耐候聚丙烯的微观结构分析 (2)
聚丙烯(PP)
分子式┌...........CH3.┐│..........│.....│┼CH2—CH—┼└...................┘n聚丙烯(PP)系采用齐格勒-纳塔催化剂使丙烯催化聚合而得,它是分子链节排列得很规整的结晶形等规聚合物。
聚合工艺生产方法有:溶剂聚合法(淤浆法)、液相本体聚合法、气体本体聚合法和溶液聚合法4种。
但主要是溶剂法(淤浆法)聚合为主,其等规度在95%以上,分子量约8~15万。
1.性能(1)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0.90~0.91克/立方厘米,是目前所有塑料中最轻的品牌之一。
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。
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。
(2)力学性能聚丙烯的结晶性高,结构规整,因而具有优良的力学性能,其屈服、拉伸、压缩强度和硬度、弹性等都比HDPE高,但在室温及低温下,由于本身的分子结构规整度高,所以冲力强度较差,分子量增大时,冲击强度也随之增大,但成型加工性能变差。
聚丙烯有突出的抗弯曲疲劳强度,如用PP注塑—体活动铰链,能承受七千万次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹,它的耐摩擦性能也较好,干摩擦系数与尼龙相似,但在油润滑时,其摩擦性能显然不如尼龙,PP只能用来制作PV值较低的以及不受冲击载荷的齿轮和轴承。
在表面效应方面,如在其制品表面压花、雕刻等,则比任何其它热塑性塑料都容易。
聚丙烯制品缺口特别敏感。
因而在设计模具时必须注意避免尖角存在,否则会容易产生应力集中,影响产品的使用寿命。
(3)热性能聚丙烯具有良好的耐热性。
它熔点为164~170℃,制品能在100℃以上的温度进行消毒灭菌。
在不受外力作用时,150℃也不变形,在90℃的抗应力松弛性能良好,它的脆化温度为-35℃,在低于-35℃的温度下会发生脆裂,耐寒性不如聚乙烯,若用石棉纤维和玻璃纤维增强后,有较高的热变形温度、尺寸稳定性、低温冲击性能。
聚丙烯的结构.PPT
此时结晶度对冲击强度的影响占 主要
地位,即结晶度增加,冲击强度 有一
急剧降低区间。MI小,分子量高,使冲
击强度升高,它补偿了因结晶度 的上
升而使冲击强度显著下降的程度,表现
为冲击强度随IIP的增大而缓慢下降。
值得注意的是PP的低温脆性差,在0 10℃内,冲击强度 急剧下降。冲击强度除了受分子量、结晶度、球晶尺寸的 影响外,还与制品的内应力有关,内应力的存在会使冲击 强度降低,因此,制品径退火减少或消除内应力后,能大 幅度提高冲击强度,最后趋于一个稳定值,见表3[46]
6.5MPa 9.2MPa
PP的拉伸屈服强度δy随着表层和剪切层之和的面积分率
Asi的增加而提高,见图20[37,42]。也影响着PP的冲击强度 图21是PP的冲击强度与Asi的关系图[37,42]。表层可以认为 是用特殊方法成形的双轴取向的薄膜,冲击强度随时随 Asi的增加而提高。图中出现最小值是实验误差引起的。
稳定性
耐应力开裂性
对于PP,不同试剂产生应力开裂的方式不一样,如 乙二醇、蓖麻油和表面活性剂是PP强的应力开裂剂;强氧 化性的硫酸、硝酸和铬酸等可能使PP降解而产生应力开裂 在受热受力作用时,PP表面热氧化作用加剧,使分子量下 降而产生应力开裂,这种现象称为热应力脆化。PP比PE 有较好的耐应力开裂性,其分子量越大,耐应力开裂性能 越好。PP共聚物的耐应力开裂性优于均聚物。表 得出了 不同MI的PP在80℃、1%非离子型表面活性剂的溶剂中耐 应力开裂性能。
Table 1 Crystal structure for PP
类型 Ⅰ型 Ⅱ型 混合型 Ⅲ型 Ⅳ型
晶系 单斜 单斜 单斜 六方
六方
生成条件 在134℃以下生成 在138℃以上生成 在138℃附近出现 在128℃以下与Ⅰ型混合出现
聚丙烯-简介-PPT课件
分子量较低时 : 结晶度
等规度增大
分子量较大时 : 结晶度不变
.
5
1.4、PP的球晶结构
在PP中易形成大球晶,对性能不利——透明度下降、抗 冲击性能变差
PP球晶结构——偏光显微镜照片
.
6
二、 聚丙烯的性能
2.1、基本性质
❖ 无臭、无味、无毒; ❖ 白色蜡状物质,但比PE透明; ❖ 密度低:0.89-0.91g.cm-3,是最轻的塑料之一; ❖ 容易燃烧。
PP易成型:挤出与注射最常用。
.
13
2.8、小结
PP的性能优 势:
较好的耐热性 优异的电绝缘性 优良的耐化学药品性 优异的抗弯曲疲劳性
PP的性能缺 点:
耐老化性差 抗冲击,特别低温冲击性差
.
14
三、 聚丙烯的改性
无规共聚
共聚:与
PP
乙烯共聚 嵌段共聚
的
与HDPE共混
增韧、提高耐 寒性;但强度 和耐热性降低
医用消毒器件:注射器、急 救箱等 食品、药品包装和日用品。
轻载的机械、汽车零部件。
优异的耐腐蚀性 优异的电绝缘性
耐热、耐腐蚀的化工管道、 容器、阀门配件等。
电子、电气配件(电信电缆绝
. 缘、电器外壳)。
23
4.1、国内聚丙烯市场行情走势分析
.
