PP聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,密度只有0.90~0.91g/cm3,是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定,在水中24h的吸水率仅为0.01%,分子量约8~15万之间。成型性好,但因收缩率大,厚壁制品易凹陷。制品表面光泽好,易于着色。
特性
PP聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,密度只有0.90~0.91g/cm3,是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定,在水中24h的吸水率仅为0.01%,分子量约8~15万之间。成型性好,但因收缩率大,厚壁制品易凹陷。制品表面光泽好,易于着色。
PP聚丙烯比重低(约0.90)、FDA级、透明性佳、不吸湿、价廉、耐热及一般机械强度均不堪高、发泡倍率不高、印刷性较差。
PP聚丙烯的结晶度高,结构规整,因而具有优良的力学性能,其强度和硬度、弹性都比HDPE高,但在室温和低温下,由于本身的分子结构规整度高,所以冲击强度较差,分子量增加的时候,冲击强度也增大,但成型加工性能变差。
PP最突出的性能就是抗弯曲疲劳性,如用PP注塑一体活动铰链,能承受700万次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹,干摩擦系数与尼龙相似,但在油润滑下,不如尼龙。
聚丙烯对紫外线很敏感,加入氧化锌、硫代丙酸二月桂酯、碳黑或类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。
PP有均聚和共聚物之分,共聚物又分无规共聚物和嵌段共聚物。工业上主要是乙烯与丙烯共聚。无规共聚中,随着乙烯含量的增加,共聚物的无规性增大,最终成为具有弹性行为的乙丙橡胶。嵌段共聚物是PP、PE和末端共聚物的混合物。
PP抗弯曲疲劳和抗蠕变性能均优于HDPE,表面硬度、刚度也高于HDPE。
包装PP与PE相比,具有较低密度,较高的刚性和硬度,较好的耐龟裂性和热稳定性,加工容易,加之无毒、无味、无臭、耐水,耐很多无机、有机物质,因此,广泛用于食品、烟草、纺织品、医疗用品、运输各种包装上。PP薄膜的透明性、光泽、耐热性、刚性和耐针刺性均比PE薄膜强。包装上主要采用注塑和薄膜制品。
PP与PE共混,与PE共混是PP常见的共混体系。PP与PE相容性差,一般加入乙烯一丙烯嵌段共聚物或EVA可改善体系相容性。与PE共混主要是为了提高PP冲击强度和耐寒性,但PE加入使PP拉伸强度降低。如果使用50%以下的LLDPE可以挤出吹膜或流涎,薄膜具有良好的热封性。PP/PE牌号较多,在包装领域应用广泛。
PP与EVA共混,PP与EVA共混能有效提高冲击性能、断裂伸长率和Ml,制品表面光泽也有所提高。所用EVA的VAC(乙酸乙烯)含量为14%~l8%,此时EVA为极性较低的非结晶性材料,对PP有明显的增韧作用。随着EVA用量的增加,其缺口冲击强度提高,断裂伸长率显著增大,而弯曲强度、拉伸强度、热变形温度有所下降。EVA的加入,使共混体系的MI变大,有利于成型加工和共混体系中各组分的均匀分散。
将PP均聚物与PP共聚物共混,再加入PE、EVA之类改性剂,使共混体系保持较高抗冲强度、拉伸强度,模量变化不大,体系流动性好。
PP与EVA共混还可明显改善PP的耐环境开裂性和印刷性。
