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聚丙烯的性能
發(fā)布時(shí)間:2020-09-30 瀏覽次數(shù):1367
根據(jù)聚丙烯結(jié)構(gòu)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(shí)需予以注意。 1.化學(xué)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(xué)藥品的性能。除少數(shù)例外,在1℃下相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi),無機(jī)試劑對(duì)PP的影響極小,甚至沒有影響。 溫度和有機(jī)介質(zhì)的極性是決定吸收程度的主要因素,當(dāng)溫度升高、介質(zhì)的極性減弱時(shí),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(dāng)大的溶脹,同時(shí)拉伸強(qiáng)度明顯降低。PP也會(huì)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(jìn)攻的位置,未經(jīng)穩(wěn)定的聚丙烯在高溫下會(huì)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(huì)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(huì)導(dǎo)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?zhǔn)椒磻?yīng)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(yīng)。 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(shí)還加入HCI劑,如環(huán)氧化物、硬脂酸鈣。 2.物理性能與力學(xué)性能(1)密度和熱性能密度(單位體積的質(zhì)量)是單個(gè)分子的質(zhì)量和堆砌方式的函數(shù),烴類沒有“重”原子,所以單位體積內(nèi)分子的質(zhì)量相當(dāng)?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(jié)晶結(jié)構(gòu)的分子構(gòu)型也影響密度,等規(guī)聚丙烯在結(jié)晶時(shí)采取螺旋形構(gòu)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(duì)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(jié)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(shù)不同和受等規(guī)度和分子量的影響,文獻(xiàn)中報(bào)道的值有較大差別。對(duì)于等規(guī)聚丙烯,Tg從-13℃至0℃。對(duì)于無規(guī)聚丙烯,則從-18℃至-5℃。 純晶狀聚丙烯的平衡熔點(diǎn),用等溫結(jié)晶聚內(nèi)烯外推法求得的為187.3℃。這一溫度比在正常分析條件下對(duì)商品聚丙烯測得的值高23~28℃。無規(guī)共聚物的熔點(diǎn)為135~145℃,髙速成型的則接近130℃。一般,熔點(diǎn)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(duì)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(tái)注塑機(jī)的注塑能力,使用聚丙烯時(shí)低于聚苯乙烯,而高于聚乙烯。 聚丙烯流動(dòng)性比聚乙烯有更強(qiáng)的非牛頓性,它的剪切黏度對(duì)剪切很敏感,而對(duì)溫度的依賴性也很大。在高溫、高剪切下,聚丙烯會(huì)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(dòng)性提高。 (2)力學(xué)性能等規(guī)均聚丙烯是剛性的結(jié)晶物質(zhì),它的等規(guī)度越高,則結(jié)晶度越大,因而軟化點(diǎn)、剛度、拉伸強(qiáng)度、楊氏模量和硬度等也越大。沖擊強(qiáng)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(duì)含量會(huì)降低聚合物的結(jié)晶度,同時(shí)降低模量、剛性和硬度,而增加沖擊強(qiáng)度。大多數(shù)工業(yè)聚丙烯的等規(guī)度大于90%,制品的結(jié)晶度為50%~60%。 聚丙烯在接近0℃時(shí)會(huì)變脆,甚至在室溫下某些牌號(hào)的沖擊強(qiáng)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(qiáng)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(duì)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(jié)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(qiáng)度、耐熱性等特點(diǎn)。用作雙軸取向薄膜時(shí),模量約增加10%~%,熱收縮率大幅度下降。此外,這種高結(jié)晶聚丙烯結(jié)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(qiáng)度比均聚物低,但它可在較低的溫度下進(jìn)行熱復(fù)合。這類共聚物可作流延薄膜、復(fù)合薄膜及注塑制品。 (3)應(yīng)力開裂制品中殘留應(yīng)力,或者在長期承受應(yīng)力下,其部分區(qū)域會(huì)產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象,這一現(xiàn)象稱為應(yīng)力開裂。有機(jī)溶劑和表面活性劑能顯著地促進(jìn)應(yīng)力開裂,因此應(yīng)力開裂試驗(yàn)一般在表面活性劑存在下進(jìn)行。聚丙烯較聚乙烯和聚苯乙烯有更好的耐應(yīng)力開裂性。聚丙烯的耐應(yīng)力開裂性隨分子量的增大而提高,共聚物的耐應(yīng)力開裂性較均聚物為好。 下一篇:
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