24
.
25
思考题:
等规度以及分子量对结晶度的影响如何?
.
3
1.2、 PP的三种不同立体构型:
等规PP:结晶度高, 占PP产量的95%。 -塑料
间规PP:结晶度低。 目前产量少。高弹 性热塑性塑料或弹 性体
无规PP:不结晶, 粘稠状物质,不能 用做塑料。
塑料材料-聚丙烯(PP)的基本物理化学特性及典型应用介绍(精)
聚丙烯(PP)的介绍聚丙烯概述聚丙烯采用齐格勒-纳塔催化剂使丙烯催化聚合而得,它是分子链节排列得很规整的结晶形等规聚合物。
聚丙烯的英文名称为Polypropylene,简称PP,俗称百折胶。
聚丙烯按其结晶度可以分为等规聚丙烯和无规聚丙烯,等规聚丙烯为高度结晶的热塑性树脂,结晶度高达95%以上,分子量在8~15万之间,以下介绍的聚丙烯主要为等规聚丙烯。
而无规聚丙烯在室温下是一种非结晶的、微带粘性的白色蜡状物,分子量低(3000~10000),结构不规整缺乏内聚力,应用较少。
聚丙烯(PP)作为热塑塑料聚合物在塑料领域内有十分广泛的应用,因所用催化剂和聚合工艺不同,所得聚合物性能,用途也不同。
PP有很多有用的性能,但还缺乏固有的韧性,特别是在低于其玻璃化温度的条件下。
然而,通过添加冲击改性剂,可以提高其抗冲击性能。
一、聚丙烯的特性(1)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~.091g/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。
(2)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,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7×107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。
(3)热性能:PP具有良好的耐热性,熔点在164~170℃,制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌,在不受外力的,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。
(4)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PP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。
聚丙烯结构简式。-定义说明解析
聚丙烯结构简式。
-概述说明以及解释1.引言1.1 概述聚丙烯是一种重要的聚合物材料,具有广泛的应用领域和重要的经济价值。
它是由丙烯单体通过聚合反应形成的高分子化合物。
聚丙烯具有许多出色的性能,如良好的机械强度、抗冲击性、耐腐蚀性和化学稳定性等。
同时,聚丙烯还具有良好的加工性能,可以通过各种常见的塑料加工方法进行成型,例如挤出、注塑和吹塑等。
在化学结构上,聚丙烯是由一系列丙烯单体通过共价键连接而成的线性聚合物。
其化学式为(C3H6)n,其中n表示丙烯单体的重复次数,决定了聚丙烯的分子质量和链长。
聚丙烯的化学结构中主要含有碳-碳单键和碳-氢键,使其具有较为简单的结构和较好的稳定性。
此外,聚丙烯还可以通过引入其他功能基团来改变其性能,例如引入极性基团可以增加聚丙烯的亲水性和黏附性。
聚丙烯作为一种重要的塑料材料,被广泛应用于日常生活和工业生产中。
在日常生活中,聚丙烯袋、聚丙烯瓶和聚丙烯管等常见用品都是聚丙烯材料的典型应用。
在工业生产中,聚丙烯被广泛用于制造各种塑料制品,如塑料薄膜、塑料容器、塑料管道和塑料零件等。
此外,聚丙烯还可用于制备人工纤维、高吸水树脂和电解质膜等特殊用途材料。
综上所述,聚丙烯作为一种具有简单化学结构和良好物理性质的聚合物材料,具有广泛的应用领域和重要的经济价值。
随着科学技术的不断发展和进步,对聚丙烯结构简式的研究仍在进行中,未来的研究方向可能会集中在聚丙烯材料的性能改进、功能扩展和环境友好等方面,以满足人们对高性能、环保材料的不断需求。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将围绕聚丙烯的结构简式展开讨论。
首先,我们将在引言部分概述聚丙烯的基本概念和研究意义。
接下来,在正文部分,我们将详细介绍聚丙烯的化学结构和物理性质,并探讨其在不同领域的应用。
最后,在结论部分,我们将对聚丙烯结构简式进行总结,并强调其在工业中的重要性。
此外,我们还将展望聚丙烯结构简式的未来研究方向。
在正文部分的第一节中,我们将重点介绍聚丙烯的化学结构。
聚丙烯介绍及学习ppt课件
单丝的密度小、韧性好、耐磨性好,适于生产 绳索和渔网等。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
扁丝拉伸强度高,适于生产编织袋,可用于包装 化肥、水泥、粮食及化工原料等。还可用于生产 编织布,防雨布。
工业化PP的等规指数约为90%~95%。
1
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
等规指数大小影响着PP的一系列性能。 等规指数愈大,聚合物的结晶度愈高,熔融温
