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              PP-聚丙烯熱塑性樹脂
              半透明無色固體 無臭無毒 高度結晶化 熔點可高達167℃ 耐熱 耐腐蝕 可用蒸汽消毒 密度小 質最輕的通用塑料
              無毒、無味,密度小,強度、剛度、硬度耐熱性均優于低壓聚乙烯,可在100℃左右使用;具有良好的介電性能和高頻絕緣性且不受濕度影響,但低溫時變脆,不耐磨、易老化;適于制作一般機械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸、堿等有機溶劑對它幾乎不起作用,可用于食具。
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              性質描述

              物理性能

              聚丙烯為無毒、無臭、無味的乳白色高結晶的聚合物,密度只有0. 90--"0. 91g/cm3,是目前所有塑料中最輕的品種之一。它對水特別穩定,在水中的吸水率僅為0. 01%,分子量約8萬一15萬。成型性好,但因收縮率大(為1%~2.5%)。厚壁制品易凹陷,對一些尺寸精度較高零件,很難于達到要求,制品表面光澤好。


              力學性能

              聚丙烯的結晶度高,結構規整,因而具有優良的力學性能。聚丙烯力學性能的絕對值高于聚乙烯,但在塑料材料中仍屬于偏低的品種,其拉伸強度僅可達到30 MPa或稍高的水平。等規指數較大的聚丙烯具有較高的拉伸強度,但隨等規指數的提高,材料的沖擊強度有所下降,但下降至某一數值后不再變化。

              溫度和加載速率對聚丙烯的韌性影響很大。當溫度高于玻璃化溫度時,沖擊破壞呈韌性斷裂,低于玻璃化溫度呈脆性斷裂,且沖擊強度值大幅度下降。提高加載速率,可使韌性斷裂向脆性斷裂轉變的溫度上升。聚丙烯具有優異的抗彎曲疲勞性,其制品在常溫下可彎折106次而不損壞。

              但在室溫和低溫下,由于本身的分子結構規整度高,所以抗沖擊強度較差。聚丙烯最突出的性能就是抗彎曲疲勞性,俗稱百折膠。


              熱性能

              聚丙烯具有良好的耐熱性,制品能在100℃以上溫度進行消毒滅菌,在不受外力的條件下,150℃也不變形。脆化溫度為-35℃,在低于-35℃會發生脆化,耐寒性不如聚乙烯。對于聚丙烯玻璃化溫度的報道值有一18qC, 0qC, 5℃等,這也是由于人們采用不同試樣,其中所含晶相與無定形相的比例不同,使分子鏈中無定形部分鏈長不同所致。聚丙烯的熔融溫度比聚乙烯約提高40一50%,約為164一170℃, 100%等規度聚丙烯熔點為176℃。


              化學穩定性

              聚丙烯的化學穩定性很好,除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外,對其它各種化學試劑都比較穩定,但低分子量的脂肪烴、芳香烴和氯化烴等能使聚丙烯軟化和溶脹,同時它的化學穩定性隨結晶度的增加還有所提高,所以聚丙烯適合制作各種化工管道和配件,防腐蝕效果良好。


              電性能

              它有較高的介電系數,且隨溫度的上升,可以用來制作受熱的電器絕緣制品。它的擊穿電壓也很高,適合用作電器配件等??闺妷?、耐電弧性好,但靜電度高,與銅接觸易老化。


              耐候性

              聚丙烯對紫外線很敏感,加入氧化鋅、硫代二丙酸二月桂酯、炭黑或類似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。

              疏水參數計算參考值(XlogP):3.32、 氫鍵供體數量:03、 氫鍵受體數量:34、 可旋轉化學鍵數量:15、 互變異構體數量:6、 拓撲分子極性表面積(TPSA):29.5避免強氧化劑,氯,高錳酸鉀密閉,陰涼干燥處保存,確保有良好的通風。


              特點

              無毒、無味,密度小,強度、剛度、硬度耐熱性均優于低壓聚乙烯,可在100℃左右使用。具有良好的介電性能和高頻絕緣性且不受濕度影響,但低溫時變脆,不耐磨、易老化。適于制作一般機械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸、堿等有機溶劑對它幾乎不起作用,可用于食具。

              聚丙烯具有許多優良特性:

              1、相對密度小,僅為0.89-0.91,是塑料中最輕的品種之一。

              2、良好的力學性能,除耐沖擊性外,其他力學性能均比聚乙烯好,成型加工性能好。

              3、具有較高的耐熱性,連續使用溫度可達110-120℃。

              4、化學性能好,幾乎不吸水,與絕大多數化學藥品不反應。

              5、質地純凈,無毒性。

              6、電絕緣性好。

              7、聚丙烯制品的透明性比高密度聚乙烯制品的透明性好。

              它有很多優點但也有缺點:

