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。

等规PP的等规度（等规指数）：等规聚合 物所占的重量百分比。 测量方法：一般指用正庚烷回流萃取，去 掉无规聚合物及低分子量聚合物后的剩余 物所占的百分比。（并不十分准确!）

等规PP的链构象（与聚乙烯对比）


PPB-MP-300--M PPB----------特征单元1 MP-----------特征单元2 300-----------特征单元3 M-------------特征单元4 以示例中的牌号PPB-MP-300--M 为例，其 代表用于注塑用的低乙烯含量的嵌段共聚物， 熔融指数MI为3.00，并抗冲击。

所谓嵌段共聚PP是分子中的乙烯单体是以链段的形 式插入PP分子链中。如：燕山石化产PP1330、 PP1340；上海石化、齐鲁石化产EPS30R；扬子 石化、盘锦石化产J340、J540等。 所谓无规共聚PP是分子中乙烯单体无规则插入PP 分子链中，常见的PPR即是无规共聚PP。 不管是均聚PP还是共聚PP，人们习惯统称为聚丙 烯，国外共聚PP消费量占PP总量30～40%，而 国内只有3～5%。这充分说明从合成角度来说共 聚PP的合成技术难度远大于均聚PP。从综合性能 来说共聚PP比均聚PP好。
PP螺旋构象
6.2 Å 2.53Å
因甲基的空间 位阻，PP分子 链较僵硬， PE平面锯齿构象，Tg ～ -125oC Tg-10oC
（3） 等规PP的聚集态和结晶结构
1.聚集态特征：等规PP在使用温度范围内是 大量结晶和无定形结构共存。 2. 等规PP是高度结晶的聚合物：结晶度在50 ％～80％之间。 3. 等规PP具有多种不同的结晶结构： α、 β、γ、δ和拟六方型5种。 α晶型是最常 见，热稳定性最好,熔点176oC。 4. 等规PP结晶结构的密度较小： α，0.936 g.cm-3（而PE α型为1.0 g.cm-3）。


聚丙烯发展历程


Natta (1903-1979)小传
意大利人，21岁获化学工程博士学位
1938年任米兰工业大学教授，工业化学研究所所长 50年代以前，从事甲醇、甲醛、丁醛等应用化学研 究，取得许多重大成果 1952年, 在德 Frankford 参加Ziegler的报告会，被其 研究工作深深打动


聚丙烯发展历程

国内1962年开始研究聚丙烯，1972 年实现工业化
90年代中后期 国产环管工艺实现工 业化，21世纪初国产环管二代工艺 取得突破。

聚丙烯工艺技术介绍
聚丙烯生产工艺大体上可分为 溶液法、 浆液法、 本体聚合、 气相聚合 四种工艺。




聚丙烯是四大通用塑料----PE、PP、PVC、PS之一， 其产量在世界居第二位，在国内居第三位。它是以 丙烯单体为原料通过聚合反应制得。由于甲基在分 子链中的取向不同。PP的微观结构可分为： 等规PP（ Isotactic polypropylene ，IPP） 间规PP（ Syndiotactic polypropylene ，SPP ） 无规PP（ Atactic polypropylene ，APP ）， 结构式如下所示：
F----挤压平膜； M----注塑； H----涂覆； T----挤出扁丝； I----吹塑薄膜； Y----纺丝分： 熔体流动速率公称值的代号，是以熔体流动速率 公称值乘以100倍后的数值表示之，但不得少于三个 整数。如果乘100倍后只有二个整数，则应在这二个 整数前面加上一个0；如果乘100倍后的数值为四个 整数，则就将这个数作为代号。



从应用角度来看，通常PP又分为通用 型和专用型两大类，编织袋所用的拉丝料 都属于通用型。而BOPP料（双向拉伸）、 流延膜料、纤维纺丝料、洗衣机内筒料、 汽车用料（每辆轿车平均用PP45～ 50kg）、家电用料和PPR管材料等都属于 专用料。其中洗衣机内桶料、汽车专用料、 家电用料和PPR管材料均为共聚PP，其它 专用料和通用型PP均为均聚PP。
聚丙烯命名（国家标准牌号命名）


PPB-MP-300--M
PPB----------特征单元1


MP-----------特征单元2
300----------特征单元3 M------------特征单元4
聚丙烯命名（国家标准牌号命名）



PPB-MP-300--M
PPB----------特征单元1
1953年，Ziegler发现了乙烯低压聚合引 发剂


1954年Natta发现了丙烯聚合引发剂
聚丙烯发展历程


Ziegler (1898－1973)小传
未满22岁获得博士学位 曾在Frankfort, Heideberg大学任教 1936年任Halle大学化学系主任，后任校长 1943年任Mak Planck研究院院长 1946年兼任联邦德国化学会会长 主要贡献是发明了Ziegler催化剂，使用四氯化钛和 三乙基铝，可在常压下得到低压PE。 1963年荣获Nobel化学奖 治学严谨，实验技巧娴熟，一生发表论文200余篇
均聚PP 按合成原料 不同PP分类
共聚PP
嵌段共聚PP 无规共聚PP
2