度和耐热性也增高,弹性模量、硬度、拉伸、 弯曲、压缩等强度皆提高, 韧性则下降。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
2. 发展简史
1953年联邦德国齐格勒发明聚乙烯以后,即试图用 AlR3-TiCl4为催化剂制备聚丙烯,但仅制得无工业价值 的低等规度聚丙烯。
意大利纳塔继齐格勒后,对丙烯聚合作了深入的研究,
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
间规聚丙烯可像乙丙橡胶那样硫化,得到的弹性 体的,力学性能超过普通橡胶;
因价格高,目前间规聚丙烯的应用面不广,但很 有发展前途,为聚丙烯树脂的新增长点。
丙烯-乙烯无规共聚物-PPR
(分子链变刚会使聚合物玻璃化温度与熔融温度提高, 规整性降低又会使玻璃化温度及熔融温度下降)
《材料导论》复习题
《材料导论》期末考试复习题一:基础知识1.生物和生命科学、纳米技术、能源与环境、电子与信息、材料是目前科学技术的七大热点和重点领域。
2.材料、能源和信息并列成为现代科学技术的三大支柱。
3.材料的分类:金属(金属、金属合金)、非金属(有机高分子材料、无机非金属材料)4.高分子材料的定义:包含由小分子通过共价键形成长链的天然或人工合成的材料。
5.高分子材料的分类:弹性体、热固性及热塑性树脂。
6.材料技术的发展趋势:从均质材料向复合材料发展、由结构材料往功能材料、多功能材料并重的方向发展、材料结构的尺度向越来越小的方向发展、由被动性材料向具有主动性的智能材料方向发展、通过仿生途径来发展新材料。
7.塑料:塑料是以合成树脂为主要成分,另加有(或不加)改性用的添加剂或加工助剂,在一定温度、压力条件下可塑化成型、并在常温下保持其形状的材料。
有时还包括塑料的半成品,如压塑粉、注塑粒料等。
经过成型加工,可制成具有特定形状又具有实用价值的塑料制品。
8.塑料的分类:合成塑料、天然塑料(按来源);热塑性塑料、热固性塑料(按热行为);通用塑料、工程塑料(使用范围和用途)。
9.塑料的特性:质轻、耐腐蚀、电绝缘、加工性能好;不耐热、易变形、不耐老化、易燃、原料受石化资源制约10.常用的塑料加工方式:挤出成型、注射成型、压延成型。
11.橡胶的定义:橡胶是一类线形柔性高分子聚合物。
其分子链柔顺性好,在外力作用下可产生较大的变形,除去外力后能迅速恢复原状。
12.橡胶的分类:天然橡胶、合成橡胶(按来源);热固性橡胶、热塑性橡胶(按加工性)。
13.橡胶配方的五大体系:生胶、填充补强、硫化促进、防老、软化增塑体系。
14.纤维的定义:指长度比直径大很多倍并且有一定的柔韧性的纤细物质。
15.涂料的定义和组成:涂料是合成树脂另一种应用形式,用来涂覆物体表面,形成保护或装饰膜层。
主要有三种组分:成膜物、颜料、溶剂。
16.黏合剂的定义:黏合剂也称胶黏剂,是一种把各种材料紧密地结合在一起的物质。
常用聚丙烯的异构体结构
常用聚丙烯的异构体结构聚丙烯(Polypropylene,简称PP)是一种重要的塑料材料,由丙烯单体通过聚合反应制得。
由于聚丙烯分子的结构多样,存在多种异构体形态。
本文将介绍常用聚丙烯的异构体结构,包括立构异构体、链异构体和晶型异构体。
一、立构异构体立构异构体是指分子中碳链上的原子排列方式不同,从而使得分子结构发生变化。
常见的聚丙烯立构异构体包括异丁烯、异戊烯、异己烯等。
1. 异丁烯(Isobutylene)是一种立构异构体,其结构中,丙烯分子上的一个甲基基团被取代为一个乙基基团。
这种异构体具有较高的熔点和抗冲击性能,广泛应用于汽车零部件、电器外壳等领域。
2. 异戊烯(Isopentylene)也是一种立构异构体,丙烯分子上的一个甲基基团被取代为一个丙基基团。
异戊烯具有较高的熔点和刚性,适用于制造塑料管道、容器等。
3. 异己烯(Isohexylene)是一种具有六个碳原子的立构异构体。
它具有较高的熔点和耐候性,常用于制造耐热耐寒的塑料制品。
二、链异构体链异构体是指聚丙烯分子链上的取向不同,从而使得分子链结构发生变化。
常见的链异构体有头尾异构体、链段异构体等。
1. 头尾异构体是指聚丙烯分子链的两端结构不同。
聚丙烯分子链的一个端基团为甲基(CH3),而另一个端基团为乙基(CH2CH3)。
头尾异构体的存在使得聚丙烯具有较好的熔融流动性和加工性能。
2. 链段异构体是指聚丙烯分子链中间的结构不同。
链段异构体根据不同的取向方式可分为嵌段异构体和交替异构体。
嵌段异构体是指分子链中烯烃链段和烃烷链段交替出现,这种异构体具有较高的熔点和强度,适用于制造高性能纤维和薄膜。
交替异构体是指分子链中烯烃和烃烷交替排布,这种异构体具有较好的透明度和柔韧性,常用于制造包装膜、日用品等。
三、晶型异构体晶型异构体是指聚丙烯分子在结晶过程中形成不同的晶体结构。
根据晶体结构的不同,聚丙烯可分为α晶型和β晶型两种。
1. α晶型聚丙烯是一种典型的晶体异构体,其分子链呈现无规卷曲排列。
耐候聚丙烯老化性能研究
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目录
• 引言 • 耐候聚丙烯老化机理及影响因素 • 耐候聚丙烯老化性能实验研究 • 提高耐候聚丙烯抗老化性能的方法与策略 • 耐候聚丙烯老化性能的实际应用与前景展望 • 总结与展望
01
引言
耐候聚丙烯概述
定义与特性