              1、制品耐寒性差,低溫沖擊強度低。

              2、制品在使用中易受光、熱和氧的作用而老化。

              3、著色性不好。

              4、易燃燒。

              5、韌性不好,靜電度高,染色性、印刷性和黏合性差。


              改性

              接枝改性

              20世紀90年代初,美國提出先進的固相接枝改性法,現已開發出相關產品,如伊士曼公司生產的氯化改性pp(mcpp)樹脂,在我國市場每噸售價高達50多萬元。改性pp(mpp)和mcpp作為特種pp專用料,大大擴展了pp的應用范圍,具有極大的經濟效益。采用固相接枝法對等規pp進行改性得到mpp,然后對mpp進行氯化即可獲得mcpp固體粉狀樹脂。氯化改性后的樹脂附著力強,接伸模量提高,易于與其他樹脂共混;而且由于改性使pp的結晶受到破壞,極性增加,從而可溶于某些溶劑,制得不同濃度的mcpp溶液。

              mpp的用途主要有四個方面。一是提高工程塑料的耐沖擊性能。用mpp作相容劑,制得的pp與其他塑料的共混物沖擊強度提高2~3倍,可用作抗沖擊殼體材料;二是exfer塑料公司開發的dexpro合金,即為聚酰胺和pp在相容劑存在下的合金,現已商品化;三是用作熱塑料粉末涂料,用于金屬底材表面,起到防腐和抵抗化學藥品的作用。日本nozagl-giz牌號產品就是pp與尼龍的合金材料,具有較高的耐化學藥品和耐油性能,尤其是具有極佳的耐氯化鉀性能三是提高pp填料的粘合性。mpp的引入可提高填料與pp的相容性,改善復合材料的性能,提高材料的整體熱穩定性和局部抗熱能力;四是mpp也應用于自由基活性廢料的固化。此外,mpp還可用于提高pp纖維的可染色性和塑料制品的可裝飾,制造可蒸煮的包裝材料等。

              從市場上看,每年國內pp的總需求量在350多萬噸,其中pp專用料在100萬噸以上。接枝法改性pp需求量以10萬噸/年級計,主要用于:與其他聚合物材料如尼龍、聚碳酸酯、橡膠等共混,制備新型高分子材料;加入填料如無機粉體、玻璃纖維、天然纖維等,制備高強度pp;進一步加工產品,用于粉末涂料、液體涂料等。目前我國等規pp固相接枝改性方法尚屬空白,沒有此類產品投入市場,所需空缺主要依靠進口,德國赫司特公司在我國推廣的改性pp產品售價為15000~18000元/噸。

              mcpp的用途主要有:一是用于制備塑料制品用底漆和塑料表面裝飾涂料的附著力促進劑,特別是轎車保險杠、輪轂蓋、電視機機殼等民用與工業用塑料器具的涂裝;二是大量用作塑料表面印刷油墨樹脂;三是用作防腐涂料樹脂,用于鋼屠、鋁材等材料重防腐領域。

              mcpp樹脂車用塑料件表面涂裝需求量為500噸/年以上,金屬表面防腐涂料領域需求量超過20萬噸,在印刷油墨方面,市場需求量在500噸/年以上。廣州珠江電化廠采用固相懸浮氯化法生產未改性氯化pp,生產能力達到30000噸/年,產品十分暢銷,售價為35000元/噸左右。美國伊士曼公司生產的mcpp固體物料,國內售價高達500000元/噸,50%的mcpp的溶液售價則達270000元/噸左右。pp改性產品作為pp的功能化產品,可大大拓寬pp的應用領域,有著廣泛的市場和應用前景,值得大力開發。

              共聚改性

              共聚改性是指采用催化劑,以丙烯單體為主在聚合階段進行的改性。丙烯單體與其它烯烴類單體進行共聚合可以提高聚丙烯的低溫韌性,沖擊性能,透明性和加工流動性。例如在丙烯、乙烯共聚得到的聚合物中,由于乙烯和丙烯鏈段的無規則分布使得物的結晶度降低。嵌段共聚2%-3%的乙烯單體可制得乙丙共聚橡膠,可耐-30℃的低溫沖擊。當乙烯含量達到30%時則成為無規共聚物,具有結晶度低,沖擊性能好,透明性好等特點。

              聚丙烯共聚物的生產方法按照催化劑的不同可分為兩種,一種是茂金屬催化劑,一種是改進的Ziegler-Natta高效催化劑。茂金屬催化劑與Ziegler-Natta催化劑相比它只有一個活性中心,而Ziegler-Natta催化劑有多個活性位點。使用茂金屬催化劑能夠比較精確的控制分子量及其分布,共聚單體含量及其在聚合物分子鏈上的分布和結晶結構。Ziegler-Natta催化劑應用于PP的共聚改性其優點是生產工藝簡單、能耗低、能夠改善大分子的成核性,提高聚合物的性能。

