聚丙烯
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聚丙烯，英文名稱:Polypropylene，日文名稱:ポリプロピレン分子式:C3H6nCAS 登錄號:9003-07-0簡稱:PP由丙烯聚合而製得的一種熱塑性樹脂。按甲基排列位置分為等規聚丙烯（isotaeticPolyProlene）、無規聚丙烯（atacticPolyPropylene）和間規聚丙烯（syndiotaticPolyPropylene）三種。
目錄 |
結構式
甲基排列在分子主鏈的同一側稱等規聚丙烯；
若甲基無秩序的排列在分子主鏈的兩側稱無規聚丙烯；當甲基交替排列在分子主鏈的兩側稱間規聚丙烯。一般生產的聚丙烯樹脂中，等規結構的含量為95%，其餘為無規或間規聚丙烯。工業產品以等規物為主要成分。聚丙烯也包括丙烯與少量乙烯的共聚物在內。通常為半透明無色固體，無臭無毒。由於結構規整而高度結晶化,故熔點高達167℃,耐熱,製品可用蒸汽消毒是其突出優點。密度0.90g/cm3,是最輕的通用塑料。耐腐蝕,抗張強度30MPa，強度、剛性和透明性都比聚乙烯好。缺點是耐低溫衝擊性差，較易老化，但可分別通過改性和添加抗氧劑予以克服。
特點
無毒、無味，密度小，強度、剛度、硬度耐熱性均優於低壓聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時變脆、不耐磨、易老化.適於製作一般機械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件 。常見的酸、鹼有機溶劑對它幾乎不起作用，可用於食具。
生產方法
①淤漿法。在稀釋劑（如己烷）中聚合，是最早工業化、也是迄今生產量最大的方法。
②液相本體法。在70℃和3MPa的條件下，在液體丙烯中聚合。
③氣相法。在丙烯呈氣態條件下聚合。後兩種方法不使用稀釋劑，流程短，能耗低。液相本體法現已顯示出後來居上的優勢。
成型特性
1.結晶料，濕性小，易發生融體破裂，長期與熱金屬接觸易分解。
2.流動性好，但收縮範圍及收縮值大，易發生縮孔.凹痕，變形。
3.冷卻速度快，澆注系統及冷卻系統應緩慢散熱，並注意控制成型溫度，料溫低溫高壓時容易取向，模具溫度低於50度時，塑件不光滑，易產生熔接不良，流痕，90度以上易發生翹曲變形。
4.塑料壁厚須均勻，避免缺膠，尖角，以防應力集中。
聚丙烯成型工藝
注塑模工藝條件：
注塑機選用：對注塑機的選用沒有特殊要求。由於PP具有高結晶性。需採用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機。鎖模力一般按3800t/m2來確定，注射量20%-85%即可。
乾燥處理：如果儲存適當則不需要乾燥處理。
熔化溫度：PP的熔點為160-175℃，分解溫度為350℃，但在注射加工時溫度設定不能超過275℃。熔融段溫度最好在240℃。
模具溫度：模具溫度50-90℃，對於尺寸要求較高的用高模溫。型芯溫度比型腔溫度低5℃以上。
注射壓力：採用較高注射壓力（1500-1800bar）和保壓壓力（約為注射壓力的80%）。大概在全行程的95%時轉保壓，用較長的保壓時間。
注射速度：為減少內應力及變形，應選擇高速注射，但有些等級的PP和模具不適用（出現氣泡、氣紋）。如刻有花紋的表面出現由澆口擴散的明暗相間條紋，則要用低速注射和較高模溫。
流道和澆口：流道直徑4-7mm，針形澆口長度1-1.5mm，直徑可小至0.7mm。邊形澆口長度越短越好，約為0.7mm，深度為壁厚的一半，寬度為壁厚的兩倍，並隨模腔內的熔流長度逐肯增加。模具必須有良好的排氣性，排氣孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收縮痕，就要用大而圓的注口及圓形流道，加強筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60%）。均聚PP製造的產品，厚度不能超過3mm，否則會有氣泡（厚壁製品只能用共聚PP）。
熔膠背壓：可用5bar熔膠背壓，色粉料的背壓可適當調高。