耐候聚丙烯是一种经过特殊处理的聚丙烯材料,具有优异的耐候性能,能够在 各种恶劣气候条件下保持稳定的物理和化学性质。
提升性能
通过改进材料配方和加工工艺,进一步提高耐候 聚丙烯材料的抗老化性能,延长其使用寿命。
对行业的建议与期望
加强合作
希望行业内各单位能够加强合作,共同推动耐候聚丙烯材料的研 究与应用,促进产业链的完善与发展。
提高标准
建议相关部门制定更为严格的耐候聚丙烯材料行业标准,提高产品 的整体质量和竞争力。
老化机理分析
01
02
03
链断裂反应
在光、热和氧的作用下, 聚丙烯分子链发生断裂, 导致分子量下降,材料性 能劣化。
交联反应
光、热和氧也会引发聚丙 烯分子间的交联反应,使 材料变硬变脆。
氧化反应
氧的存在加速了聚丙烯的 老化过程,生成羰基、羟 基等氧化产物,导致材料 性能下降。
光老化影响因素
光照强度
据。
现实意义
耐候聚丙烯的老化性能研究对于 提高制品的耐久性、延长使用寿 命、降低维护成本以及推动相关 行业的可持续发展具有重要意义
。
研究方法与内容概述
研究方法
采用实验室模拟加速老化试验,结合自然暴露试 验,对耐候聚丙烯样品进行性能检测和分析。
检测指标
针对耐候聚丙烯的物理性能(如拉伸强度、冲击 韧性等)、化学性质(如分子结构、化学键变化 等)和外观变化(如颜色、光泽等)进行检测和 分析。
聚丙烯分类
聚丙烯分类一、引言在塑料行业中,聚丙烯(Polypropylene,简称PP)是一种常用的聚合物材料,广泛应用于各个领域。
为了更好地了解聚丙烯的特性和用途,需要对其进行分类。
本文将通过深入分析聚丙烯的分类方法、特性和应用领域,帮助读者更好地了解聚丙烯。
二、聚丙烯的分类方法聚丙烯的分类可以根据其分子结构、聚合方式以及物理性质等多个方面来进行。
2.1 分子结构分类聚丙烯根据分子结构可以分为以下几类: - 高聚丙烯:聚合度较高,分子量大,可用于制造塑料制品、纤维等。
- 低聚丙烯:聚合度较低,分子量小,可用于制造胶粘剂、涂料等。
- 改性聚丙烯:通过对聚丙烯进行化学改性,使其具有特殊的性能,如耐高温、耐寒等。
2.2 聚合方式分类聚丙烯根据聚合方式可以分为以下几类: - 均聚丙烯:通过单一一种单体分子聚合而成的纯净聚丙烯。
- 共聚丙烯:通过两种或多种不同单体分子的共同聚合而成的聚丙烯。
- 交联聚丙烯:通过引入交联剂使聚丙烯分子链之间发生交联,增加聚丙烯的强度和稳定性。
2.3 物理性质分类聚丙烯根据其物理性质可以分为以下几类: - 塑料级聚丙烯:主要用于制造各种塑料制品,具有较高的韧性和可塑性。
- 纤维级聚丙烯:主要用于制造纺织品和绳索,具有良好的强度和耐磨性。
- 膜级聚丙烯:主要用于制造薄膜和包装材料,具有良好的透明度和柔韧性。
三、聚丙烯的特性聚丙烯具有一些特殊的特性,使其成为一种广泛应用的材料。
3.1 轻质高强度聚丙烯具有较低的比重,因此重量轻,具有良好的强度和刚度。
这使得聚丙烯成为制造轻量化产品的理想选择,如汽车零部件、航空零件等。
3.2 耐候性好聚丙烯具有良好的耐候性,能够在阳光、雨水等自然环境下长期使用而不发生明显的衰变。
这使得聚丙烯适用于户外产品,如花盆、户外家具等。
3.3 耐化学腐蚀性好聚丙烯对酸、碱等化学物质具有较好的耐腐蚀性,不易被化学物质侵蚀。
这使得聚丙烯适用于制造耐酸碱的容器、管道等。
聚丙烯耐候性影响因素及改善方法研究
聚丙烯耐候性影响因素及改善方法研究摘要:本文主要针对聚丙烯的耐候性相关影响因素与改善方法进行综述分析,望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。
关键词:聚丙烯;耐候性;影响因素;改善方法;前言:聚丙烯,它属于一种塑料,有着优良加工性及物理的机械性能,属于包装、家电、汽车等各行业领域所必须的一种原料。
伴随着各行业领域对聚丙烯各方面性能要求逐渐提升,尤其是对其自身耐候性方面有着更高的要求。
对此,只有把握住聚丙烯的耐候性相关影响因素,才能够研究出更具科学合理地改善方法或者措施,以便于更好地改善及提升聚丙烯的耐候性,充分满足于各行业领域的应用需求及标准。
1、相关影响因素分析1.1 外部因素1.1.1 在氧及高氧气压方面空气当中氧能会与多数物质之间产生氧化反应。
受热光、光及热双重影响之下,聚合物极易出现氧化反应情况。
故氧在聚合物降解期间作用较大。
处于同等温度环境下,聚丙烯材料处高氧气压下老化速度快于空气中老化速度,集中表现为较短的诱导时间,较高的氧化反应速率,处于这两种条件之下,必然会对聚丙烯材料自身的耐候性产生较大影响。
1.1.2 在温度方面温度,会直接对聚丙烯材料自身的耐候性产生影响,具体表现为:直接破坏作用,受热促使聚丙烯材料分解温度超出环境实际温度。
温度对材料氧化的速度会产生影响,引发温度降解情况。
温度每升10℃,则聚丙烯材料光的降解速度就会提升至1-3倍左右。
1.1.3 在光度方面太阳光,属于聚丙烯材料自身的耐候性一方面影响下因素,外部环境下使用聚合物类制品均会受到不同程度的影响。
太阳光经大气层,会受大气层消光的作用,波长在290nm以内及3000nm光均会被过滤,而最后可照射于地面上近为290nm-400nm波长紫外线光区,占据照射至地面的太阳光约为5%;波长在400nm-800nm可见光区域,占据照射至地面的太阳光约为40%;波长在800nm-3000nm红外线光区域,占据照射至地面的太阳光约为55%。
聚丙烯的结构
