高熔体强度聚丙烯的研究解析

高熔体强度聚丙烯的研究简介概述1 PP

Mont-ecati年由意大利蒙特卡迪尼（万。195710~50聚丙烯（PP），分子量一般为）公司实现工业化生产。聚丙烯为白色蜡状材料，外观与聚乙烯相近，但密度比聚ni℃左右，热性能好，在通用树脂中是唯一能在水165乙烯小，透明度大些，软化点在℃，具有优异的介电性能。溶解性-10~20130℃下消毒的品种，脆点中煮沸，并能在相近。作为一种通用塑料，聚丙烯具有较好的综合性能，聚丙烯的成PE能及渗透性与型收缩率较聚乙烯小，具有良好的耐应力开裂性。因而被广泛应用于制造薄膜、电绝缘体、容器、包装品等，还可用作机械零件如法兰、接头、汽车零部件、管道等，聚丙烯还可以拉丝成纤维。在近年来所举的通用塑料工程塑料化技术中，聚丙烯作为首机械强度和硬度较低以及成PP也存在低温脆性、选材料不断地引起了人们的重视。但型收缩率大、易老化、而热性差等缺点。因此在应用范围上，尤其是作为结构材料和年代中期国内外就采用化学或物理改性方工程塑料应用受到很大的限制。为此，从70的缺口冲击强度和低温韧性方面进PP进行了大量的研究开发特别是针对提高法对PP行了多种增强增韧改性研究开发。常见的改性方法有共聚改性、共混改性和添加成核剂等。

1.1 PP生产方法和种类

中国聚丙烯的工业生产始于20世纪70年代，经过30多年的发展，生产技术、工艺也趋于多样化，已经基本上形成了淤浆法、液相本体-气相法、间歇式液相本体法、气相法等多种生产工艺并举，大中小型生产规模共存的生产格局。中国的大型聚丙烯生产装置以引进技术为主，中型和小型聚丙烯生产装置以国产化技术为主。由最初的浆液工艺发展到目前广泛使用的液相本体法和气相法，液相本体法因其不使用稀释剂、流程短、能耗低，现已显示出后来居上的优势。

（1）淤浆法：在稀释剂（如己烷）中聚合，是最早工业化的方法；

（2）液相本体法：在70℃和3MPa的条件下，在液体丙烯中聚合；

（3）气相法：在丙烯呈气态条件下聚合。

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）和间规IPP根据甲基排列位置聚丙烯可分为等规聚丙烯（）、无规聚丙烯（APP 聚丙烯（SPP）三种。甲基无秩序的排列在分子主链的两甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95%物为主要成分。通常为半透明无色固体，无臭无毒，由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃，耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒，密度小，是最轻的通用塑料。

PP的特点1.2

℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，冲击强100PP材料有较低的热变形温度（℃。由于结晶度较高，这种材料150度随着乙烯含量的增加而增大，维卡软化温度为不存在环境应力开裂问题，无毒、无味、密度小、的表面刚度和抗划痕特性很好。PP℃左右使用。具有良好的介强度、刚度、硬度、耐热性均优于低压聚乙烯，可在100电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨、易老化。

适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。）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（13，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90-0. 有0. 91g/cm），1%-2.5%-15万。成型性好，但因收缩率大（8的吸水率仅为0. 01%，分子量约万厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，很难于达到要求，制品表面光泽好，易于着色。聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能。聚）力学性能：（2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，其拉伸强度或稍高的水平。聚丙烯具有优异的抗弯曲疲劳性，其制品在常温下MPa30 仅可达到可弯折多次而不损坏，俗称“百折胶”。但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以抗冲击强度较差。℃以上温度进行消毒灭菌，制品能在100）（3热性能：聚丙烯具有良好的耐热性，℃会发生脆化，-35℃，在低于℃也不变形。脆化温度为在不受外力的条件下，150-35- 3 -

10164-170℃，40-50%耐寒性不如聚乙烯。聚丙烯的熔融温度比聚乙烯约提高，约为176℃。0%等规度聚丙烯熔点为）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，（4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：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5（受湿度的影响，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器绝缘制品，击穿电压也很高，适合用作电器配件等。）耐候性：聚丙烯对紫外线很敏感，加入氧化锌、硫代丙酸二月桂脂、炭黑6（式类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。

催化生成的聚丙烯是一种线形高结晶性聚合物，其软化点ziegler-Natta然而，由，阴影部分表示适宜加工的熔体强度范围，当温度Tm）。如图1.1接近于熔融温度（的熔体强度（熔体粘度）会急剧下降，适宜于加工的温度范围非常窄，Tm，PP升至的拉伸粘度没有显著的易造成热成型时容器壁厚薄不均匀；在拉伸过程中，线形PP 应变硬化效应，易造成压延成型时边缘卷曲及收缩、挤出发泡时泡孔塌陷等问题。

1.1 图聚丙烯熔体强度与加工温度的关系temperature

processing of between melt strength PP and Relationship Fig.1.1

的比较PP2 HMSPP与

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高熔体强度聚丙烯与普通聚丙烯相比具有以下优点：加工温度范围比较宽，在较高的温度和较长的加热时间内，熔体具）HMSPP（1 有优良的抗熔垂性能，有利于挤出发泡、中空成型和热成型等加工工艺；）在恒定应变速率下，熔体具有较好的熔体弹性和较高的熔体强度，克服了（2 PP应变软化的缺陷；线形具有较高的结晶温度和较短的结晶时间，因此允许热成型制件能在）HMSPP（3的结晶温度与结晶时间分较高的温度下脱模，从而缩短了成型时间。例如：HMSPP 。107则分别为℃，2.3min别在125℃，0.17min，而PP可在普通热成型设备热成型困难的问题，HMSPP解决了PP例如在热成型领域，上成型一种深拉伸比的薄壁容器，加工温度范围较宽，工艺容易掌握，容器壁厚厚薄的容器壁要厚，非常适合做微波PP均匀。一般情况下，由HMSPP制成的容器壁比具