製品的後處理：為防止後結晶產生的收縮變形，製品一般需經熱水浸泡處理。
pp特點
PP是一種半結晶性材料。它比PE要更堅硬並且有更高的熔點。由於均聚物型的PP溫度高於0C以上時非常脆因此許多商業的PP材料是加入1~4%乙烯的無規則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度（100C）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強的抗衝擊強度。PP的強度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150C。由於結晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環境應力開裂問題。通常，採用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進行改性。PP的流動率MFR範圍在1~40。低MFR的PP材料抗衝擊特性較好但延展強度較低。對於相同MFR的材料，共聚物型的強度比均聚物型的要高。由於結晶，PP的收縮率相當高，一般為1.8~2.5%。並且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優良的抗吸濕性、抗酸鹼腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。
工程用聚丙烯纖維
分為聚丙烯單絲纖維和聚丙烯網狀纖維
聚丙烯網狀纖維以改性聚丙烯為原料，經擠出、拉伸、成網、表面改性處理、短切等工序加工而成的高強度束狀單絲或者網狀有機纖維，其固有的耐強酸，耐強鹼，弱導熱性，具有極其穩定的化學性能。加入混凝土或砂漿中可有效的控制混凝土（砂漿）固塑性收縮、干縮、溫度變化等因素引起的微裂縫，防止及抑止裂縫的形成及發展，大大改善混凝土的阻裂抗滲性能，抗衝擊及抗震能力，可以廣泛的使用於地下工程防水，工業民用建築工程的屋面、牆體、地坪、水池、地下室等，以及道路和橋樑工程中。是砂漿/混凝土工程抗裂，防滲，耐磨，保溫的新型理想材料
雙向拉伸聚丙烯薄膜
在塑料製品中包裝材料佔有極其重要的位置，據統計，世界用於包裝領域的塑料約佔塑料總消費量的35%。我國包裝用塑料發展迅速，產量從1980年的19萬t迅速增至2003年的465萬t，預計2005年將超過550萬t，2010年超過700萬t，2015年超過900萬t，約佔全國包裝總產量的13%以上。
從產品上看，包裝用薄膜約佔包裝用塑料總量的50%以上。我國雙向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜是PP樹脂消費量最大的領域之一，2003年我國有BOPP生產企業86家（123條生產線），總生產能力約140萬t/a，2004年達到200萬t/a（138條生產線），產量將突破100萬t。近年來，國內企業注重提升產品競爭力，先後引進了一批先進的BOPP生產設備，生產的薄膜寬度可達8.3m，線速度高達400~500m/min，如浙江大東南集團引進德國布魯克納6萬t/a生產線；國風集團投資2億元引進3.5萬t/a生產線（目前亞洲第1條、世界第4條10m寬的BOPP設備）；常州武進金氏集團引進德國2萬t/a五層共擠高強超薄BOPP生產線；福建現代集團引進2.5萬t/a生產線；寶碩集團計劃引進10萬t/a生產線等。按我國現有的BOPP薄膜生產能力換算，每年對PP樹脂的需求量近200萬t，因此應重視開發BOPP薄膜用高線速、延伸性、透明性好的PP專用料，包括配套用的乙、丙共聚物，以適應新引進的BOPP薄膜設備。
汽車用改性聚丙烯
2003年，我國汽車產量為440多萬輛，已位居世界第四，同比增長36.6%。據美國ESM WerWide報導：「2008年中國汽車產量將超過600萬輛，2015將超過日本，躍居世界第二位」。
