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聚丙烯的性能
發(fā)布時間:2020-09-30 瀏覽次數(shù):1366
根據(jù)聚丙烯結構的不同,主要品種有均聚物、無規(guī)共聚物和嵌段共聚物或抗沖型共聚其性能亦有差異,使用時需予以注意。 1.化學性能和穩(wěn)定性同其他烯烴一樣,聚丙烯有優(yōu)越的耐水、溶劑、潤滑脂、油類、堿和其他化學藥品的性能。除少數(shù)例外,在1℃下相當長的時間內,無機試劑對PP的影響極小,甚至沒有影響。 溫度和有機介質的極性是決定吸收程度的主要因素,當溫度升高、介質的極性減弱時,吸收變大。在一些液體(如四氯化碳、二甲苯、溴、氯仿、松節(jié)油和石油醚)中有相當大的溶脹,同時拉伸強度明顯降低。PP也會受到氧化劑(如98%硫酸和發(fā)煙硝酸)的侵蝕。 由于聚丙烯主鏈中的叔碳原子是易受到氧進攻的位置,未經穩(wěn)定的聚丙烯在高溫下會被氧化,首先在叔碳原子上形成氫過氧化物,另外在陽光下會很快發(fā)生光氧化。增加聚合物中的氧含量(主要是以羰基和羥基存在)會導致變色、有臭味、降低分子量和變脆。因此,在聚合物中必須添加穩(wěn)定劑才能使用。 能夠阻止自由基鏈式反應的熱抗氧劑是一些受阻酚類,如抗氧劑1010、1076、CA。此外,使用氫過氧化物分解,如硫代二丙酸二月桂酯(DLTDP)和各種亞磷酸酯。因此,工業(yè)聚丙烯的穩(wěn)定劑通常是由酚類抗氧劑和氫過氧化物分解劑所組成的混合物(0.1%-0.5%),它們有協(xié)同效應。 為了防止光降解,必須添加光穩(wěn)定劑,如羥基苯甲酮、苯并三唑、水楊酸苯酯的各種衍生物,如UV-531、UV-326、UV-327和UV-P等。另外,鎳的螯合物也很有效。 除上述基本穩(wěn)定劑外,為了特殊用途還要加入其他添加劑。其中重要者之一是銅抑制劑(如草酸苯胺),用于PP和銅接觸的配方中。有時還加入HCI劑,如環(huán)氧化物、硬脂酸鈣。 2.物理性能與力學性能(1)密度和熱性能密度(單位體積的質量)是單個分子的質量和堆砌方式的函數(shù),烴類沒有“重”原子,所以單位體積內分子的質量相當?shù)?無定形烴類聚合物的密度一般為0.86-1.05g/cm³。無定形乙丙橡膠的密度比等規(guī)聚丙烯和聚乙烯低,但結晶結構的分子構型也影響密度,等規(guī)聚丙烯在結晶時采取螺旋形構型,這需要較多的空間,它的密度比鋸齒形的聚乙烯低。因此,有人提出了像聚乙烯一樣按密度對聚丙烯分類的新方案。盡管這一方案尚未采用,但通過密度(結晶度)了解聚丙烯的性能是有意義的。 聚丙烯的玻璃化溫度(Tg),由于測定技術不同和受等規(guī)度和分子量的影響,文獻中報道的值有較大差別。對于等規(guī)聚丙烯,Tg從-13℃至0℃。對于無規(guī)聚丙烯,則從-18℃至-5℃。 純晶狀聚丙烯的平衡熔點,用等溫結晶聚內烯外推法求得的為187.3℃。這一溫度比在正常分析條件下對商品聚丙烯測得的值高23~28℃。無規(guī)共聚物的熔點為135~145℃,髙速成型的則接近130℃。一般,熔點隨共聚單體的含量增加而降低。等規(guī)聚丙烯的熔化熱,隨分析方法的不同,可從63J/g至260J/g。對于晶狀樣品,熔化熱的可靠值為(165+18)J/g。它的比熱容比聚乙烯低,而比聚苯乙烯高。因此,一臺注塑機的注塑能力,使用聚丙烯時低于聚苯乙烯,而高于聚乙烯。 聚丙烯流動性比聚乙烯有更強的非牛頓性,它的剪切黏度對剪切很敏感,而對溫度的依賴性也很大。在高溫、高剪切下,聚丙烯會發(fā)生顯著降解,從而使分子量降低,分子量分布變窄。另外,如在聚丙烯中添加少量添加劑,如有杋硅潤滑脂、硬脂酸鹽,可使熔體流動性提高。 (2)力學性能等規(guī)均聚丙烯是剛性的結晶物質,它的等規(guī)度越高,則結晶度越大,因而軟化點、剛度、拉伸強度、楊氏模量和硬度等也越大。沖擊強度也隨等規(guī)度和熔體指數(shù)(190℃、10kg)而變化。即是說,增加無規(guī)物的相對含量會降低聚合物的結晶度,同時降低模量、剛性和硬度,而增加沖擊強度。大多數(shù)工業(yè)聚丙烯的等規(guī)度大于90%,制品的結晶度為50%~60%。 聚丙烯在接近0℃時會變脆,甚至在室溫下某些牌號的沖擊強度也不大好。采用少量(4%~15%)乙烯的嵌段共聚物,則有較高的沖擊強度和較低的脆化溫度。近,由于氣相聚合法的開發(fā),橡膠含量增多,而開發(fā)出超高沖擊聚丙烯,以滿 足高度耐沖擊制品的需要。另外,還開發(fā)出高熔體指數(shù)的高沖擊聚丙烯,例如,對于洗衣缸,起初MI為10g/10min,而現(xiàn)在用MI為30g/10min的聚丙烯,甚至可用MI為45~70g/10min的。 用高活性催化劑可合成高結晶聚丙烯(HCPP),它是高密度聚丙烯,同普通PP比較,具有優(yōu)良的剛性、拉伸強度、耐熱性等特點。用作雙軸取向薄膜時,模量約增加10%~%,熱收縮率大幅度下降。此外,這種高結晶聚丙烯結晶速率高、變形小、硬度高,因而可與ABS競爭,已用于家用電器如電飯煲和電磁灶等. 無規(guī)共聚丙烯的模量和拉伸強度比均聚物低,但它可在較低的溫度下進行熱復合。這類共聚物可作流延薄膜、復合薄膜及注塑制品。 (3)應力開裂制品中殘留應力,或者在長期承受應力下,其部分區(qū)域會產生龜裂現(xiàn)象,這一現(xiàn)象稱為應力開裂。有機溶劑和表面活性劑能顯著地促進應力開裂,因此應力開裂試驗一般在表面活性劑存在下進行。聚丙烯較聚乙烯和聚苯乙烯有更好的耐應力開裂性。聚丙烯的耐應力開裂性隨分子量的增大而提高,共聚物的耐應力開裂性較均聚物為好。 下一篇:
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