聚丙烯从熔融状态缓慢冷却时所形成的晶体,一般为球晶结构,其形态有 五种类型[35],见表1 。球晶的类型、大小和结晶度影响着PP材料的性能。球晶 尺寸大、结晶度高,冲击强度和断裂伸长率下降,而硬度、强度与模量则升高。 Ⅰ、Ⅱ及混和型球晶能产生大变形,因此具有较大的屈服伸长率。Ⅲ和Ⅳ型球晶, 在垂直于拉伸方向上易产生开裂,形变小。 0.4 0.2 0
160 200 Tm(c) 240
6.5MPa 9.2MPa
280
图19 PP的AS1与Tm的关系
PP的拉伸屈服强度δy随着表层和剪切层之和的面积分率 Asi的增加而提高,见图20[37,42]。也影响着PP的冲击强度, 图21是PP的冲击强度与Asi的关系图[37,42]。表层可以认为 是用特殊方法成形的双轴取向的薄膜,冲击强度随时随 Asi的增加而提高。图中出现最小值是实验误差引起的。
0.9
© N/m£
7. 8 -3 6. 2 4. 6 3. 0 6MPa 9.2MPa
0.7
As
0.5
0.3 25 28 31
δ y(MPa)
34
37
Á 10 ¨¡ È £ ¿ ¶ ÷Ç å » ³
I
0.3
0.5
As I
0.7
0.9
图20 δ y与AsI 的关系
¼ 21 PPµ Í Ä ³ å » ÷Ç ¿ ¶ È Ó ë As µ Ä ¹ Ø Ï µ
物理性能 PP是所有树脂中最轻的品种之一,密度为0.90 ~ 091 g / cm3 ,仅大于聚4 - 甲基 -1-戊烯。吸水率低,仅为 001~0.04%。PP中晶相与非晶的密度分别为0.94和0.85, 其差值较小,因此与PE相比PP具有较好的透明性,而茂 金属PP( mPP )的透明度可达96[45],能与PET和PS相 媲美。 力学性能 强 度 拉伸屈服强度 与PP的MI和等规度IIP的关系如图63 所示。当IIP相同时,随着MI的增大,拉伸屈服强度升高;
聚丙烯的结构、性能和应用分析
聚丙烯的结构、性能和应用一、聚丙烯(聚丙烯)的结构聚丙烯是一种高分子化合物,是一种通用合成树脂(或通用合成塑料),由于它是烯烃的聚合产物,因而又是一种聚烯烃树脂。
聚丙烯的结构是指高聚物内部组织,它有两层意义:一是指聚丙烯分子内部的组织和形态,称为分子结构,二是指这些大分子聚集在一起的形态,称为聚集态结构。
1.聚丙烯的分子结构对一般的单烯烃聚合物可用通式(CH2-CH2)n表示。
R当-R为CH3-时即为聚丙烯,按CH3-在分子中的排布(位置、配向、次序等)不同,可分为三种立构异构体,即等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯,等规聚丙烯所有的甲基都排在平面的同一侧。
间规聚丙烯的甲基有规则的交互分布在平面的两侧。
无规聚丙烯的甲基无秩序地分布在平面的两侧。
在三种立体异构体中,等规和间规聚丙烯都属于有规聚丙烯,有规聚丙烯的结晶度高,根据X射线对结晶性聚丙烯的研究,测得其分子链的等同周期为6.5×10-10m,C-C键角为109°28′,C-C原子间键距为1.54×10-10m,据此设想出等规聚丙烯的三重螺旋结构。
以上所述均指聚丙烯的均聚物,聚丙烯聚合物中还有共聚物,如以丙烯为主要单体,以少量乙烯为第二单体(或称共聚单体)进行共聚而成的聚合物,共聚物按其立体结构的规整性又可分为无规共聚物和嵌段共聚物,制取共聚物的目的是为了改善均聚物的某些性能(如耐寒、耐温、抗冲性能等)以满足特殊用途的需要。
2.聚丙烯的聚集态结构高分子的链结构是决定高聚物基本性质的主要因素,而高分子聚集态结构是决定高聚物本体性质的主要因素,也就是说,其使用性能直接取决于加工成型过程中高分子所形成的聚集态结构。
聚丙烯和其它高分子一样,是由很多大分子聚集在一起的,分子间存在着相互作用,通常之间的作用力包括范德华力和氢键,使聚丙烯的大分子聚集在一起,并赋予它特定的性能,大分子聚集态通常有下述两种情况:(1)无定形态当很多分子在一起时,如果分子间杂乱无章,没有一定次序地相互堆在一起,这种结构称为无定型形态,这种结构比较疏松,密度低,分子容易运动,强度也低。
第二章:聚丙烯
聚丙烯命名(企业标准牌号命名)
聚丙烯树脂牌号的命名是由三个部分组成: 第一部分为材料的加工方法的代号表示; 第二部分为材料的熔体流动速率公称值的代号表示; 第三部分是以聚合物聚合类型的代号表示。
以牌号F800EPS为例,其代表熔指为 8.0g/10min,用于挤压平膜的无规三元共聚 物,并有润滑特性。
•无规立构:当取代基在 平面两侧作不规则分布或 者说两种旋光异构体单元 完全无规键接时。
PP的三种不同立体构型
等规PP:结晶度高, 占PP产量的95%。 -塑料 间规PP:结晶度低。 目前产量少。高弹 性热塑性塑料或弹 性体 无规PP:不结晶, 粘稠状物质,不能 用做塑料,可做填 充母粒的载体或润 滑剂。
聚丙烯命名(国家标准牌号命名)
PPB-MP-300--M
M----------特征单元4
特征单元4为备注,可表示聚合物的聚合类型, 必要时列出材料的主要用途或特性的代号。 如新的牌号、新的用途及新的特殊填料等, 可自行添加。
聚丙烯命名(国家标准牌号命名)
聚丙烯命名(国家标准牌号命名)
聚丙烯命名(企业标准牌号命名)
聚丙烯树脂牌号的命名是由三个部分组成: 第一部分为材料的加工方法的代号表示; 第二部分为材料的熔体流动速率公称值的代号表示; 第三部分是以聚合物聚合类型的代号表示。