汽車工業的發展離不開汽車塑料化的進程，目前我國工程塑料的自給率不足16%。據中國工程塑料協會預測，2005年我國工程塑料需求增長率為15%，2010年約為10%，需求量將從2000年的44萬t增長到2010年的140萬t。我國汽車製造業對工程塑料需求量增長迅速，到2010年總用量將達到94萬t（以塑料用量占汽車重量的5%~10%計）。
PP用於汽車工業具有較強的競爭力，但因其模量和耐熱性較低，衝擊強度較差，因此不能直接用作汽車配件，轎車中使用的均為改性PP產品，其耐熱性可由80℃提高到145℃~150℃，並能承受高溫750~1000h後不老化，不龜裂。據報導，日本豐田公司推出的新一代具有高取向結晶性的聚丙烯HEHCPP產品，可以作為汽車儀錶板、保險杠，比以TPO為原料生產的同類產品成本降低30%，改性PP用作汽車配件具有十分廣闊的開發前景。
家用電器用聚丙烯
近幾年我國家用電器產業發展迅速，品種多，產量大。2003年我國電冰箱產量為1850萬，空調器4200萬，洗衣機1700萬，微波爐3500萬。據「2004~2006年中國城市家庭影院市場研究諮詢報告」顯示，預計未來3年內我國家庭影院系統市場規模將達到690萬。另外，各種小家電也擁有巨大的潛在市場，這對改性PP來說，是一個極好的商機。目前，我國一些塑料原料廠商已經開發出洗衣機專用料如PP 1947系列、K7726系列等，受到了洗衣機製造廠商的歡迎。因此，在未來幾年內應加大開發家用電器PP專用料的力度，以適應市場變化的需求。
管材用聚丙烯
2003年全國塑料管材總產量突破180萬t，同比增長23%。
早期，PP管材主要用作農用輸水管，但是由於早期產品性能還存在一些問題（抗衝擊強度、耐老化性能較差），市場未能打開。隨著上海塑料建材廠首家引進國外先進技術，採用進口PP-R料生產的輸送冷、熱水用的管材得到市場認可後，目前已有不少廠家建設PP-R管材生產線，價格也由投產初期的2萬~3萬元/t不斷回落，但PP-R管材在塑料管材市場上的佔有率仍然很低。據反映，目前國產PP-R料與進口料比較還有一定差距，質量有待改進和提高。據報導，目前韓國開發出一種耐高壓給水管用無規共聚聚丙烯PP-R 112新牌號，使用該牌號生產的管材可在20℃和11.2MPa的超高壓狀態下使用50年。
塑料管材是我國化學建材推廣應用的重點產品之一，建設部曾於2001年發出「關於加強共聚聚丙烯（PP-R、PP-B）管材生產管理和推廣應用工作的通知」，要求有關部門共同做好從原料、加工、質量以至管材使用、安裝等工作，要嚴格把好PP管材質量關，以利更好地做好我國PP管材的生產、應用、推廣工作。
高透明聚丙烯
隨著人們生活水平不斷提高，必然帶來在文化、娛樂、食品、醫療、材料、居室裝飾等各個方面不同變化的要求與提高，市場中很多物品越來越多地使用透明材料。因此，開發透明PP專用料是一個很好的發展趨勢，尤其需要透明性高、流動性好，成型快的PP專用料，以便設計加工成人們喜愛的PP製品。透明PP比普通PP、PVC、PET、PS更具特色，有更多優點和開發前景。
近幾年，國外透明PP市場增長很快，如韓國LG將透明PP作為PET替代品推向市場；德國某些公司用透明PP替代PVC；美國透明PP製品的增長速度高出普通PP製品7%~9%；日本近幾年PP成核透明劑的年用量約為2000t，若以添加量0.25%推算，日本透明PP料的年產量可達80萬t以上。據日本理化株式會社介紹，日本透明PP專用料用於微波炊具及傢具兩方面的消費量最大。預計，2005年國外市場對透明PP專用料需求量約為500萬~550萬t。目前國內透明PP專用料與國外差距較大，透明PP樹脂及其製品的生產、應用仍有待加強。
聚乙烯
未著色時呈乳白色半透明，蠟狀；用手摸製品有滑膩的感覺，柔而韌；稍能伸長。一般低密度聚乙烯較軟，透明度較好；高密度聚乙烯較硬。
常見製品：手提袋、水管、油桶、飲料瓶（鈣奶瓶）、日常用品等。
聚丙烯PP
未著色時呈白色半透明，蠟狀；比聚乙烯輕。透明度也較聚乙烯好，比聚乙烯剛硬。
常見製品：盆、桶、傢具、薄膜、編織袋、瓶蓋、汽車保險杠等。
聚苯乙烯PS
在未著色時透明。製品落地或敲打，有金屬似的清脆聲，光澤和透明很好，類似於玻璃，性脆易斷裂，用手指甲可以在制品表面划出痕迹。改性聚苯乙烯為不透明。
常見製品：文具、杯子、食品容器、家電外殼、電力配件等
聚氯乙烯 PVC