              交聯改性

              聚丙烯的交聯改性是提高聚丙烯熱變形溫度的有效方法,也能提高聚丙烯的力學性能,交聯改性主要有輻射交聯法和化學交聯法。輻射交聯是在高能射線的作用下聚丙烯分子鏈產生自由基進而進行交聯反應?;瘜W交聯一般是在PP中加入過氧化物作為引發劑,同時加入助交聯劑實現交聯反應。聚丙烯的交聯改性過程中降解和交聯反應同時存在,采用輻射交聯時交聯效率比較低,而采用化學交聯時一般都是通過加入帶有不飽和鍵的助交聯體系促進交聯反應。

              共混改性

              共混改性是一種簡單而有效的改性方法,將其它塑料,橡膠或熱塑性彈性體與PP共混可制被兼具這些聚合物性質的高分子合金。聚丙烯的共混改性可以改進聚合物的耐低溫沖擊性、透明度、著色性、抗靜電性等。由于共混改性具有操作簡單、生產周期短、適合批量生產等優點,使其發展十分迅速。常用于聚丙烯共混改性的高聚物有聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、順丁橡膠(ER)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等。EPDM、SBS、EVA等彈性體與PP共混后,材料中的彈性體微粒能夠吸收部分沖擊能量,并作為應力集中劑來誘發和抑制裂紋增長,使PP由脆性斷裂轉變為延性斷裂,使其沖擊強度大幅度提升,有效改善PP的韌性。PA、ABS等剛性聚合物與PP共混則可以在增韌的同時保證材料的強度和剛性。但是由于這類剛性聚合物都是極性聚合物,與PP的相容性較差,在改性時必須加入合適的增容體系。

              采用相容劑技術和反應性共混技術對PP進行共混改性是當前PP共混改性發展的主要特點。它能在保證共混材料具有一定的拉伸強度和彎曲強度的前提下大幅度提高PP耐沖擊性。相容劑在共混體系中可以改善兩相界面黏結狀況,有利于實現微觀多相體系的穩定,而宏觀上是均勻的結構狀態。反應型相容劑除具有一般相容劑的功效外,在共混過程中還能在兩相之間產生分子鏈接,顯著提高共混材料性能。

              PP/彈性體二元共混體系雖有很好的韌性效果,但往往降低了材料的強度和剛度,耐熱性能也有所降低。在二元共混體系中加入有增容作用或協同效應的物質,形成多元共混體系,則其綜合性能可得到進一步提高。為了提高增韌PP的硬度、熱變形溫度及尺寸穩定性,可使用經偶聯劑活化處理的填料或增強材料進行補強。例如采用彈性體/無機剛性粒子/PP三元復合增韌體系實現PP的增韌增強,提高材料的綜合性能,并且具有較低的成本。


              汽車領域

              2003年,我國汽車產量為440多萬輛,已位居世界第四,同比增長36.6%。據美國ESM WerWide報道:“2008年中國汽車產量將超過600萬輛,2015將超過日本,躍居世界第二位”。這個預言已經被打破,2010年中國汽車產銷量雙超1800萬輛,超過美國1700萬輛,成為汽車工業歷史上名副其實的全球第一。

              汽車工業的發展離不開汽車塑料化的進程,目前我國工程塑料的自給率不足16%。據中國工程塑料協會預測,2005年我國工程塑料需求增長率為15%,2010年約為10%,需求量將從2000年的44萬t增長到2010年的140萬t。我國汽車制造業對工程塑料需求量增長迅速,到2010年總用量將達到94萬t(以塑料用量占汽車重量的5%~10%計)。

              PP用于汽車工業具有較強的競爭力,但因其模量和耐熱性較低,沖擊強度較差,因此不能直接用作汽車配件,轎車中使用的均為改性PP產品,其耐熱性可由80℃提高到145℃~150℃,并能承受高溫750~1000h后不老化,不龜裂。據報道,日本豐田公司推出的新一代具有高取向結晶性的聚丙烯HEHCPP產品,可以作為汽車儀表板、保險杠,比以TPO為原料生產的同類產品成本降低30%,改性PP用作汽車配件具有十分廣闊的開發前景。