聚丙烯命名(企业标准牌号命名)
第一部分: 材料的加工方法,用英文第一个字母为代号, 《产品目录》中选用如下代号表示:
2、聚丙烯的结构
Zieglar-Natta催化剂催化的阴离子配 位聚合制成等规PP。
该反应的副产物是无规PP。
PP (聚丙烯) 的性能
中英名称中文名称(聚丙烯)[1]英文名称Polypropylene性能特性(1)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~.091g/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。
(2)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,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7×107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。
(3)热性能:PP具有良好的耐热性,熔点在164~170℃,制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌,在不受外力的,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。
(4)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PP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。
(5)电性能:聚丙烯的高频绝缘性能优良,由于它几乎不吸水,故绝缘性能不受湿度的影响。
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。
(6)耐候性: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。
聚丙烯的结构、性能和用途
聚丙烯的结构、性能和用途一、聚丙烯(聚丙烯)的结构聚丙烯是一种高分子化合物,是一种通用合成树脂(或通用合成塑料),由于它是烯烃的聚合产物,因而又是一种聚烯烃树脂。
聚丙烯的结构是指高聚物内部组织,它有两层意义:一是指聚丙烯分子内部的组织和形态,称为分子结构,二是指这些大分子聚集在一起的形态,称为聚集态结构。
1.聚丙烯的分子结构对一般的单烯烃聚合物可用通式(CH2-CH2)n表示。
R当-R为CH3-时即为聚丙烯,按CH3-在分子中的排布(位置、配向、次序等)不同,可分为三种立构异构体,即等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯,等规聚丙烯所有的甲基都排在平面的同一侧。
间规聚丙烯的甲基有规则的交互分布在平面的两侧。
无规聚丙烯的甲基无秩序地分布在平面的两侧。
在三种立体异构体中,等规和间规聚丙烯都属于有规聚丙烯,有规聚丙烯的结晶度高,根据X射线对结晶性聚丙烯的研究,测得其分子链的等同周期为6.5×10-10m,C-C键角为109°28′,C-C原子间键距为1.54×10-10m,据此设想出等规聚丙烯的三重螺旋结构。
以上所述均指聚丙烯的均聚物,聚丙烯聚合物中还有共聚物,如以丙烯为主要单体,以少量乙烯为第二单体(或称共聚单体)进行共聚而成的聚合物,共聚物按其立体结构的规整性又可分为无规共聚物和嵌段共聚物,制取共聚物的目的是为了改善均聚物的某些性能(如耐寒、耐温、抗冲性能等)以满足特殊用途的需要。
2.聚丙烯的聚集态结构高分子的链结构是决定高聚物基本性质的主要因素,而高分子聚集态结构是决定高聚物本体性质的主要因素,也就是说,其使用性能直接取决于加工成型过程中高分子所形成的聚集态结构。
聚丙烯和其它高分子一样,是由很多大分子聚集在一起的,分子间存在着相互作用,通常之间的作用力包括范德华力和氢键,使聚丙烯的大分子聚集在一起,并赋予它特定的性能,大分子聚集态通常有下述两种情况:(1)无定形态当很多分子在一起时,如果分子间杂乱无章,没有一定次序地相互堆在一起,这种结构称为无定型形态,这种结构比较疏松,密度低,分子容易运动,强度也低。
聚丙烯结构式
聚丙烯结构式
聚丙烯是一种新型的聚合物,它在塑料工业中有着广泛的应用。
除了在塑料工业的应用外,它还被广泛应用于建筑、交通、合成树脂、涂料等行业,也深受许多各行各业的用户喜爱。
它的特殊性在于它的结构式比较复杂、弹性好、热变形性能良好,还有一定的耐热性,可以在高温环境下使用,特别是在高湿度环境,能够有更好的耐腐蚀性能。
聚丙烯结构式主要由CH2(一种碳和氢的键)构成,它可以形成两种不同的链状结构,即短链和长链。
短链主要是由由三个CH2键形成的折叠状结构构成,它与长链状结构相比,具有更高的抗紫外线性能和抗老化性能,是塑料行业的优选材料。
长链主要是由由六个或八个CH2键形成的折叠状结构构成,它与短链状结构相比,具有更好的抗热性能和抗紫外线性能,是塑料行业的优选材料。
聚丙烯具有多种性能,因此它在不同领域都有着不同的应用,如在电子电器行业,可以作为电子绝缘材料使用;在轻工行业,可以作为焊接或切割工具使用;在纺织行业,可以用来制作防水装置等。
聚丙烯结构式的优点在于:一方面它的弹性好,抗老化性和抗拉伸性能良好;另一方面,它的抗热性和抗紫外线性能也比较好,可以在更高温度下使用。