本色為微黃色半透明狀，有光澤。透明度勝於聚乙烯、聚苯烯，差於聚苯乙烯，隨助劑用量不同，分為軟、硬聚氯乙烯，軟製品柔而韌，手感粘，硬製品的硬度高於低密度聚乙烯，而低於聚丙烯，在屈折處會出現白化現象。
常見製品：板材、管材、鞋底、玩具、門窗、電線外皮、文具等
PET
聚對苯二甲酸乙二醇酯 PET
透明度很好，強度和韌性優於聚苯乙烯和聚氯乙烯，不易破碎。
常見製品：常為瓶類製品如可樂、礦泉水瓶等
物理和電力性能
Item
試驗項目 Unit
單位 Specification
技術要求 Test Method
測試方法
Melt Index
熔體流動速率 g/10min 2.5 ASTM
D1238
Density
密度 g/cm3 0.91 ASTM
D1505
Tensile Strength
拉伸強度 MPa 21 ASTM
D638
Elongation at Break
斷裂伸長率 % 600 ASTM
D638
Brittle Temperature with Low Temperature
低溫脆化溫度 ℃ - 35 ASTM
D746
20℃ Volume Resistivity
20℃體積電阻率 Ω•m 1.6×1014 ASTM
D257
20℃ Dielectric Strength,50Hz
介電強度, 50Hz MV/m 35 ASTM
D149
20℃ Dielectric Constant
介電常數 --- 2.22 ASTM
D150
Dielectric Dissipation Factor
介質損耗因數 --- 0.0003 ASTM
D150
Air Aging Condition
熱空氣老化條件
135℃×168h Tensile Strength Variation After Aging
拉伸強度變化率 % ≤±25 ASTM
D3045
Elongation Variation After Aging
斷裂伸長變化率 % ≤±25
中國聚丙烯工業
中國聚丙烯的工業生產始於20世紀70年代，經過30多年的發展，已經基本上形成了溶劑法、液相本體-氣相法、間歇式液相本體法、氣相法等多種生產工藝並舉，大中小型生產規模共存的生產格局。現在中國的大型聚丙烯生產裝置以引進技術為主，中型和小型聚丙烯生產裝置以國產化技術為主。
中國聚丙烯在將來的幾年裡產量會有較大的增長，但生產仍然供不足需，中國已經成為全球最大的聚丙烯淨進口國。但由於國內產量很快增長，進口依存度總體上呈下降趨勢。中國聚丙烯未來幾年內，表觀消費量依然會保持較高增速，進口量將會增大，聚丙烯產業在中國的前景廣闊。
聚丙烯生產工藝
目前，聚丙烯的生產工藝按聚合類型可分為溶液法、淤漿法、本體法和氣相法和本體法-氣相法組合工藝5大類。具體工藝主要有BP公司的氣相Innovene工藝、Chisso公司的氣相法工藝、Dow公司的Unipol工藝、Novolene氣相工藝、Sumitomo氣相工藝、Basell公司的本體法工藝、三井公司開發的Hypol 工藝以及Borealis公司的Borstar工藝等。
聚丙烯的分子結構為典型的主體規整結構，為結晶聚合物，其分子量為10～50萬。
比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收縮率:1.0-2.5% 成型溫度：160-220℃
特點
度小,強度剛度,硬度耐熱性均優於低壓聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時變脆、不耐磨、易老化.適於製作一般機械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件
成型特性
1.結晶料,吸濕性小,易發生融體破裂,長期與熱金屬接觸易分解. 2.流動性好,但收縮範圍及收縮值大,易發生縮孔.凹痕,變形. 3.冷卻速度快,澆注系統及冷卻系統應緩慢散熱,並注意控制成型溫度.料溫低溫高壓時容易取向,模具溫度低於50度時,塑件不光滑,易產生熔接不良,流痕,90度以上易發生翹曲變形 4.塑料壁厚須均勻,避免缺膠,尖角,以防應力集中.