              增強型

              增強聚丙烯(reinforced polypropylene)是聚丙烯與玻璃纖維或有機纖維、石棉、或無機填料(滑石粉、碳酸鈣)的混合物。 通常采用加入玻璃纖維、粉體添加劑或彈性體的方法對PP進行改性。加入30%的玻璃纖維可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而,它對芳香烴(如苯)溶劑、氯化烴(四氯化碳)溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。一般工業用的玻璃纖維增強聚丙烯中含10~30%的纖維。由于含有玻璃纖維而具有良好的耐熱性和尺寸穩定性。增強聚丙烯主要用于制造各種機械零件,主要包括汽車風扇、空調風扇、凈水器濾瓶,在電器行業可用于各類家電外觀件替代ABS、HIPS,廣泛用于冰箱頂蓋、空調底座、足浴器等。

              水處理專用聚丙烯 隨著人們生活水平的提高,中國地區對水質的要求越來越高,凈水器行業蓬勃發展,據統計,僅華東地區的凈水器廠家多達100多家,博祿)化工在中國地區的工廠針對開發了玻纖增強PP北歐(,礦物增強PP,以適應產業的需求。


              技術

              填充改性

              填充改性是在塑料中添加相對廉價的非金屬礦粉體材料或其它材料,從而降低制品的原材料成本,同時還可以改善塑料材料某些性能,比如剛性、硬度和耐熱性等。通常使用的非礦粉體材料有碳酸鈣(輕鈣、重鈣)、滑石粉、云母粉、高嶺土、硅灰石粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂或水鎂石粉、沉淀硫酸鋇或重晶石粉等。

              填料種類改性效果

              碳酸鈣(重鈣、輕鈣)增量降低成本、提高抗沖擊性能、改善印刷性

              滑石粉(片狀)增量降低成本、提高剛性和耐熱性、提高尺寸穩定性

              云母粉(片狀)顯著提高剛性和耐熱性,提高尺寸穩定性和耐高溫蠕變性

              煅燒高嶺土提高電絕緣性

              硅灰石(針狀)有一定增強效果、提高表面硬度

              沉淀硫酸鋇(重晶石粉)提高制品表面光澤、增大材料密度

              氫氧化鋁、氫氧化鎂(水鎂石粉)作為阻燃劑使用,達到填充、阻燃、消煙三重效果

              炭黑制作導電塑料,達到永久抗靜電效果,提高耐光照老化性

              金屬粉末制作導電塑料,達到永久抗靜電效果

              木粉降低成本、有利資源再生利用

              石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯提高潤滑性、減小摩擦力

              空心玻璃微球 與實心聚丙烯相比,抗壓縮性能和抗熱蠕變性能相當,密度為670~820 kg/m ,導熱系數為0.15—0.18 W/(m·K)。復合聚丙烯保溫材料能夠在3 000 m水深、140℃服役環境下長期進行使用。以北歐化工公司(Borealis)生產的Borcoat聚丙烯保溫材料為基礎的多層保溫結構,是一種良好的深水輸送高溫流體保溫體系。

              填充改性中也存在填料在聚丙烯基體中的分布、分散是否均勻的問題,同時填料顆粒表面需經適當處理才能與非極性聚丙烯的分子有較好的親合性。填料的表面處理方法及處理劑的選擇是決定填充改性成敗的關鍵。

              填充改性PP生產工藝,其主機都是混煉型擠出機,可以根據不同的需要采用不同的螺桿形式。通常情況下多采用單螺桿擠出機或雙波狀螺桿擠出機或雙波狀螺桿擠出機,只有在特殊專用料的生產上采用雙螺桿機擠出機,不過對用碳酸鈣填充或滑石粉填充、選用單螺桿或雙波狀螺桿擠出設備完全可以實現。


              共混

              采用機械的辦法,在已經生成的聚合物中加入其它聚合物,使其性能發生變化稱之為共混改性。

              改性效果改性用添加物

              提高抗低溫沖擊性乙丙橡膠、EPDM、POE、EVA、SBS

              提高透明性LDPE、乙丙橡膠、POE

              提高著色性聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚酯、聚偏二氯乙烯

              提高氣密性(氣體阻隔性)聚酰胺、聚偏二氯乙烯

              改進抗靜電性聚乙烯醇

              在共混改性中必須注意不同聚合物之間的相容性,在相容性較差的兩種聚合物共混時,往往需要加入分別和兩種聚合物相容性都好的第三組分,稱之為相容 劑。例如聚丙烯和尼龍-6的相容性極差,單*機械的力量不能把二者混勻,此時如加入少許已經接枝有順丁烯二酸酐的聚丙烯,由于順丁烯二酸酐與尼龍-6的酰 胺基團可發生化學反應,就可以大大改善聚丙烯和尼龍-6的相容性。

