丙烯和聚丙烯是一回事吗?如果不是,有什么区别?

不,丙烯是CH2=CH-CH3。

聚丙烯是丙烯的聚合物。

聚丙烯(PP)作为一种热塑性聚合物,广泛应用于塑料领域。由于催化剂和聚合工艺的不同,所得聚合物的性能和用途也不同。聚丙烯有许多有用的特性,但它缺乏固有的韧性,尤其是在其玻璃化转变温度以下。但通过添加抗冲改性剂,可以提高其抗冲击性能。

1.聚丙烯均聚物

聚丙烯(PP)作为一种热塑性聚合物,于1957开始商业化生产,是第一种有规立构聚合物。其历史意义更多的体现在它一直是增长最快的主要热塑性塑料,2004年全国总产量达到300万吨。它广泛应用于热塑性塑料领域,特别是在纤维和长丝、薄膜挤出、注射成型等方面。

1.1化学和性质

在有机金属有规立构催化剂(齐格勒-纳塔型)的作用下,在控制的温度和压力下合成PP,如δ-TiCl3-(C2H5)2AlCl或TiCl3-(C2H5)3Al(效率300-900g聚丙烯/g TiCl3)。由于催化剂和聚合工艺的不同,所得聚合物的分子结构有三种不同类型的立体化学结构,数量也不同。这三种结构是指全同立构聚合物、间同立构聚合物和无规聚合物。在等规聚丙烯(最常见的商业形态)中,甲基都在聚合物骨架的同一侧,这种结构容易形成晶态。全同立构结晶度赋予其良好的耐溶剂性和耐热性。前十年使用的催化剂技术最大限度地减少了同分异构体的形成,消除了分离无用的随机组分的必要性,并简化了生产步骤。生产聚丙烯的工艺主要有两种:一种是气相法;一种是液体丙烯淤浆法。此外,还有一些旧的淤浆工艺装置在运行,它们使用液态饱和烃作为反应介质。

相比较而言,高密度和低密度聚乙烯都具有较高的密度、相当低的熔点和较低的弯曲模量,即刚度。这些性能差异导致不同的最终用途。刚性和易取向性使聚丙烯均聚物适用于制造各种纤维和拉伸带,而其高耐热性使其适用于制造坚硬的高压容器和器具以及汽车的模塑部件。

影响聚丙烯均聚物加工性能和物理性能的主要因素包括:分子量(通常用流速表示);分子量分布(MWD);立体定向和添加剂。聚丙烯的平均分子量范围从大约200,000到600,000。分子量分布通常用聚合物的重均分子量()与数均分子量()的比值来表示。这个公式也被称为多分散指数。

聚合物的分子量分布对其加工性能和最终使用性能有决定性的影响。这是因为熔融聚丙烯对剪切敏感,即当施加的压力增加时,其表观粘度降低。宽分子量分布的聚丙烯比窄分子量分布的聚丙烯对剪切更敏感,因此宽分子量分布的材料在注射成型过程中更容易加工。一些特定的应用,尤其是纤维,需要窄范围的分子量分布。分子量分布与催化剂体系和聚合过程有关。过氧化物通常在反应器后的挤出过程中发生化学裂解,使分子量分布范围变窄。这个过程被称为可控流变(CR)过程。

与聚乙烯相比,等规聚丙烯由于其独特的分子结构和螺旋晶体,更容易受到光和热的氧化降解。在通常的加工和最终使用条件下,聚丙烯会发生随机断链,导致分子量下降,流速增加。所有商业级聚丙烯都含有稳定剂,以在加工过程中保护材料,并提供令人满意的最终使用性能。对于特殊用途,除抗氧化剂和紫外线抑制剂外,还必须添加其他添加剂。比如在膜配方中加入润滑剂和防粘剂,降低摩擦系数,防止膜自粘。在包装材料中加入抗静电剂来消除静电。为了提高透明度或缩短成型周期,需要使用成核剂。均聚物树脂通常按流速和最终用途分类。流速取决于平均分子量和分子量分布。一些特殊应用需要高达400分克/分钟的流速,而普通商业均聚物的流速在0.5-50分克/分钟的范围内。流量通常是决定加工特性的最重要因素。

