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聚丙烯的（概述，特性，種類，分解，合成）
Release Time：2021-08-05聚丙烯的概述
聚丙烯塑料是一種熱塑性聚合物，可用于多種用途。它由單體丙烯通過鏈增長聚合工藝制成。聚丙烯塑料是一種結(jié)晶熱塑性塑料，常用于消費品，如包裝托盤、家居用品、電池盒和醫(yī)療設(shè)備。聚丙烯簡稱為PP。聚丙烯是一種由丙烯單體制成的熱塑性塑料，具有耐用、剛性和結(jié)晶性。它是一種具有線性結(jié)構(gòu)的碳?xì)錁渲?a href="http://www.yuchehui.cn/cn/goodss/32891_CG0266.html">聚丙烯的化學(xué)式為 (C3H6)n。聚丙烯塑料是當(dāng)今市場上最實惠的塑料之一。
聚丙烯的特性
1.聚丙烯的物理性質(zhì)
分子量和分子量分布、結(jié)晶度、共聚單體的形式和比例（如果使用）以及全同立構(gòu)規(guī)整度都會影響聚丙烯的性能。例如，全同立構(gòu)聚丙烯中的甲基取向在碳骨架的一側(cè)。這種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更高的結(jié)晶度和更硬的材料，比無規(guī)聚丙烯和聚乙烯更不易蠕變。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。在耐化學(xué)性降低的同時，甲基增加了機(jī)械性能和耐熱性。聚丙烯密度在 0.895 和 0.92 g/cm3 之間。因此，PP 是密度最低的產(chǎn)品塑料。可以以較低的密度制造重量較輕的成型零件和給定質(zhì)量塑料的更多零件。與聚乙烯不同，結(jié)晶區(qū)和非晶區(qū)的密度略有不同。另一方面，聚乙烯的密度可以顯著變化。PP 的楊氏模量范圍為 1300 至 1800 N/mm2。當(dāng)與乙烯共聚時，聚丙烯通常堅韌且用途廣泛。這有助于聚丙烯與作為工程塑料 (ABS) 的丙烯腈丁二烯苯乙烯等材料競爭。聚丙烯具有高抗疲勞性。由于聚丙烯有多個熔點，因此熔點是通過使用差示掃描量熱圖找到最高溫度來確定的。完全等規(guī)聚丙烯的熔點為 171 °C (340 °F)。商業(yè)等規(guī)聚丙烯的熔點在 160 至 166 °C（320 至 331 °F）之間變化，具體取決于無規(guī)含量和結(jié)晶度。結(jié)晶度為 30% 的間規(guī)聚丙烯的熔點為 130 °C (266 °F)。聚丙烯在低于 0 攝氏度的溫度下變脆。PP 具有顯著的熱膨脹性，但比聚乙烯略小。
2.聚丙烯的化學(xué)性質(zhì)
除了重氧化劑外，聚丙烯在室溫下耐脂肪和幾乎所有有機(jī)溶劑。PP 容器可用于儲存非氧化性酸和堿。PP 在高溫下可以溶解在非極性溶劑中，包括二甲苯、四氫萘和十氫化萘。由于叔碳原子，聚丙烯的耐化學(xué)性比聚乙烯低。
大多數(shù)商用聚丙烯是全同立構(gòu)的，結(jié)晶度介于低密度聚乙烯 (LDPE) 和高密度聚乙烯 (HDPE) (HDPE) 之間。在 140°C 時，全同和無規(guī)聚丙烯溶解在對二甲苯中。當(dāng)溶液冷卻至 25 °C 時，全同立構(gòu)部分沉淀，而無規(guī)立構(gòu)部分仍可溶于對二甲苯。
熔體流動速率 (MFR) 或熔體流動指數(shù) (MFI) 是衡量聚丙烯分子量的指標(biāo)。該指標(biāo)用于計算熔融原材料在精煉過程中流動的速度。在注塑或吹塑過程中，具有較高 MFR 的聚丙烯可以更容易地填充塑料模具。隨著熔體流動性的增加，某些物理特性（例如沖擊強(qiáng)度）會降低。