PP与PA共混,PP与PA等工程塑料共混是PP工程化的一条重要途径。聚丙烯与常用工程塑料都是不相容的,因此,制备性能良好的PP/工程塑料的关键是采用合适的增容技术。
在PP/PA共混体系中加入PP-g-MAH作为反应性增容剂,酸酐与PA端基的NH2反应生成酰胺键(CONH)。PP-g-BMA(r9烯酸丁酯)增容体系中也发生类似反应,同时PP80的--COOBu侧基还可能与PA表面的NH2基形成氢键,从而提高两相的亲和力。
PP/PA共混比决定着共混物的形态结构。哪一种聚合物会形成连续相取决于聚合物的相对含量和黏度,一般来说,黏度较高的聚合物往往形成分散相。当PP含量较大时为海(PP相)岛(PA相)结构;当PA含量较大时则相反;当PP与PA的量接近时,此时难以区分两相形态,倾向于互锁(Interlock)结构。
改性
PP填充改性,在PP中加入一定量的无机矿物,如滑石粉、碳酸钙、二氧化钛、云母等,可提高刚性,改善耐热性与光泽性;填加碳纤维、硼纤维、玻璃纤维等可提高抗张强度;填加阻燃剂可提高阻燃性能;填加抗静电剂、着色剂、分散剂等可分别提高抗静电性、着色性及流动性等;填加成核剂,可加快结晶速度,提高结晶温度,形成更多更小的球晶体,从而提高透明性和冲击强度。因此,填充剂对提高塑料制品的性能、改善塑料的成型加工性、降低成本有显著的效果。
PP填充改性,对于碳酸钙或滑石粉填充的PP,耐热性好,收缩率低,尺寸稳定性好,硬度高。填充量高的PP,其热性能、耐寒性、力学性能及加工性能等优于纯PP,但其光泽、韧性和断裂伸长率有明显的降低。
PP填充改性,云母增强PP不仅力学性能、热性能、电绝缘性能有较大提高,并且弹性模量高,尺寸稳定性好,某些场合下可代替ABS。
PP填充改性,无机矿物对PP性能的影响规律与填充PE类似。而应当指出的是,无机粒子在PP的增韧体系中起到特殊的作用。利用橡胶或弹性体虽可显著增加PP的韧性,但同时降低了共混物的模量、强度和热变形温度。因此,国外从20世纪80年代起,出现了以刚性粒子代替弹性体或橡胶增韧聚合物的研究。一般在PP/橡胶共混体系中再加入无机粒子,无机粒子包括碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母、硅灰石、硫酸钡等。增韧效果与无机粒子表面处理、粒径、粒径分布和加入量有关,表面改性是改善无机填充体系的关键。
PP填充改性,在PP/EPDM共混体系中加入CaC03,结果表明,EPDM为15%时,CaC03的粒径、粒径分布和含量相同,未经偶联剂处理的CaC03增韧材料的缺口冲击强度只有21.2J/m2,增韧效果不佳;当采用偶联剂对CaC03进行处理后,缺口冲击强度提高到66.8J/m2,有显著提高;而用偶联剂与助偶联剂复合处理CaCOs后,缺口冲击强度进一步提高,从66.8J,7 m2增至88.3J/m2。这是因为经偶联剂处理的CaC03与EPDM有良好的界面黏结作用,形成了以CaC03为核、EPDM为壳的"核一壳"分散相结构。在PP/EPDM/滑石粉三元体系,PP/EPDM/ti盘灰石三元体系等具有同样的规律。
PP填充改性,增强改性PP所用的玻璃纤维,要求长度为0.4~0.6ram,若长度小于0.04mm,玻璃纤维只起填充作用而无增强效果,发达国家都在开发长丝增强注射材料。玻璃纤维含量在40%(质量分数)含量内,玻璃纤维含量越高,PPR弹性模量、抗张、抗弯强度也越高。但一般不能超过40%,否则流动量下降,失去补强作用,一般在10%~30%。
