聚丙烯是丙烯加聚反應(yīng)而成的聚合物。系白色蠟狀材料,外觀透明而輕。密度為0.89~0.91g/cm3, [1] 易燃,熔點(diǎn)165℃,在155℃左右軟化,使用溫度范圍為-30~140℃ [2] 。在80℃以下能耐酸、堿、鹽液及多種有機(jī)溶劑的腐蝕,能在高溫和氧化作用下分解。聚丙烯廣泛應(yīng)用于服裝、毛毯等纖維制品、醫(yī)療器械、汽車、自行車、零件、輸送管道、化工容器等生產(chǎn),也用于食品、藥品包裝。
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(yīng)生產(chǎn)制得。
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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(kuò)大了聚丙烯的性能范圍。
通過共聚改性、交聯(lián)改性、接技改性、添加成核劑等使PP(聚丙烯)高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)或晶體構(gòu)型發(fā)生改變而提高其機(jī)械性能、耐熱性、耐老化性等性能,提升其綜合性能、擴(kuò)大其應(yīng)用領(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(qiáng)纖維、填料難以相容的缺點(diǎn)。接技改性是向其大分子鏈上引入極性基團(tuán),實(shí)現(xiàn)改善PP的共混性、相容性和粘結(jié)性,達(dá)到克服難共混、難相容與難粘接的缺點(diǎn)。在引發(fā)劑作用下,熔融混煉時接技單體進(jìn)行接技反應(yīng),引發(fā)劑在加熱熔融受熱時分解產(chǎn)生活性游離基,當(dāng)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(yīng)形成接技游離基,隨后通過分子鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)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(qiáng)極性,這些極性基團(tuán)使得PP相容性增強(qiáng),耐熱性、機(jī)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(xué)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(xué)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(jī)理不同、活性源不同;化學(xué)交聯(lián)改性是通過添加交聯(lián)助劑來實(shí)現(xiàn)聚丙烯改性,輻射交聯(lián)改性主要是通過強(qiáng)輻射或強(qiáng)光來實(shí)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(qiáng)度高、耐熱性好、熔體強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、耐腐蝕性能好。