共聚物的序列结构

共聚物是由两种以上单体共同聚合制得。 以由A和B两种结构单元构成的二元共聚物，按其连接方式可分 为以下统计型(含无规)、交替型、嵌段型、接枝型高分子。 无规共聚物 ～～～ABBABAAABBAB～～～ 交替共聚物 ～～～ABABABABABAB～～～ 嵌段共聚物 ～～～AAAAAABBBBBB～～～ 接枝共聚物
结晶速度和温度的关系
晶核的形成 晶体的生长 低温有利晶核 的形成和稳定
与温度有不 同的依赖性
高温有利晶体 的生长
从而存在最大结晶温度 Tmax
Tmax (0.80 ~ 0.85) *Tm
Reference
Tmax 0.63Tm 0.37Tg 18.5
低温
高温
熔体温度 晶核 球晶尺寸


1954年，发现丙烯聚合催化剂，将TiCl4 改为 TiCl3， 用于丙烯的聚合，得到高分子量、高结晶度、高熔 点的聚丙烯 1963年，获Nobel化学奖

聚丙烯发展历程

1957年，意大利的Montecatini公司建立 了第一套5000吨/年的聚丙烯装置。
1957年，美国赫格里斯(Herculess)建立 一套9000吨/年聚丙烯的生产装置。 其他实现工业化生产的国家：西德 (1958)、法国(1960)、日本(1962) 。
例一：MFR为2， 2*100=200，则以200为代号： 例二：MFR为0.45，0.45*100=45，则以045为代号； 例三：MFR为20， 20*100=2000，则以2000为代号。

聚丙烯命名（企业标准牌号命名）

第二部分的补充说明：
为了区别材料由于造粒次数不同而命名相 同的牌号，则在牌号命名中对熔体流动速率代号 的末位数以“0”或“1”来区别：即以“1”表示 该材 料只经过一次造粒，而以“0”表示该材料经过 二 次造粒。
聚丙烯命名（企业标准牌号命名）

第三部分：当聚合物的聚合类型为均聚物时， 第三部分省略。其它的聚合物聚合类型代号的 表示方法为： E------无规共聚物； EP-----无规三元共聚物； M------低乙烯含量的嵌段共聚物； R------中乙烯含量的嵌段共聚物； U------高乙烯含量的嵌段共聚物； H------超高乙烯含量的嵌段共聚物
聚丙烯命名（企业标准牌号命名）

第三部分的补充说明：
必要时在第三部分未端列出材料的主要用途或特性的 代号。例如： A------抗静电极； B------抗粘连； C------可控流变； D------医用耐Υ射线专用料； G------通用级； H------耐热老化； L------耐光和（或）气候老化； S------润滑； T-------烟用滤嘴丝束专用料。
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）


PPB-MP-300--M
300----------特征单元3
特征单元3代表聚合物的熔体流动速率公称值。熔体 流动速率公称值的代号是以熔体流动速率公称值乘 以100倍后的树脂表示之，但不得少于三个整数。 如果乘100倍后只有二个整数，则应在这二个整数 前面加上一个0；如果乘100倍后的数值为四个整数， 则就将这个数作为代号。
特征单元1为英文聚丙烯――Polypropylene的缩写 PP，所有牌号均一致。
表示丙烯聚合物的类型的缩写代号为： H——丙烯均聚物 R——丙烯无规共聚物

B——丙烯嵌段共聚物
聚丙烯命名（国家标准牌号命名）



PPB-MP-300--M
MP----------特征单元2
特征单元2为聚丙烯产品的主要用途或加工方法、重 要性能及添加剂等。均用相应的英文字母作代号。 代号自左至右排列，依次称第一位、第二位、第三 位和第四位。表示材料用途或加工方法在第一位写 出，重要性能、添加剂等在第二至第四位写出。见 下表.
旋光异构 (空间立构)
饱和碳氢化合物分子中的碳，以4个共价键与4个原子或 基团相连，形成一个正四面体，当4个基团都不相同时， 该碳原子称作不对称碳原子，以C*表示，这种有机物能 构成互为镜影的两种异构体，表现出不同的旋光性，称 为旋光异构体。
d 型
l 型
旋光异构体示意图
•全同立构(或等规立构)： 当取代基全部处于主链平 面的一侧或者说高分子全 部由一种旋光异构单元键 接而成。 •间同立构(或间规立构)： 取代基相间的分布于主链 平面的二侧或者说两种旋 光异构单元交替键接。
（4） 影响等规PP结晶度的分子结构因素
（a）等规度 （b）分子量（数均～38000～60000),结晶度
分子量较低时（MI大）：结晶度 等规度增大
分子量较大时（MI小）：结晶度
不变
（5） 等规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
第二章: 聚丙烯（PP）


1、聚丙烯的合成 2、聚丙烯的结构 3、聚丙烯的性能 4、聚丙烯的成型加工 5、聚丙烯的应用 6、聚丙烯的改性
聚丙烯是丙烯的聚合产物。
CH2 CH
n
CH3
英文：polypropylene, 缩写为PP。

聚丙烯颗粒形状及包装形式
1、聚丙烯的合成

聚丙烯鼻祖：Ziegler、 Natta教授