              共混改性中需注意的是只有形成不完全相容的多相體系,同時又能使兩種聚合物達到相互均勻分散時,才能達到預期的改性效果。


              增強改性PP

              纖維狀材料加入到塑料中,可以顯著提高塑料材料的強度,故稱之為增強改性。大徑厚比的材料可以顯著提高塑料材料的彎曲模量(剛性),也可以將其稱之為增強改性。

              玻璃纖維是主要的增強材料,可以顯著提高PP塑料的拉伸強度。玻纖含量一般不超過40%,一般認為在纖維長度大于0.2mm時有改性效果,其玻纖的直徑在十幾個微米時效果較好。玻纖含量增大時,增強PP的加工流動性相應下降,但仍屬流動性較好的塑料。

              由于玻纖增強PP可以提高機械強度和耐熱性,且玻纖增強PP的耐水蒸汽性、耐化學腐蝕性和耐蠕變性都很好,在許多場合可以作為工程塑料使用,如風扇葉片、暖風機格柵、葉輪泵、燈罩、電爐和加熱器外殼等等。


              鑒定

              通過紅外光譜(FTIR)方法可以很容易鑒定出是否為聚丙烯,以及區分出均聚、共聚和無規聚丙烯。日常最簡單的辨別方法是在無色火焰(例如打火機,酒精燈)上燃燒,樣品會持續燃燒,有煙,火焰呈現黃色,并帶有熱機油的味道。


              常見級別

              一、均聚PP-聚丙烯 [size=-1]Homo-polymer polypropylene,簡稱PPH聚丙烯PP的均聚物簡稱PPH。

              是單一丙烯單體的聚合物。聚丙烯(PP)作為熱塑塑料聚合物于1957年開始商品化生產,是有規立構聚合物中的第一個。其歷史意義更體現在,它一直是增長最快的主要熱塑性塑料,2004年它的全國總產量達到300萬噸。它在熱塑性塑料領域內有十分廣泛的應用,特別是在纖維和長絲、薄膜擠壓、注塑加工等方面。

              二、PP共聚物,Polypropylene Copolymer, 簡稱PPC。

              是丙烯單體與乙烯單體的共聚物;按照乙烯單體在分子鏈上的分布方式,共聚PP可以分為無規共聚物(PPR)和嵌段共聚物(PPB)兩種。PPR的剛性好,但耐沖擊性不好,尤其耐低溫沖擊性更不好,耐蠕變性差。PPB的耐沖擊性好,但耐蠕變性和PPR一樣差。PPR的耐沖擊性和耐蠕變性則都好。

              三、CPP膜-聚丙烯CPP,是”Casting Polypropylene“的簡稱,即聚丙烯流涎薄膜。

              是通過熔體流涎、驟冷生產的一種無拉伸、非定向的平擠薄膜。它不經過BOPP中的縱向拉伸和橫向拉伸兩個過程,直接流涎成產品寬度。


              工程用聚丙烯纖維

              分為聚丙烯單絲纖維和聚丙烯網狀纖維。

              聚丙烯網狀纖維以改性聚丙烯為原料,經擠出、拉伸、成網、表面改性處理、短切等工序加工而成的高強度束狀單絲或者網狀有機纖維,其固有的耐強酸,耐強堿,弱導熱性,具有極其穩定的化學性能。加入混凝土或砂漿中可有效的控制混凝土(砂漿)固塑性收縮、干縮、溫度變化等因素引起的微裂縫,防止及抑止裂縫的形成及發展,大大改善混凝土的阻裂抗滲性能,抗沖擊及抗震能力,可以廣泛的使用于地下工程防水,工業民用建筑工程的屋面、墻體、地坪、水池、地下室等,以及道路和橋梁工程中。是砂漿/混凝土工程抗裂,防滲,耐磨,保溫的新型理想材料


              塑鋼纖維

              是一種新型合成纖維。該產品主要以聚丙烯和聚乙烯為原材料,經過特殊工藝加工而合成,結合了鋼纖維和

              塑料合成纖維兩者的優點,主要用來代替在混凝土面板結構中的焊接金屬網格和鋼纖維。


              塑鋼纖維的作用

              塑鋼纖維是一種應用于建筑工程,控制混凝土韌性和抗擊性能的高強度纖維,可以替代傳統鋼筋網、鋼纖維,而建設成本更加經濟;使用操作省時方便:且具有廣泛應用前景的混凝土增強新型材料。塑鋼纖維是以聚丙烯改性高分子聚合物為主要原料,經過特殊工藝技術生產而成。它是一種表面粗糙,外型輪廓分明的單絲粗纖維:直徑粗細不同、纖維長短不等、成波浪形狀、抗拉強度高、彈性模量大、抗酸堿能力強;并且具備鋼筋、鋼纖維的外型,鋼筋、鋼纖維的功能,又有合成軟纖維的優點。