PP填充改性,为提高PP树脂和玻璃纤维表面的黏结力,常用有机硅烷偶联剂对玻璃纤维表面进行偶联处理。对于GFRPP,除具有原有性能外,力学性能大幅度提高,有良好耐热性,热变形温度接近PC,低温冲击强度有较大提高;制品收缩率小,尺寸稳定性、抗蠕变性、抗弯曲疲劳性好,减摩擦和耐磨性均好;吸水性小,电绝缘性优良,有减震消声作用。与其他热塑性塑料相比,相对密度小,成型流动性好,价格便宜。可取代金属用于汽车部件和承载结构件,因而近年来发展很快。在国外,GFRPP的产量约占全部热塑性增强塑料的l/4,大量用于汽车和机械工业。
应用范围
PP纺织袋成为重要的包装产品,特别在我国纺织袋是最主要的PP产品之一,PP扁丝料在我国长期以来一直占有相当大的比例(>50%)。
PP聚丙烯注塑制品中用于包装的有周转箱、货箱、贮物箱和大型容器。目前周转箱主要由共聚PP和HDPE生产,具有良好的刚性、硬度、尺寸稳定性、耐化学药品性。在国外货箱采用PP制造包装运输500k9和1500k9货物的大型包装箱。
PP聚丙烯吹塑制品,如瓶、盒、罐用于食品、清洁剂、洗发水、药品等包装。此外,打包带和捆扎绳也是快速发展的产品,用于代替棉、麻和纸绳。
汽车汽车工业发展水平高低,其中一个重要指标是使用的塑料占有的比例多少。在汽车中使用的塑料品种多样,主要有PE、PP、PVC、ABS、PA、PC、PET、PBT、聚氨酯等,其中,PP的使用量占第一位,80%~85%为注塑制品。
PP用于汽车内、外装件及发动机机罩内部件。内装件有车头脚蹬板、加速器踏板、门内衬、车门装饰件、仪表盘、方向盘、座位带牵引器、座椅靠背、暖气/空调管、行李架等;外装件有保险杠、散热器格栅、灯罩、挡泥板、窗框、转向柱套、工具箱、备胎架,以及发动机罩、散热器叶片、空气滤清器外壳、保险丝盒、蓄电池槽、水箱罩、喇叭、汽车取暖系统和通风系统的零件等。
PP聚丙烯电器和电子在电器和电子工业上,可用来制造电视机外壳、电冰箱内装饰板和抽屉、洗衣机内桶和水波轮,以及空调机、收录机、吸尘器、电风扇、换气扇、加湿器、电热水器、洗碗机、消毒柜、负离子发生器等各种小家电的机壳及零部件。
PP聚丙烯在电子行业可制造电器设备、电器仪表配件、变电器线圈骨架、电子计算机外壳、各种印刷电路板、集成电路板、绝缘板、半导体、照相机、钟表元件等。由于PP非常稳定的物理化学和介电性能,BOPP广泛用于制造电容器。
PP无纺布 无纺布是新兴的纺织品,也称为非织造物。近年来,无纺布在世界范围内得到迅速发展和广泛应用。在无纺布中,丙纶已占据第一位置,这主要是由于PP成纤性好,价格低廉,丙纶无纺布强度高、耐磨性好、密度低、覆盖能力强、能热黏合和热成型,因此,自20世纪70年代中期进入市场以来,需求量急剧增长,目前产量已超过涤纶,成为合成纤维第一大品种。
PP聚丙烯,丙纶无纺布品种繁多,其制造方法有干法、湿法、纺黏法、熔喷法、喷水成布法等。无纺布类型有干法成网、湿法成网、针刺、纺黏法、熔喷、喷水成网及挤压一缝编成网等。
PP聚丙烯产品应用于室内装饰品(桌布、台布、窗帘、床垫、床罩等);医疗卫生用品(妇女卫生巾、婴儿"尿不湿"、手术衣、口罩、绷带、床单、被套等);工业用土工布(道路、铁路、排水、水坝、堤坝、屋顶覆盖等);汽车内装饰布、地毯等。
PP聚丙烯建筑用于制造模板、饮水管、暖气管、管道阀门等。近年来,PP管在我国在建筑中作为暖气管获得广泛应用。PP管材可用于工业排水系统和化工输送管道。
PP在医疗领域获得广泛应用,如一次性注射器、输液管、输液瓶、输液袋等。PP用于制造塑料家具,如桌椅、酒柜、碗柜及家具配件等。PP用于制造玩具、餐具(杯、71盘、碟、吸管)、文体用品、日用品、容器盖等。