1.2处理和应用

聚丙烯因其优异的流动性、宽范围的流速和其他独特的聚合物特性而具有优异的加工性能。较低的流速可以满足挤出带、带状丝和单丝的加工要求,也使成品具有抗拉强度和较低的延伸性,同时保持足够的侧向完整性,从而最大限度地减少收线机导向装置上的劈裂和粉尘飞扬。为了抵消其特有的低横向强度和断裂倾向(原纤化),对纤维制品(如粗旦纺织品、细绳和绳索)具有较高取向的薄膜的流速通常要求在7 ~ 20的范围内。含有发泡剂的装饰条产品由聚丙烯以接近10的流速挤出,使得熔体强度和取向能力可以得到适当的平衡。这类聚合物经过适度取向后可以产生光滑的缎状表面效果,产品有足够的横向强度延缓断裂。无纺布和复丝产品的挤出需要低粘度和自由流动的材料,因此具有极高流速的聚丙烯用于这些目的。

流延聚丙烯薄膜广泛用于绘制艺术品。此外,该薄膜可以双轴取向和热定形,从而具有优异的机械性能和热性能,可应用于各种性能的层压板和包装材料。PP可通过管式水冷冲击工艺加工成共挤吹塑薄膜和单层薄膜。用于热成型的挤出片材需要使用低流速配方的材料,以具有足够的熔体强度。当使用PP挤出型材时,加工性能总是在较低的流速下更好。型材挤出通常限于小截面,这样可以用水淬火,保证产品有足够的韧性。PP还可以挤出成管状产品,如饮用吸管、饮用水管等。聚丙烯也可用于电缆涂层。

注射成型,用量仅次于挤出,非常适合聚丙烯的特性。由于其良好的流动性和机械性能,聚丙烯被用于生产许多不同类型的具有固有机械性能的产品。良好的可加工性和优异的耐应力断裂性产生了优异的模制密封盖。一般来说,低流动性配方材料用于生产厚壁产品和需要韧性的产品。高流动性材料用于生产需要快速加工的薄壁零件和产品。

1.3市场

PP均聚物可以利用各种加工技术生产多种产品。

挤出制品是消耗PP最大的市场,纺织纤维和单丝是最大的部分。长期以来,PP因其着色能力、耐磨性、耐化学性和有利的经济条件,一直是制造纤维的主要原料。取向膜和非取向膜占据挤出产品市场的第二大份额,并且是继续增长的领域。

接下来,注塑成型是PP均聚物的第二大市场,包括容器、封口器、汽车应用、家庭用品、玩具和许多其他消费品和工业最终用途。很多吹塑容器选择聚丙烯,是因为聚丙烯防潮性能好,冲泡程度足够。鉴于未来塑料产品的新需求,PP均聚物将继续增长。良好的经济条件、良好的力学性能、质轻、着色能力强、易加工等特点将使PP在本世纪继续成为众多应用领域的首选。

2.抗冲击聚丙烯共聚物

聚丙烯有许多有用的特性,但它缺乏固有的韧性,尤其是在其玻璃化转变温度以下。然而,它的抗冲击性能可以通过添加抗冲改性剂来提高。传统的改性是弹性体,通常是乙丙橡胶。一般认为,分布在半结晶聚丙烯基体中的橡胶粒子可以在界面上形成许多应力集中点,阻止局部变形和断裂扩展。冲击改性剂总是在共混过程中加入。最近,弹性体组分的现场合成在商业上变得很重要。此外,正在推广一系列新的抗冲改性剂来取代EPDM,即Flexomer聚烯烃、Exact弹性体和Insite聚合物。这些是烯烃聚合物,填补了极低密度聚乙烯和传统乙烯-丙烯弹性体之间的空白。