              丙烯薄膜

              在塑料制品中包裝材料占有極其重要的位置,據統計,世界用于包裝領域的塑料約占塑料總消費量的35%。我國包裝用塑料發展迅速,產量從1980年的19萬t迅速增至2003年的465萬t,預計2005年將超過550萬t,2010年超過600萬t,2015年超過650萬t,約占全國包裝總產量的13%以上。


              聚丙烯薄膜

              從產品上看,包裝用薄膜約占包裝用塑料總量的50%以上。我國雙向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜是PP樹脂消費量最大的領域之一,2003年我國有BOPP生產企業86家(123條生產線),總生產能力約140萬t/a,2004年達到200萬t/a(138條生產線),產量將突破100萬t。國內企業注重提升產品競爭力,先后引進了一批先進的BOPP生產設備,生產的薄膜寬度可達8.3m,線速度高達400~500m/min。按我國現有的BOPP薄膜生產能力換算,每年對PP樹脂的需求量近200萬t,因此應重視開發BOPP薄膜用高線速、延伸性、透明性好的PP專用料,包括配套用的乙、丙共聚物,以適應新引進的BOPP薄膜設備。


              工業生產

              中國聚丙烯的工業生產始于20世紀70年代,經過30多年的發展,已經基本上形成了溶劑法、液相本體-氣相法、間歇式液相本體法、氣相法等多種生產工藝并舉,大中小型生產規模共存的生產格局。中國的大型聚丙烯生產裝置以引進技術為主,中型和小型聚丙烯生產裝置以國產化技術為主。

              中國聚丙烯在將來的幾年里產量會有較大的增長,但生產仍然供不足需,中國已經成為全球最大的聚丙烯凈進口國。但由于國內產量很快增長,進口依存度總體上呈下降趨勢。中國聚丙烯未來幾年內,表觀消費量依然會保持較高增速,進口量將會增大,聚丙烯產業在中國的前景廣闊。


              生產工藝

              由醋酸乙烯在醋酸存在下聚合而成,聚合度以250~600為宜,聚合完成后,樹脂中殘存的微量催化劑(通常為過氧化物)、單體和(或)溶劑經真空干燥、蒸汽汽提、洗滌或聯合處理法除去。

                在醋酸的存在下,以過氧化苯甲酰為引發劑,醋酸乙烯進行本體聚合;或以聚乙烯醇為分散劑,在溶劑中于70~90℃下進行溶液聚合2~6h(聚合度控制在250~600為宜),即得產品。


              品種型號




              (一)等規聚丙烯、無規聚丙烯和間規聚丙烯

              聚丙烯分子中含有甲基,按甲基排列位置分為等規聚丙烯(isotactic polyPropylene)、無規聚丙烯(atactic PolyPropylene)和間規聚丙烯(syndiotatic Polypropylene)。甲基排列在分子主鏈的同一側稱等規聚丙烯;若甲基無秩序地分布在分子主鏈的兩側稱無規聚丙烯;當甲基交替排列在主鏈的兩側稱間規聚丙烯。一般生產的聚丙烯樹脂中,等規結構的含量(稱等規度)約為95%,其余為無規或間規聚丙烯。我國現生產的聚丙烯樹脂按熔融指數和所加入的助劑分類,

              無規聚丙烯是生產等規聚丙烯的副產物。在生產等規聚丙烯中產生無規聚丙烯,通過分離方法把等規聚丙烯與無規聚丙烯分離。

              無規聚丙烯為高彈熱塑性材料,它有良好的拉伸強度。也可以象乙丙橡膠一樣進行硫化。


              生產方法

              ①淤漿法。在稀釋劑(如己烷)中聚合,是最早工業化、也是迄今生產量最大的方法。

              ②液相本體法。在70℃和3MPa的條件下,在液體丙烯中聚合。

              ③氣相法。在丙烯呈氣態條件下聚合。后兩種方法不使用稀釋劑,流程短,能耗低。液相本體法現已顯示出后來居上的優勢。


              成型特性

              (1)物理性能:PP為無毒、無味的乳白色高結晶的聚合物,是目前所有塑料中最最輕的品種之一,對水特別穩定,在水中14h的吸水率僅為0.01%。分子量約8~15萬之間,成型性好。但因收縮率大,原壁制品易凹陷,制品表面光澤好,易于著色。

              (2)力學性能:PP的結晶度高,結構規整,因而具有優良的力學性能,其強度和硬度、彈性都比高密度PE(HDPE)高。突出特點是抗彎曲疲勞性(7×10^7)次開閉的折選彎曲而無損壞痕跡,干摩擦系數與尼龍相似,但在油潤滑下不如尼龍。