品種型號
(一)等規聚丙烯、無規聚丙烯和間規聚丙烯
聚丙烯分子中含有甲基，按甲基排列位置分為等規聚丙烯(isotaetic polyPropylene)、無規聚丙烯(atactic PolyPropylene)和間規聚丙烯(syndiotatic Polypropylene)。甲基排列在分子主鏈的同一側稱等規聚丙烯；若甲基無秩序地分布在分子主鏈的兩側稱無規聚丙烯；當甲基交替排列在主鏈的兩側稱間規聚丙烯。一般生產的聚丙烯樹脂中，等規結構的含量(稱等規度)約為95%，其餘為無規或間規聚丙烯。我國現生產的聚丙烯樹脂按熔融指數和所加入的助劑分類，表22-16中列舉聚丙烯樹脂的主要型號。
表22-16 聚丙烯的主要型號
| 型 號 | 熔融指數(MI) g/10min | 等 規 度 % | 拉 伸 強 度 MPa (kgf/cm2) | ||
| 吹 塑 | 1200 1230 | 0.4～0.7 0.4～0.7 | 96～98 96～98 | 25.5 25.5 | (260) (260) |
| 注 塑 | 1700
1400 1300 1730 1630 1330 |
10～14
2.5～4 0.8～1.4 10～15 8～11 1.5～2.5 |
95～97
96～98 96～98 95～97 95～97 95～97 |
25.5
29.4 28.4 25.5 23.5 21.1 |
(260)
(300) (290) (260) (240) (215) |
| 薄膜單絲 | 2600
2601 2630 2635 2705 2402 2302 |
9.5～12
5.5～8.5 8.5～11 8.5～11 12～14 2.0～3.5 1.2～2.0 |
96～98
96～98 96～98 96～98 96～98 96～98 96～98 |
30.4
30.4 23.5 23.5 31.4 29.4 28.4 |
(310)
(310) (240) (240) (320) (300) (290) |
| 纖 維 | 3701
3600 3400 3401 |
12～15
5.5～8.5 2.0～3.5 4.5～6.5 |
96～98
96～98 96～98 96～98 |
31.4
30.4 29.4 30.4 |
(320)
(310) (300) (310) |
註：為北京燕山石油化學工業總公司產品。
無規聚丙烯是生產等規聚丙烯的副產物。在生產等規聚丙烯中產生無規聚丙烯，通過分離方法把等規聚丙烯與無規聚丙烯分離。
間規聚丙烯為高彈熱塑性材料，它有良好的拉伸強度。也可以象乙丙橡膠一樣進行硫化。
(二)氯化聚丙烯
氯化聚丙烯(chorinated Polypropylene)的氯含量最高達65%。氯化聚丙烯具有耐磨、耐酸和耐水等性能。常用作保護性塗料、油墨的填料，也可作膠粘劑、紙張塗層和薄膜。
(三)增強聚丙烯
增強聚丙烯(reinforced polypropylene)是聚丙烯與玻璃纖維或有機纖維、石棉、或無機填料(滑石粉、碳酸鈣)的混合物。
一般工業用的玻璃纖維增強聚丙烯中含10～15%的纖維。由於含有玻璃纖維而具有良好的耐熱性和尺寸穩定性。
增強聚丙烯主要用於製造各種機械零件，特別是汽車零件，以及耐腐蝕性的管道、管件、閥門等。
(四)接枝聚丙烯
聚丙烯與乙酸乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等進行接枝共聚，目的是為了提高聚丙烯的拉伸強度、衝擊強度以及與其它材料的粘合強度。
接枝聚丙烯(graft polypropylene)可用作烯烴膠粘劑、塗料以及防水塗層，也可作管、板材料。.
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