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。
溶劑法(又稱漿液法或泥漿法、淤漿法)是早采用的聚丙烯生產(chǎn)工藝,但由于有脫灰和溶劑回收工序,流程長,較復(fù)雜等缺點,隨著催化劑研究技術(shù)的進步,從八十年代起,溶劑法已趨于停滯狀態(tài),逐漸為液相本體法所取代。
采用液相本體法生產(chǎn)聚丙烯,是在反應(yīng)體系中不加任何其他溶劑,將催化劑直接分散在液相丙烯中進行丙烯液相本體聚合反應(yīng)。聚合物從液相丙烯中不斷析出,以細顆粒狀懸浮在液相丙烯中。隨著反應(yīng)時間的增長,聚合物顆粒在液相丙烯中的濃度增高。當(dāng)丙烯轉(zhuǎn)化率達到一定程度時,經(jīng)閃蒸回收未聚合的丙烯單體,即得到粉料聚丙烯產(chǎn)品。這是一種比較簡單和的聚丙烯工業(yè)生產(chǎn)方法。液相本體法工藝代表著八十年代國際上聚丙烯生產(chǎn)的新技術(shù)、新水平。
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(dāng)前塑料加工發(fā)展為活躍的,取得成果為豐盛的領(lǐng)域。
共聚改性是采用茂金屬等催化劑在丙烯單體合成階段進行的改性。當(dāng)單體聚合時,加入的烯烴類單體與之進行共聚,聚合得到無規(guī)共聚物、嵌段共聚物和交替共聚物等,均聚PP的機械性能、透明性和加工流動性都得以提升。茂金屬催化劑形成的絡(luò)合物是以不規(guī)則形狀受到一定限制的過渡狀態(tài)作為單一活性中心,達到控制相對分子質(zhì)量及其分布、共聚單體含量、主鏈上的分布和高聚物晶型結(jié)構(gòu)。
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(xué)穩(wěn)定性強、耐腐蝕性能好。
將PP(聚丙烯)與聚乙烯、工程塑料、熱塑性彈性體或橡膠等共混,達到提升PP性能的改性方法。共混改性是在密煉機、開煉機、擠出機等加工設(shè)備中完成,工藝過程易調(diào)控,生產(chǎn)周期短、耗資少,可改進PP的著色性、加工性、抗靜電性、耐沖擊性等多種性能。聚合物共混可以綜合各組分的性能,彌補各組分性能上的不足,共混物綜合性能明顯提升,但共混改性PP的耐低溫性、耐老化性仍然不甚理想。共混改性時,剪切力可能導(dǎo)致一部分大分子鏈被切斷形成自由基并形成接枝或嵌段共聚物,這些新的共聚物也可以有效的對PP起到增容作用。