聚丙烯的種類
聚丙烯一般分為三種：
※均聚物
※無規(guī)共聚物
※嵌段共聚物。
共聚單體術(shù)語通常與乙烯一起使用。將乙丙橡膠或 EPDM 添加到聚丙烯均聚物（熱固性聚合物）中時，可提高其低溫沖擊強(qiáng)度 (LTIS)。隨著無規(guī)聚合的乙烯單體應(yīng)用于聚丙烯均聚物，聚合物的結(jié)晶度降低，熔點降低，聚合物變得更加透明。聚丙烯可分為
※無規(guī)聚丙烯，表示為PP-at。
※共規(guī)聚丙烯，表示為PP-st。
※等規(guī)聚丙烯，表示為PP-it。
甲基(-CH3)在無規(guī)聚丙烯中排列均勻，在間規(guī)聚丙烯中交替排列，在等規(guī)聚丙烯中均勻排列。這影響了材料的結(jié)晶度(非晶態(tài)或半晶態(tài))和熱性能。另一方面，無規(guī)聚丙烯是無定形的，缺乏規(guī)律性，使其難以結(jié)晶。各種聚丙烯的晶體結(jié)構(gòu)如下：
※工業(yè)產(chǎn)品中形成的等規(guī)聚丙烯結(jié)晶度高。大約30% - -60%。
※間規(guī)聚丙烯結(jié)晶性較差，而無規(guī)聚丙烯是無定形的(非結(jié)晶)。
※等規(guī)聚丙烯有多種晶體形式，每一種都有自己的聚合物鏈分子排列。在iPP中，-修飾是最常見的。折疊鏈狀的薄片被用來制造這些晶體。片層以“交叉孵化”的模式排列，這是一個顯著的特征。
由于無規(guī)聚丙烯是無定形的，它缺乏晶體結(jié)構(gòu)。由于它缺乏結(jié)晶性，即使在中等溫度下也很容易溶解，這使得它可以作為等規(guī)聚丙烯的副產(chǎn)物被提取出來。
聚丙烯的分解
紫外線照射對聚丙烯材料的影響
聚丙烯材料當(dāng)暴露于 100 °C 以上的溫度時，其鏈條會降解。氧化通常發(fā)生在叔碳中心，由于氧反應(yīng)導(dǎo)致鏈斷裂。裂紋和開裂是外部應(yīng)用惡化的跡象。各種聚合物穩(wěn)定劑，如紫外線吸收添加劑和抗氧化劑，如亞磷酸酯（例如三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯）和受阻酚，可以幫助防止聚合物降解。從混有淀粉的土壤樣品中分離出的微生物群落已經(jīng)證明了聚丙烯降解。作為可植入的網(wǎng)狀產(chǎn)品，已知聚丙烯會在人體內(nèi)降解。在網(wǎng)狀纖維的表面，受損材料形成樹皮狀涂層。
聚丙烯的合成
在氣相和淤漿反應(yīng)器中，聚合物圍繞多相催化劑顆粒構(gòu)建。在氣相聚合過程中，丙烯通過含有多相（固體）催化劑的床層，所得聚合物以細(xì)粉形式分離，然后轉(zhuǎn)化為粒料。未反應(yīng)的氣體被回收并泵回反應(yīng)器。液態(tài)丙烯在本體聚合中用作溶劑以防止聚合物沉淀。聚合在 60–80 °C 下進(jìn)行，壓力為 30–40 個大氣壓，用于保持丙烯液體。環(huán)流反應(yīng)器常用于本體聚合。由于聚合物在液態(tài)丙烯中的溶解度降低，本體聚合被限制為最多 5% 的乙烯作為共聚體。在淤漿聚合中，惰性稀釋劑如 C4-C6 烷烴（丁烷、戊烷或己烷）用于懸浮膨脹的聚合物顆粒。丙烯（三個碳烷烴鏈）以氣體形式引入混合物中。聚丙烯的立構(gòu)規(guī)整度，或甲基 (CH3) 相對于相鄰單體單元中甲基的取向，對其性能有重大影響。聚丙烯的立構(gòu)規(guī)整度可以通過選擇合適的催化劑來調(diào)節(jié)。