然而,聚丙烯也存在一定的不足之处。
首先,它的易燃性较差,不能作为可燃性材料使用;其次,它的加工性不好,加工工艺要求较
高,耗费大量的时间和成本;最后,它的耐腐蚀性较差,容易受到酸碱性物质的侵蚀。
总之,聚丙烯是一种具有多种性能的新型聚合物,它的应用范围很广,具有良好的抗热、抗紫外线和抗老化性能,而且它的加工工艺简单,耗费的时间和成本较低,是塑料行业的优选材料之一。
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下明显的与 B a S O 表面一致的凹坑。对于无机 4
刚性粒子与基体粘合的改善可通过表面处理来 达到。 2.2 偏光显微镜分析[4 ]
P P 材料容易结晶,其晶体为球晶,在偏光 显微镜下可以观察到黑十字消光现象。其球晶 的大小可以影响 P P 材料的性能,一般说来,球 晶形状小有利于提高材料的韧性,同时对拉伸 强度的提高也有一定的好处。
a - 日本耐候改性 P P 专用料 b - E P F 3 0 R
图 1 日本耐候改性 PP 专用料与 E P F 3 0 R 的电镜照片
由于是通过改性 E P F 3 0 R 获得耐候材料,从 而与日本耐候改性 P P 材料进行对比。因此,首 先应该了解它们两者微观结构形态。日本耐候 改性 P P 专用料和 E P F 3 0 R 的冲击断面微观形态 结构如图 1 ,可以看出其微观形态结构存在很 大的差异。照片上存在许多白色和黑色的圆斑, 白色的为凸起,黑色的则是凹坑,可以断言,在 另外一个断裂面上必然对应有可以啮合的凸起 和凹坑。说明凹坑的形成实际上是由于断裂时 材料的颗粒从中被拔出的缘故,从而形成上图 的结构。这些凸起呈圆球状,可能是材料中的 添加剂,因为 P P 材料在生产后期通常会加入少 量的添加剂来调节材料的性能指标。日本耐候 改性 P P 专用料中的添加剂粒径较 E P F 3 0 R 小得
以下是日本耐候改性 P P 专用料和 E P F 3 0 R 的晶体在偏光显微镜下的形态。
从图 3 可以看出,两种材料的结晶行为有
a - E P F 3 0 R b - 日本耐候改性 P P 专用料
图 3 E P F 3 0 R 和日本耐候改性 PP 专用料的结晶形态
响如何,我们可以观察图 4 中的照片。 对照 E P F 3 0 R 的晶体照片可以看出,P O E 在
晶体中的确可以起到细化球晶的作用,另由于 P O E 是弹性体,它的加入使体系韧性增加,从 而造成材料的刚性下降,拉伸强度下降。
成核剂 D I C P K 对晶体具有较好的细化作 用,形成的晶体颗粒较小,结晶形态比较完善, 有利于提高材料的整体性能。
很大差异,E P F 3 0 R 球晶粗大,晶体间界面单 一,而日本耐候改性 P P 专用料球晶颗粒较小, 结晶较完善。球晶的细化有利于改善材料的韧 性,提高其抗冲击性能,同时球晶结构的完善
也可提高材料的整体性能,如拉伸强度及硬度 Байду номын сангаас会有所提高。
在 E P F 3 0 R 中加入弹性体 P O E ,可以提高 材料的冲击性能,但对 E P F 3 0 R 结晶性能的影
聚丙烯由于合成方法简单,且具有原料来 源丰富、价格低廉、有良好的物理机械性能与 加工性能等优点,从而成为塑料产量增长最快 的品种之一,其产量在五大通用塑料中占第三 位。近年来,P P 材料越来越多的被应用到家电 制造中,9 0 年代初,日本住友和三菱化学株式 会社首先研制开发成功空调器用耐候改性 P P 新型材料。然而,国内部分大量使用耐候 P P 改 性料制造空调器主机外壳的厂商,如海尔、海 信等,其原料却主要是依赖于进口,因此,研 制这种高性能的耐候 P P 专用料,具有很大的市 场前景。青岛科技大学新材料重点实验室以齐 鲁产 E P F 3 0 R 为基体树脂,并加入增韧剂 P O E ( 聚 烯 烃 弹 性 体 )、 成 核 剂 D I C P K 、 无 机 刚性粒 子 B a S O 、光稳定剂 U V - 5 3 1 、U V - 7 7 0 对
关键词:聚 丙 烯;耐 候 性;微 观 结 构 ;电 子 显 微 镜 分 析;偏 光 显 微 镜 分 析 中图分类号:TQ325.14 文献标识码:B 文章编号:1009-797X(2003)08-0004-04
作者简介:苏娟(1978-),女,助教,2001年毕业于青岛科技 大学高分子科学与工程学院塑料专业,现从事塑料制品的研发工作, 已表论文 3 篇。
收稿日期:2003-01-21
第4页
大日本油墨公司 B a S O (粒径 5 μm )
4
市售 抗氧剂 1 0 1 0(L K - 1 0 ) 辽阳有机化工厂 抗氧剂 1 6 8 (L K - 6 8 ) 辽阳有机化工厂 紫外线吸收剂(U V - 5 3 1 ) 北京三安化化工产品有限公司 自由基捕获剂(U V - 7 7 0 ) 北京三安化化工产品有限公司 Z n O 抚顺化工厂 T i O (金红石型)
4
其改性[1-2],结果表明:改性后的 P P 完全符合 耐候改性 P P 专用料的理化指标,达到耐候改性 P P 专用料的标准。本文针对耐候聚丙烯的微观 结构进行了研究,并将结果同日产耐候 P P 做了 对比。
1 实验