              (3)熱性能:PP 具有良好的 耐熱性,熔點在164~170℃,制品能在100℃以上溫度進行消毒滅菌。在不受外力的作用下,150℃也不變形。脆化為-35℃,在低于-35℃會發生脆化,耐熱性不如PE。

              (4)化學穩定性:PP具有良好的化學穩定性,除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外,對其他各種化學試劑都比較穩定,但低分子量的脂肪烴、芳香烴等能使PP軟化和溶脹,化學穩定性隨結晶度的增加還有所提高。所以,PP適合制作俄中化工管道和配件,防腐蝕效果良好。

              (5)電性能:聚丙烯的高頻絕緣性能優良,由于它幾乎不吸水,故絕緣性能不受濕度的影響,有較高的介電系數,且隨溫度的上升,可以用來制作受熱的電氣絕緣制品,擊穿電壓也很高,適用作電器配件等???電壓、耐電弧性好,但靜電度高,與銅接觸易老化。

              (6)耐候性:聚丙烯對紫外線很敏感,加入氧化鋅硫代丙酸二月桂脂,炭黑式類似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。


              成型工藝

              注塑機選用:

              對注塑機的選用沒有特殊要求。由于PP具有高結晶性,需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機。鎖模力一般按3800t/㎡來確定,注射量20%-85%即可。

              干燥處理:

              如果儲存適當則不需要干燥處理。

              熔化溫度:

              PP的熔點為160-175℃,分解溫度為350℃,但在注射加工時溫度設定不能超過275℃。熔融段溫度最好在240℃。

              模具溫度:

              模具溫度50-90℃,對于尺寸要求較高的用高模溫,型芯溫度比型腔溫度低5℃以上。

              注射壓力:

              采用較高注射壓力(1500-1800bar)和保壓壓力(約為注射壓力的80%)。大概在全行程的95%時轉保壓,用較長的保壓時間。

              注射速度:

              為減少內應力及變形,應選擇高速注射,但有些等級的PP和模具不適用(出現氣泡、氣紋)。如刻有花紋的表面出現由澆口擴散的明暗相間條紋,則要用低速注射和較高模溫。

              流道和澆口:

              流道直徑4-7mm,針形澆口長度1-1.5mm,直徑可小至0.7mm。邊形澆口長度越短越好,約為0.7mm,深度為壁厚的一半,寬度為壁厚的兩倍,并隨模腔內的熔流長度逐肯增加。模具必須有良好的排氣性,排氣孔深0.025mm-0.038mm,厚1.5mm,要避免收縮痕,就要用大而圓的注口及圓形流道,加強筋的厚度要?。ɡ缡潜诤竦?0-60%)。均聚PP制造的產品,厚度不能超過3mm,否則會有氣泡(厚壁制品只能用共聚PP)。

              熔膠背壓:

              可用5bar熔膠背壓,色粉料的背壓可適當調高。

              制品的后處理:

              為防止后結晶產生的收縮變形,制品一般需經熱水浸泡處理。


              應用


              家用電器

              近幾年我國家用電器產業發展迅速,品種多,產量大。2003年我國電冰箱產量為1850萬臺,空調器4200萬臺,洗衣機1700萬臺,微波爐3500萬臺。據“2004~2006年中國城市家庭影院市場研究咨詢報告”顯示,預計未來3年內我國家庭影院系統市場規模將達到690萬臺。另外,各種小家電也擁有巨大的潛在市場,這對改性PP來說,是一個極好的商機。我國一些塑料原料廠商已經開發出洗衣機專用料如PP 1947系列、K7726系列等,受到了洗衣機制造廠商的歡迎。因此,在未來幾年內應加大開發家用電器PP專用料的力度,以適應市場變化的需求。


              塑料管材

              2003年全國塑料管材總產量突破180萬t,同比增長23%。早期,PP管材主要用作農用輸水管,但是由于早期產品性能還存在一些問題(抗沖擊強度、耐老化性能較差),市場未能打開。隨著上海塑料建材廠首家引進國外先進技術,采用進口PP-R料生產的輸送冷、熱水用的管材得到市場認可后,已有不少廠家建設PP-R管材生產線,價格也由投產初期的2萬~3萬元/t不斷回落,但PP-R管材在塑料管材市場上的占有率仍然很低。據反映,國產PP-R料與進口料比較還有一定差距,質量有待改進和提高。據報道,韓國開發出一種耐高壓給水管用無規共聚聚丙烯PP-R 112新牌號,使用該牌號生產的管材可在20℃和11.2MPa的超高壓狀態下使用50年。

              塑料管材是我國化學建材推廣應用的重點產品之一,建設部曾于2001年發出“關于加強共聚聚丙烯(PP-R、PP-B)管材生產管理和推廣應用工作的通知”,要求有關部門共同做好從原料、加工、質量以至管材使用、安裝等工作,要嚴格把好PP管材質量關,以利更好地做好我國PP管材的生產、應用、推廣工作。


