簡介
編輯聚丙烯 (PP),也稱為聚丙烯,是一種用途廣泛的熱塑性聚合物。 它是通過單體丙烯的鏈增長聚合生產的。
聚丙烯屬于聚烯烴類,是部分結晶和非極性的。 其性能與聚乙烯相似,但硬度稍高,耐熱性更好。 它是一種白色的機械堅固材料,具有很高的耐化學性。
Bio-PP 是聚丙烯 (PP) 的生物基對應物。
聚丙乙烯是生產第二廣泛的商品塑料(僅次于聚乙烯)。 2019年,全球聚丙烯市場價值1260.3億美元。 預計到 2019 年收入將超過 1450 億美元。預計到 2021 年,這種材料的銷售額將以每年 5.8% 的速度增長。
歷史
編輯Phillips 石油化學家 J. Paul Hogan 和 Robert Banks 于 1951 年首次證明了丙烯的聚合。Giulio Natta 和 Karl Rehn 于 1954 年 3 月發現了立體選擇性聚合到全同立構的聚合。這一開創性發現導致全同立構聚丙烯的大規模商業化生產 由意大利公司 Montecatini 從 1957 年開始生產。 間規聚丙烯也是納塔首先合成的。
化學和物理性質
編輯聚丙烯在許多方面與聚乙烯相似,尤其是在溶液行為和電性能方面。 甲基提高了機械性能和耐熱性,盡管耐化學性降低了。 聚丙烯的性能取決于分子量和分子量分布、結晶度、共聚單體(如果使用)的類型和比例以及等規度。 例如,在全同立構聚丙烯中,甲基定向在碳主鏈的一側。 這種排列產生了更大程度的結晶度,并導致比無規立構聚丙烯和聚乙烯更能抵抗蠕變的更硬材料。
機械性能
PP的密度在0.895~0.92g/cm3之間。 因此,PP是密度最低的商品塑料。 具有較低的密度,可以生產重量較輕的成型件和一定質量塑料的更多零件。 與聚乙烯不同,結晶區和非晶區的密度僅略有不同。 但是,聚乙烯的密度會隨著填料的不同而發生顯著變化。
PP 的楊氏模量在 1300 到 1800 N/mm2 之間。
聚丙烯通常堅韌而柔韌,尤其是與乙烯共聚時。 這使得聚丙烯可以用作工程塑料,與丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 等材料競爭。 聚丙乏相當經濟。
聚丙累具有良好的抗疲勞性。
熱性能
聚丙烯的熔點出現在一個范圍內,所以熔點是通過找出差示掃描量熱圖的最高溫度來確定的。 完全等規聚丙烯的熔點為 171°C (340°F)。 商業等規聚丙烯的熔點范圍為 160 至 166 °C(320 至 331 °F),具體取決于無規材料和結晶度。 結晶度為 30% 的間規 PP 的熔點為 130 °C (266 °F)。 低于 0°C,PP 變脆。
PP的熱膨脹很大,但比聚乙烯小一些。
化學性質
聚丙膩在室溫下耐脂肪和幾乎所有有機溶劑,強氧化劑除外。 非氧化性酸和堿可以儲存在 PP 制成的容器中。 在高溫下,PP 可以溶解在非極性溶劑中,例如二甲苯、萘滿和萘烷。 由于叔碳原子,PP 的耐化學性低于 PE(參見 Markovnikov 規則)。
大多數商用聚丙烯是全同立構的,結晶度介于低密度聚乙烯 (LDPE) 和高密度聚乙烯 (HDPE) 之間。 等規& 無規立構聚丙烯在 140°C 時可溶于對二甲苯。 當溶液冷卻至 25°C 時,全同立構沉淀物析出,無規立構部分仍可溶于對二甲苯。
熔體流動速率 (MFR) 或熔體流動指數 (MFI) 是聚丙烯分子量的量度。
該措施有助于確定熔融原料在加工過程中流動的難易程度。 具有較高 MFR 的聚丙烯在注塑或吹塑生產過程中更容易填充塑料模具。 然而,隨著熔體流動的增加,某些物理性能(如沖擊強度)將降低。
聚丙烯一般分為三種類型:均聚物、無規共聚物和嵌段共聚物。 共聚單體通常與乙烯一起使用。 在聚丙烯均聚物中加入乙丙橡膠或三元乙丙橡膠可提高其低溫沖擊強度。 在聚丙烯均聚物中加入無規聚合的乙烯單體,降低了聚合物的結晶度,降低了熔點,使聚合物更加透明。
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