1.1 原料 聚丙烯(EPF30R ) 齐鲁石化公司 增韧剂(P O E) 美国 D O W 公司 成核剂 M T K - 1 2 2 (D I C P K )
多,而粒径小的填料具有更好的增韧性能,因 此可以判断日本耐候改性 P P 专用料的冲击强 度较 E P F 3 0 R 为高,而实际情况也的确如此。日 本耐候改性 P P 专用料和 E P F 3 0 R 都出现很多的 白色不规则条纹,这是 P P 的应力发白现象,应 力发白区域产生了大量的银纹,银纹的产生将 吸收大量的能量,从而使材料的冲击性能得到 提高。通过观察低倍数(× 2 5 0 )的日本耐候改 性 P P 专用料和 E P F 3 0 R 的扫描电镜照片可以发 现,日本耐候改性 P P 专用料中的银纹较 E P F 3 0 R 要多,这也可以用来解释日本耐候改 性 P P 专用料的冲击强度较 E P F 3 0 R 高的现象。 2.1.2 改性后耐候聚丙烯的微观结构
(Qingdao Science and technology university, Key lab.for new material, Qingdao 26602 ,Shandong, China)
Abstract: Researched and analyzed on the microstructure of weathering polypropylene added various additives, checked with electron microscope and polarization microscope and then compared with the structure of weathering polypropylene PPBC3B produced from Japan.
第5页
橡塑技术与装备
P O E 加入到 E P F 3 0 R 中,对材料的冲击性 能有很大的提高,从其断裂表面来看,凸起和 凹坑比 E P F 3 0 R 要多,说明在断裂过程中,断 裂面之间有很多的粒子被拔出,从而消耗很多 的能量,达到提高冲击性能的目标[3] 。
由于成核剂的加入使球晶尺寸变小,由图 可知,其凸起和凹坑较 E P F 3 0 R 要小得多,而 且加有成核剂 D I C P K 的材料断裂面非常粗糙, 这可用来解释成核剂 D I C P K 增韧效果更好的现 象。
参考文献:
[1] 刘保成,刘法谦,陈桂兰,等. 耐候性聚丙烯的研制,中 国塑料,2 0 0 2 ,1 6 (3 ):2 2 ~2 5 .
[2] 刘法谦,刘保成,李荣勋,等. 耐候聚丙烯老化性能的研 究,中国塑料,2 0 0 2 ,1 6 (5 ):4 7 ~5 1 .
[3] 黄孝瑛,侯耀永,等. 电子衍衬分析原理与图谱. 山东科 学技术出版社. 2000 ,1 .
B a S O 的加入使断裂面更为复杂,断裂面 4
凸凹不平的现象更为严重,断裂时所需能量也 更大,因此材料的冲击强度得到提高。但从电 镜照片中也可以发现,无机刚性粒子在材料中
CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY EQUIPMENT
的粘合效果并不很理想,B a S O 粒子周围空隙 4
一般说来,无机刚性粒子加入到 P P 材料 中,也可能起到成核剂的作用,可细化球晶,从 而提高材料的冲击性能。从图 4 中可以看出, B a S O 在 P P 中均起到了细化晶体的作用,但作
4
用效果不如成核剂 D I C P K 明显,而且形成的晶 体也不完善,至于其能够起到提高材料的冲击 性能,不能完全用细化晶粒的作用来说明。其 真正的原因还有待进一步考证。
3 结论
(1 )扫描电镜照片验证了日本耐候改性 P P 专用料材料力学性能要好于 E P F 3 0 R 这一事实, 而且表明相区的细化有利于提高材料的冲击性 能以及填料在其中结合情况对性能的影响。
(2 )通过观察晶体的结晶形态,发现日本 耐候改性 P P 专用料结晶完整,晶体细致,而 E P F 3 0 R 结晶不完整,晶体粗大;各种加入到 E P F 3 0 R 的材料均有助于细化 E P F 3 0 R 结晶的作 用,其中成核剂 D I C P K 可明显改善 E P F 3 0 R 的 结晶形态。
见图 2 。
a-加入POE b-加入DICPK c-加入BaSO4
图2 改性后耐候聚丙烯电镜图
2003 年 第29卷
[4] 金日光,华幼卿. 高分子物理. 北京:化学工业出版社, 1 9 9 1 :4 3 .
Analysis on microstructure of weathering polypropylene
Su Juan, Zhou Li-ling, Liu Bao-cheng, Chen Gui-lan, Liu Fa-qian, Liu Guang-ye
2
济南裕丰化工总厂 改性聚丙烯(P P B C 3 B ) 日本住友公司 1.2 仪器设备 注射成型机(6 8 0 g ) 香港震雄集团 偏光显微镜(X P T - 7 型) 江南光学仪器厂 电子显微镜(S - 4 5 0 ) 日立公司 1.3 偏光显微镜观察 PP 球晶变化 将载玻片放在封闭电炉上,2 3 0 ℃恒温后, 各取样品颗粒少许,置于载玻片上,加压成膜。 切断电源,样品在电炉上缓慢冷却至室温后, 用偏光显微镜进行观察,显微镜放大倍数为 250 倍。