              高透材料

              隨著人們生活水平不斷提高,必然帶來在文化、娛樂、食品、醫療、材料、居室裝飾等各個方面不同變化的要求與提高,市場中很多物品越來越多地使用透明材料。因此,開發透明PP專用料是一個很好的發展趨勢,尤其需要透明性高、流動性好,成型快的PP專用料,以便設計加工成人們喜愛的PP制品。透明PP比普通PP、PVC、PET、PS更具特色,有更多優點和開發前景。

              近幾年,國外透明PP市場增長很快,如韓國將透明PP作為PET替代品推向市場;德國某些公司用透明PP替代PVC;美國透明PP制品的增長速度高出普通PP制品7%~9%;日本近幾年PP成核透明劑的年用量約為2000t,若以添加量0.25%推算,日本透明PP料的年產量可達80萬t以上。據日本理化株式會社介紹,日本透明PP專用料用于微波炊具及家具兩方面的消費量最大。預計,2005年國外市場對透明PP專用料需求量約為500萬~550萬t。目前國內透明PP專用料與國外差距較大,透明PP樹脂及其制品的生產、應用仍有待加強。


              其它



              1.單向拉伸PP膜

              工藝流程為:配料→塑化→T型機頭擠出流延→冷卻→電暈處理→牽引→卷取→時效處理→分切→成品。

              螺桿轉數60轉/分、溫度180、220、240、250℃,牽引速度80米/分、冷卻輥溫度30℃,膜表面張力為42達因/厘米。

              熱封溫度根據用途而定:普通級,即非蒸煮級,采用均聚物PP,融點高,因此熱封溫度140-170℃。而蒸煮級用共聚物PP,熱封溫度125-150℃即可。

              2.雙向拉伸PP膜

              雙向拉伸PP膜簡寫BOPP或OPP,其生產工藝路線大致有以下三種:

              (1)平膜同時雙向拉伸法:PP粒料經擠出機塑化后,從T型機單擠出厚片,厚度約0.8-1毫米,縱、橫向拉伸同時在拉幅機上進行,難度較大,用該法較少。

              (2)平膜逐步雙向拉伸法:擠出厚片后,先經輥筒縱向拉伸,然后再經拉幅機橫向拉伸,拉伸40-50倍,膜厚約為15一50微米。該法較常用。

              (3)泡管法同時雙向拉伸法:先制造厚管、厚度0.7-0.8毫米,然后用壓縮空氣吹脹,即橫向拉伸的同時,用牽伸輥進行縱向拉伸。

              該膜可用于包裝材料及電容器薄膜。

              對于食品包裝行業來說,要求雙向拉伸PP膜的氣體滲透率更低。要降低滲透性,一是降低PP材料本身的滲透率,可通過填充改性來達到,但效果不太明顯,二是通過阻隔PP薄膜與氣體的接觸來降低滲透率,還較容易實現,有下面2種方法:

              BOPP可采用噴涂的方法阻隔氣體,如將聚偏二氯乙烯或乙烯基乙醉的懸浮液噴涂至膜表面,厚度約0.0075毫米。

              另一種方法是真空鍍鋁,厚度約0.0002毫米來阻隔氧氣等。

              3.PP針刺網膜

              該膜是撕裂膜的升級換代產品,除作捆扎繩等外,還可用于縫紉線、地毯編織、海洋捕撈等行業。

              工藝流程為:

              投料→擠出→膜片冷卻→切割分絲→三輥牽引→加熱→拉伸→針刺成纖→熱處理→冷卻定型→收卷。

              機身溫度:220、230、260、255℃,機頭溫度250℃,模頭250℃,PP料熔融指數1.5-4克/10分均可。膜片冷卻、水溫38℃,熱拉伸溫度150-165℃,拉伸倍數5-6倍,冷卻輥速度比熱處理輥速度低2-5%,拉伸速度240米/分。

              4.PP隔離膜

              PP隔離膜可作為電線電纜中,導體與橡膠絕緣之間的隔離層。能防止金屬導體與橡套的粘連現象。

              工藝流程為:

              配料→捏合→擠出→吹脹冷卻→牽引→切割→卷繞→分切→檢驗成品。

              PP料熔融指數在3.5克/10分以下,擠出機溫度:180、190-200、200-210℃,模頭溫度190-200℃。

              5.PP撕裂膜

              與上述膜工藝相似,此處不再敘述。

              二、改性PP編織袋

              PP編織袋所用原料,除用粒料PP外,還可用粉料PP,即本體法生產的PP粉料,經添加LDPE粒料進行改性而成。



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