中文名: 聚丙烯
聚丙烯结构图3D模型
中文别名:丙纶;聚丙烯纤维;丙纶短纤维;聚丙烯短纤维;丙纶短纤;丙纶fdy;丙纶长丝fdy;烟用聚丙烯过滤丝束油剂[2]
英文名: Polypropylene
缩 写: PP
化学式: (C3H6)n
CAS号: 9003-07-0
密 度: 0.91g/cm3
熔 点: 164~170℃
3特性PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆,因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。 共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度(100C)、低透明度、低光泽度、低刚性,但是有有更强的抗冲击强度。
PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常,采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。
PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料,共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶,PP的收缩率相当高,一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。
均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而,它对芳香烃(如苯)溶剂、氯化烃(四氯化碳)溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。
4注塑工艺
干燥处理:如果储存适当则不需要干燥处理。
熔化温度:220~275C,注意不要超过275C。
模具温度:40~80C,建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。
注射压力:可大到1800bar。
注射速度:通常,使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷,那么应使用较高温度下的低速注塑。
流道和浇口:对于冷流道,典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm,但也可以使用小到0.7mm的浇口。 对于边缘浇口,最小的浇口深度应为壁厚的一半;最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。
成型特性1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解。
2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔,凹痕,变形。
3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90度以上易发生翘曲变形。
4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。
6
注塑制品PP树脂用在注塑制品中的比例可占一半左右,其中日用品以普通PP为原料,汽车配件以增强或增韧PP为原料,而其它用途则以高冲击强度和低脆化温度的共聚聚丙烯PPC原料为主。
汽车:PP越来越成为汽车配件的主导材料,成为第一大汽车用塑料品种。增韧PP用于保险杠和轮壳罩等,增强PP则用于仪表盘、方向盘、手柄、容器、蓄电池壳等。
日用品:普通PP常用于注塑衣架、椅子、凳子、桶、盆、玩具、文具、办公用品、家具、铰链、周转箱等。
电器:改性PP用于洗衣机桶、电视机外壳、电风扇叶、电冰箱内衬、小家电外壳等。
薄膜制品PP薄膜占PP用量的10%左右,其特点为透明性和表面光泽接近玻璃纸,但柔软性不好,手揉有强声;强度高,可用于重包装材料;透氧率仅为HDPE薄膜的30%,适用于塑料制品有限公司防潮包装材料,比如高级衣物、药品、香烟等的包装。
PP薄膜的耐热性能好,可进行煮沸消毒,用于冷冻和保鲜食品的包装。
PP薄膜的电绝缘性能好,经过热定型处理的定向薄膜可用于电容器、电机、变压器的绝缘材料,比PET薄膜还要好。
PP双向拉伸薄膜(BOPP)的强度、透明性、光泽度等都很好,可用于打字机带、粘胶带基膜、香烟包装膜等。
纤维制品PP纤维制品主要包括单丝、扁丝、纤维三类。
PP单丝的密度小、韧性好、耐磨性好,适用于生产绳索、渔网等。
PP扁丝拉伸强度高,适用于生产编织袋,用来替代传统的麻袋。PP编织袋具有高强度,常用于化肥、水泥、粮食、食糖、矿物粉、化工原料的包装。PP扁丝还可以生产编织布,用于帐篷、防雨布、彩条布等。
PP纤维则广泛用于地毯、毛毯、衣料、蚊帐、人造草坪、人造毛、尿布、滤布、无纺布和窗帘等。
挤出制品管材管件:主要以PPC为原料,用于上水、排水、供暖、化工腐蚀性介质等;管材与管件间可用热熔法连接。
片材:常以PP/PE共混物为原料,主要用于文具和吸塑制品,比如文件夹、名牌夹、影集、一次性水杯等。
另外,PP还可以用来挤出棒材、板材等制品。
中空制品PP中空制品的透明性和力学性能好,单层瓶主要用于洗涤剂、化妆品和药品的包装,与阻隔材料复合的复合瓶可用于食品、液体燃料、化学试剂的包装。
7原料加工塑料原料加工过程主要是胶粒熔融、流动、定型后冷却成为成品,是一个加温后再冷却的过程,也是塑料从颗粒改变到各不同形状的过程,以下将就各个不同阶段角度去说明加工过程。
熔融装置加温器(Heater)让原料颗粒逐渐熔解成流体状流动,主要以各不同原料适合温度调节,调高温度会趋使原料流动加快,可增加效率但不一定能保证良率,必须取得合适的平衡。另良好的效果与PP遇高热裂解的特性,都是生产时最好能让原料顺利流畅到模头,以避免充料不足或回流现象的产生,回流代表原料流动较产出速率快,最后会造成平均流动效率加大等于MFR提高,是加工可利用的方法之一,但却也造成MFR分布非常态可能导致不稳定性加大,导致不良率可能加大。不过PP成品因为应用的关系都不是尺寸精密度很高的产品,所以影响还不大。
应用范围汽车工业(主要使用含金属添加剂的PP:挡泥板、通风管、风扇等),器械(洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等),日用消费品(草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等)。[4]
10物理性能聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,密度只有0. 90--"0. 91g/rm,是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定,在水中的吸水率仅为0. O1%,分子量约8万一15万。成型性好,但因收缩率大(为1%~2.5%).厚壁制品易凹陷,对一些尺寸精度较高零件,还难于达到要求,制品表面光泽好,易于着色。[4]
力学性能
聚丙烯的结晶度高,结构规整,因而具有优良的力学性能。聚丙烯力学性能的绝对值高于聚乙烯,但在塑料材料中仍属于偏低的品种,其拉伸强度仅可达到30 MPa或稍高的水平。等规指数较大的聚丙烯具有较高的拉伸
强度,但随等规指数的提高,材料的冲击强度有所下降,但下降至某一数值后不再变化。
温度和加载速率对聚丙烯的韧性影响很大。当温度高于玻璃化温度时,冲击破坏呈韧性断裂,低于玻璃化温度呈脆性断裂,且冲击强度值大幅度下降。提高加载速率,可使韧性断裂向脆性断裂转变的温度上升。聚丙烯具有优异的抗弯曲疲劳性,其制品在常温下可弯折106次而不损坏。
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。聚丙烯最突出的性能就是抗弯曲疲劳性,俗称百折胶。[5]
热性能
聚丙烯具有良好的耐热性,制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌,在不受外力的条件下,150℃也不变形。脆化温度为-35℃,在低于-35℃会发生脆化,耐寒性不如聚乙烯。对于聚丙烯玻璃化温度的报道值有一18qC, OqC, 5℃等,这也是由于人们采用不同试样,其中所含晶相与无定形相的比例不同,使分子链中无定形部分链长不同所致。聚丙烯的熔融温度比聚乙烯约提高40一50%,约为164一170℃, 100%等规度聚丙烯
熔点为176℃。[5]
化学稳定性
聚丙烯的化学稳定性很好,除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外,对其它各种化学试剂都比较稳定;但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀,同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高,所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件,防腐蚀效果良好。
电性能
它有较高的介电系数,且随温度的上升,可以用来制作受热的电气绝缘制品。它的击穿电压也很高,适合用作电气配件等。抗电压、耐电弧性好,但静电度高,与铜接触易老化。
耐候性
聚丙烯对紫外线很敏感,加入氧化锌、硫代二丙酸二月桂酯、碳黑或类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。