%~15%)乙烯的嵌段共聚物,则有较高的冲击强度和较低的脆化温度。近,由于气相聚合法的开发,橡胶含量增多,而开发出超高冲击聚丙烯,以满 足高度耐冲击制品的需要。另外,还开发出高熔体指数的高冲击聚丙烯,例如,对于洗衣缸,起初MI为10g/10min,而现在用MI为30g/10min的聚丙烯,甚至可用MI为45~70g/10min的。 用高活性催化剂可合成高结晶聚丙烯(HCPP),它是高密度聚丙烯,同普通PP比较,具有优良的刚性、拉伸强度、耐热性等特点。用作双轴取向薄膜时,模量约增加10%~%,热收缩率大幅度下降。此外,这种高结晶聚丙烯结晶速率高、变形小、硬度高,因而可与ABS竞争,已用于家用电器如电饭煲和电磁灶等. 无规共聚丙烯的模量和拉伸强度比均聚物低,但它可在较低的温度下进行热复合。这类共聚物可作流延薄膜、复合薄膜及注塑制品。 (3)应力开裂制品中残留应力,或者在长期承受应力下,其部分区域会产生龟裂现象,这一现象称为应力开裂。有机溶剂和表面活性剂能显著地促进应力开裂,因此应力开裂试验一般在表面活性剂存在下进行。聚丙烯较聚乙烯和聚苯乙烯有更好的耐应力开裂性。聚丙烯的耐应力开裂性随分子量的增大而提高,共聚物的耐应力开裂性较均聚物为好。 上一篇：
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