聚丙烯(PP)特性、加工、應用

聚丙烯(polypropylene)為丙烯的聚合物。英文縮寫為PP。聚丙烯原料豐富﹐綜合性能優良﹐容易加工成型﹐生產成本較低﹐所以用途廣泛。其缺點是低溫韌性較差﹐脆折溫度高(8℃左右)﹐且易老化。近年來通過共聚合和共混等方法製得改性產品﹐其耐低溫性﹑耐衝擊性和耐老化性等有所提高﹐因此﹐用途日益擴大。自 20 世紀 50 年代納塔﹐G.發現等規聚丙烯以來﹐其工業生產發展非常迅速。1981 年聚丙烯的世界年產量已達 400 餘萬噸。 主要化學和物理性質聚丙烯的重均分子量約為3~7105﹔質輕﹐密度約 0.91 克/厘米3﹔熔融溫度約為 174℃﹔強度高﹐硬度大﹐耐磨並耐化學腐蝕﹔耐熱性好﹐可在 120℃ 使用﹔其性能不受環境濕度的影響。其製品的耐彎曲疲勞性優異﹐能經受幾十萬次彎折而不損壞。加工性能好﹐加工成型時收縮率低。 單體 丙烯可由石油產品裂解或煉廠尾氣分離提純而得﹐丙烯純度一般要求在99.5％以上。聚合前要除去單體和溶劑中能使催化劑中毒的雜質﹐如炔烴﹑雙烯烴﹑水﹑氧﹐以及含氧﹑硫﹑氮的化合物等﹐其含量分別控制在 10 ppm 以下。 聚合催化劑 主要有TiCl3-(C2H5)2AlCl 和 TiCl3-(C2H5)3Al 等體系﹐通稱齊格勒－納塔催化劑。TiCl3 的結晶有 α﹐β﹐γ﹐δ 四種變體。用不同方法製得的 TiCl3﹐其晶體結構﹑性質也不同。目前工業生產多用 δ- TiCl3﹐它的催化活性和定向性都較好。 聚合方法 有淤漿聚合﹑液相本體聚合和氣相聚合三種。 工業生產多用2～5 釜串聯的淤漿聚合﹐單程轉化率為90％～95％﹐催化劑效率一般為300～900 克聚丙烯/克TiCl3﹐等規度 ≧ 95％。液相本體聚合和氣相聚合是 60 年代相繼發展起來的﹐它們的特點是不使用汽油溶劑﹐工藝流程簡化﹐催化劑效率較高﹐成本降低。1975 年開始出現高效載體催化劑﹐是用 MgCl2作載體並添加苯甲酸酯組分的鈦－鋁催化體系﹐其效率高達 70～100 千克聚丙烯/克鈦﹐已經用於工業生產。這樣可以省去除去催化劑殘渣等後處理工序﹐受到普遍重視。這種高效催化劑體系又稱為第二代齊格勒－納塔催化劑。 成型方法和用途 聚丙烯可用注射﹑擠出﹑吹塑﹑層壓﹑中空成型﹑雙向拉伸等工藝加工成型。 聚丙烯用途廣泛﹐可用於製作容器﹑包裝袋﹑薄膜等包裝運輸材料﹐大量用於汽車﹑建築﹑化工﹑醫療﹑農業和家庭用品等方面﹔它的成纖性良好﹐可經熔融紡絲製成纖維或不織布﹐其強度與尼龍相仿﹐用於製作地毯﹑濾布﹑工作服﹑運動服﹑衣料﹑蚊帳等﹐特別是它比水輕﹐有浮力﹐不吸濕﹐適用於製作水上用品﹐如纜繩﹑漁網等。