聚丙烯及其改性材料简介

目录

一聚丙烯 (3)

1.1 聚丙烯的性能 (3)

（1）优点 (3)

（2）缺点 (3)

1.2 聚丙烯链的立体结构 (4)

1.3 聚丙烯的晶体结构 (4)

二聚丙烯改性 (4)

三聚丙烯填充与增强改性新材料 (5)

3.1 聚丙烯填充改性性能特点及发展趋势 (5)

3.2 常用填充材料 (7)

1、碳酸钙 (7)

2、滑石粉 (7)

3、高岭土 (8)

3.3 聚丙烯的增强改性 (8)

3.4 聚丙烯填充与增强改性新材料 (9)

1、碳酸钙与滑石粉填充改性聚丙烯 (9)

2、玻璃微珠改性聚丙烯新材料 (9)

3、云母填充改性PP (10)

4、玻璃纤维增强聚丙烯新材料 (10)

一聚丙烯

1.1 聚丙烯的性能

（1）优点

1）聚丙烯密度为0.90~0.91g/cm3，是通用塑料中最轻的一种；

2）具有优良的耐热性，长期使用温度可高达100~120℃，无载荷时使用温度可达150℃，是通用塑料中唯一能在水中煮沸，并能经受135℃的消毒温度的品种；

3）聚丙烯是一种非极性塑料，具有优良的化学稳定性，并且结晶度越高，化学稳定性越好，室温下只有强氧化性酸（如发烟硫酸、硝酸）对它有腐蚀作用。吸水性很小，吸水率不到0.01%；

4）力学强度、刚性和耐应力开裂都超过高密度聚乙烯，而且有突出的延伸性和抗弯曲疲劳性能；

5）电绝缘性能优良，特别是高频绝缘性好，击穿电压强度也高，加上吸水率低，可用于120℃的无线电、电视的耐热绝缘材料；

6）综合性能优异，易加工、生产成本低。

（2）缺点

1）聚丙烯的耐低温性能不如聚乙烯，脆化温度约为-30~-10℃，低温甚至室温下的抗冲击性能不佳，低温易脆；

2）在成型和使用中易受光、热、氧的作用而老化；

3）熔点较低、热变形温度低、抗蠕变性差、尺寸稳定性不好。

1.2 聚丙烯链的立体结构

丙烯用齐格勒-纳塔催化剂聚合后，所得聚合物的X射线构型有等规、间规和无规三种。在PP生产过程中，尽管采用不同的催化剂和不同的操作条件，但工业PP产品主要是等规PP（含有少量的无规物和间规物）。

1.3 聚丙烯的晶体结构

PP的晶体类型有以下几种

1）单晶：通常只能在极稀溶液或缓慢结晶时得到，是具有规则几何形状的薄片状晶体；2）球晶：是高聚物结晶最常见的特征形式，当结晶性聚合物从浓溶液析出或熔体冷却结晶时，在不存在应力或流动的情况下都倾向于生成球晶；3）树枝状晶；4）孪晶，等。

聚丙烯的结晶度是一个重要的结构参数，聚丙烯的许多宏观物理机械性能都与结晶度直接相关。聚丙烯的结晶度不仅与分子链的立构规整性有关，而且与结晶条件、是否添加成核剂等因素密切相关。

二聚丙烯改性

1、共聚

采用共聚技术，改进PP的韧性、流动性等。

2、接枝

采用接枝改性制备具有极性的PP，从而提高PP的印刷性、与无机填料的黏

结性、与极性聚合物的混合能力、改善抗静电性等。

3、共混

与其它聚合物共混制备聚合物合金，从而提高PP的综合性能。

4、填充

与碳酸钙、滑石粉等无机粒子混合，提高PP的耐热性和刚性，降低成本等。

5、增强

与玻璃纤维、晶须等增强剂进行复合，提高PP的强度、刚性和耐热性。

6、阻燃

采用添加阻燃剂的方法，制备阻燃性PP材料，满足家电、汽车等对材料的阻燃要求。

7、透明化

采用添加成核剂等方法，制备高透明的PP新材料，可用于透明包装等领域。

8、抗老化

采用添加抗氧剂等方法，改进PP的耐老化性，使其可用于户外产品中。

三聚丙烯填充与增强改性新材料

3.1 聚丙烯填充改性性能特点及发展趋势

填充改性就是在塑料成型加工过程中加入无机填料或有机填料，使塑料制品的原料成本降低达到增量目的，或使塑料制品的性能有明显改变，即在牺牲某些方面性能的同时，使人们所希望的另一方面的性能得到明显的提高。

1、填充改性PP具有如下特点

1）降低成本：无机填料，如碳酸钙、滑石粉等，价格在1000元/t，大大低于PP的价格；

2）提高耐热性：普通PP难以满足产品对塑料制件耐热性的要求，而添加无机填料是提高PP耐热性的有效途径。如添加滑石粉的PP，其热变形温度可达130℃；

3）提高刚性：一般PP的弯曲模量在1000MPa左右，通过添加无机填料，其弯曲模量可达2000~3000MPa，具有明显的增刚作用。如果要进一步提高刚性，就需要使用增强性填料，如硅灰石、玻璃纤维等；

4）降低成型收缩率，提高尺寸稳定性：PP是结晶性聚合物，在成型加工过程中收缩率较大（收缩率在1.5%~2.0%），而且PP容易出现后结晶，从而造成PP 制件的翘曲和开裂。要降低成型收缩率和提高尺寸稳定性，添加无机填料是有效的手段，如添加30%滑石粉的PP，其成型收缩率可以降低到1%左右；

5）增加某些功能：通过添加无机填料，可以赋予PP以某些功能。如大量填充碳酸钙，可以制备可降解的PP塑料；添加滑石粉可以提高PP的抗静电性等。

2、随着新技术的发展，PP填充材料主要向以下几个方面发展

1）向纳米技术发展：纳米碳酸钙对PP的结晶有明显的异相成核作用，提高了材料的结晶温度、熔点和热变形温度，对材料的力学性能也有明显改善，低温冲击和常温冲击都得到改善。超细微粒表面积大，增加了和PP的接触面和作用力，对PP有显著的增强增韧作用；

2）向复合材料、新材料技术发展：在PP中加入不同含量的空心玻璃微珠，复合材料的冲击性能、拉伸性能和弯曲性能都得到提高，同时改善了PP的热性