聚丙烯樹脂是四大通用型熱塑性樹脂(聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯)之一,以丙烯為原料,乙烯為共聚單體通過聚合反應生產(chǎn)制得。
聚丙烯的生產(chǎn)工藝主要經(jīng)歷了溶劑法、溶液法,液相本體法(含液相氣相組合式)和氣相法幾個發(fā)展階段。世界上用于生產(chǎn)聚丙烯的工藝方法按類別劃分主要有以下幾大類:溶劑法、溶液法,液相本體法(含液相氣相組合式)和氣相法。
采用液相本體法的典型代表是BASELL公司的Spherizone液相本體法工藝。Spherizone是一種氣相循環(huán)技術(shù),采用齊格勒-納塔催化劑,可生產(chǎn)出保持韌性和加工性能同時又具有高結(jié)晶度、剛性和更加均一的聚合體。它可在單一反應器中制得高度均一的多單體樹脂或雙峰均聚物。Spherizone循環(huán)反應有二個互通的區(qū)域,不同的區(qū)域起到由其它工藝的氣相和液相環(huán)管反應器所起的作用。這兩個區(qū)域能產(chǎn)生具有不同相對分子質(zhì)量或單體組成分布的樹脂,擴大了聚丙烯的性能范圍。
針對聚丙烯在低溫下的抗沖擊性能差、耐候性不佳、表面裝飾性差以及在電、磁、光、熱、燃燒等方面的功能性與實際需要的差距,對聚丙烯加以改性,成為當前塑料加工發(fā)展為活躍的,取得成果為豐盛的領(lǐng)域。
PP(聚丙烯)樹脂分子呈非極性結(jié)晶型線型結(jié)構(gòu),表面活性低,無極性。存在表面印刷性不良;涂布粘接不良;與極性高聚物難以共混;與極性增強纖維、填料難以相容的缺點。接技改性是向其大分子鏈上引入極性基團,實現(xiàn)改善PP的共混性、相容性和粘結(jié)性,達到克服難共混、難相容與難粘接的缺點。在引發(fā)劑作用下,熔融混煉時接技單體進行接技反應,引發(fā)劑在加熱熔融受熱時分解產(chǎn)生活性游離基,當活性游離基遇到不飽和羧酸單體時,促使不飽和羧酸單體不穩(wěn)定鍵打開后與PP活性游離基反應形成接技游離基,隨后通過分子鏈轉(zhuǎn)移反應而終止。PP常見的接枝改性方法有:熔融法、溶液法、固相法、懸浮法等。接枝改性后的PP分子鏈中氫原子被取代而呈現(xiàn)較強極性,這些極性基團使得PP相容性增強,耐熱性、機械性能大幅提升。
交聯(lián)改性主要是把線型或者是枝狀的聚合物通過交聯(lián)的方法改性成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物。PP(聚丙烯)交聯(lián)改性可以使其力學性能、耐熱性以及形態(tài)穩(wěn)定性得到改善,成型周期縮短。聚丙烯交聯(lián)改性主要方法有化學交聯(lián)改性、輻射交聯(lián)改性,它們主要區(qū)別在于交聯(lián)機理不同、活性源不同;化學交聯(lián)改性是通過添加交聯(lián)助劑來實現(xiàn)聚丙烯改性,輻射交聯(lián)改性主要是通過強輻射或強光來實現(xiàn),由于輻射交聯(lián)改性對PP厚度要求使得該法普及困難。目前硅烷接枝交聯(lián)法由于其能夠制備出性能優(yōu)良的材料而發(fā)展迅速,硅烷接枝交聯(lián)法生產(chǎn)的PP強度高、耐熱性好、熔體強度高、化學穩(wěn)定性強、耐腐蝕性能好。