2.1化学和性质

等规聚丙烯均聚物是由丙烯在齐格勒-纳塔催化剂体系的催化下聚合而成的。乙丙橡胶组分在一系列反应器中合成,或预先购买,然后在挤出机中与PP均聚物共混。生产的抗冲击聚丙烯造粒后出售。通过选择合适的催化剂组成和反应器条件,可以精确控制现场生产的抗冲击PP共聚物的重要性能。催化剂组成和反应器条件决定了基体树脂的结晶度、橡胶组分的组成和数量以及总分子量分布。

抗冲PP是最轻的热塑性塑料之一,密度低于1,每磅价格低于PET、PBT、高抗冲聚苯乙烯、ABS。从比容来看,抗冲PP的单位体积成本低于上述树脂和聚氯乙烯(PVC)。这方面只有HDPE能比。抗冲PP通常在350至550°f的中等温度下加工。抗冲聚丙烯共聚物具有宽范围的熔体流动速率,通常在小于1至约30的范围内。具有最高熔体流动速率的树脂通常通过对具有较低熔体流动速率的材料进行“减粘裂化”来制备。也就是说,从反应器出来的物料经过一步反应降低平均分子量,从而制备出熔体流动速率更高的产品。抗冲聚丙烯共聚物具有高的耐化学和环境应力断裂性。经处理后,该材料可具有优异的悬臂冲击强度和低Gannard冲击性能。悬臂冲击强度范围从0.5英尺到超过15英尺。磅/英寸。在零下40华氏度时,甘纳德冲击强度从15英寸到300英寸以上不等。磅。

橡胶组分为聚丙烯提供了冲击强度,但与均聚物相比降低了抗冲击聚丙烯的刚度和热变形温度。具有填料的抗冲聚丙烯共聚物可以承受更高的温度而不变形。填料通常是玻璃纤维。云母、滑石和碳酸钙。这些聚合物的最终用户应该知道,对于每种产品规格,在不同的熔融强度、熔体流动速率、劲度和热变形温度之间有一个权衡。

2.2使用

抗冲击聚丙烯的主要商业用途是用于汽车、家庭用品和电器的注塑部件。其抗冲击性、低密度、着色能力和可加工性使其成为一种理想的材料。具有高熔体流动速率的中等抗冲树脂等级具有高流动性,这在注射成型大型部件如汽车面板中特别有用。

具有高抗冲击性和低熔体流动速率(通常小于2)的树脂可以转变成具有优异耐穿刺性的膜。该膜具有优异的耐冲击性和耐蒸汽灭菌性,适用于一次性医疗废物袋。挤塑片材可以通过热成型加工成大而厚的零件,如汽车工业中的挡泥板和汽车的行李箱内衬。弹性体组分提高聚丙烯抗冲击性能的机理是当材料受到冲击时会诱发应力发白。大多数应用基于弹性组分在聚丙烯基质中的分散。基于相反的概念,一种新型的保险杠正在开发中。结果,形成了分子复合结构。

给…作注解

聚丙烯丙烯聚合物英文名称聚丙烯缩写PP均聚物是由一种叫做均聚物的单体聚合而成的聚合物。

大分子是那些分子量特别大的物质。常见的分子,我们称之为小分子,一般由几个或几十个原子组成,分子量也在几十到几百之间。比如水分子的分子量是18,二氧化硫的分子量是44。大分子则不同,它的分子量至少大于10000。一般高分子材料的分子都是由几千个、几万个甚至几十万个原子组成,其分子量有几万个、几十万个甚至几亿个。聚合物的“高”意味着其高分子量。

高分子高分子分为天然高分子和合成高分子,天然橡胶、棉花等都是天然高分子。合成高分子主要包括:化学纤维、合成橡胶和合成树脂(塑料),又称三大合成材料。此外,大多数涂料和粘合剂的主要成分也是合成聚合物。合成聚合物也叫聚合物。例如聚丙烯和聚乙烯。

共聚物两种或两种以上单体或单体与聚合物的聚合称为共聚,共聚得到的产物为共聚物。嵌段共聚物、接枝共聚物、无规共聚物、规则共聚物等。