這是聚丙烯ppt，包括了概述，發(fā)展簡(jiǎn)史，特點(diǎn)，用途，合成方法，漿液法（淤漿法），液態(tài)本體聚合，氣相聚合等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

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第三章  聚丙烯Gt8紅軟基地
一、概述Gt8紅軟基地
1.定義Gt8紅軟基地
聚丙烯是由丙烯單體通過(guò)氣相本體聚合、淤漿聚合、液態(tài)本體聚合等方法而制成的聚合物。Gt8紅軟基地
簡(jiǎn)寫(xiě)為PP。Gt8紅軟基地
2. 發(fā)展簡(jiǎn)史Gt8紅軟基地
1953年聯(lián)邦德國(guó)齊格勒發(fā)明聚乙烯以后，即試圖用 AlR3－TiCl4為催化劑制備聚丙烯，但僅制得無(wú)工業(yè)價(jià)值的低等規(guī)度聚丙烯。Gt8紅軟基地
意大利納塔繼齊格勒后，對(duì)丙烯聚合作了深入的研究，于 1955年首先發(fā)表他改進(jìn)了的齊格勒催化劑即 AlR3－TiCl3 ，稱(chēng)為齊格勒－納塔催化劑。Gt8紅軟基地
他成功地將丙烯聚合成具有高度立體規(guī)整（等規(guī)）度的聚丙烯。意大利蒙特卡帝尼公司于1957年9月創(chuàng)立了年產(chǎn) 6000噸的聚丙烯廠(chǎng)。Gt8紅軟基地
美國(guó)Avisun公司在齊－納催化劑中加入第三組份作為催化劑，確立了該公司的自創(chuàng)技術(shù)。于 1959年建廠(chǎng)，規(guī)模為 9000噸／年。Gt8紅軟基地
經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，我國(guó)也有80多家聚丙烯的生產(chǎn)企業(yè)。聚丙烯目前已成為發(fā)展速度最快的塑料品種，其產(chǎn)量?jī)H次于聚乙烯和聚氯乙烯，居第三位。Gt8紅軟基地
3.分類(lèi)Gt8紅軟基地
按結(jié)構(gòu)不同，聚丙烯可分為等規(guī)、間規(guī)及無(wú)規(guī)三類(lèi)。Gt8紅軟基地
目前應(yīng)用的主要為等規(guī)聚丙烯，用量可占90%以上。Gt8紅軟基地
無(wú)規(guī)聚丙烯不能用于塑料，常用于改性載體。Gt8紅軟基地
間規(guī)聚丙烯為低結(jié)晶聚合物，用茂金屬催化劑生產(chǎn)，最早開(kāi)發(fā)于1988年，屬于高彈性熱塑材料；間規(guī)聚丙烯具有透明、韌性和柔性，但剛性和硬度只為等規(guī)聚丙烯的一半；Gt8紅軟基地
間規(guī)聚丙烯可像乙丙橡膠那樣硫化，得到的彈性體的，力學(xué)性能超過(guò)普通橡膠；Gt8紅軟基地
因價(jià)格高，目前間規(guī)聚丙烯的應(yīng)用面不廣，但很有發(fā)展前途，為聚丙烯樹(shù)脂的新增長(zhǎng)點(diǎn)。Gt8紅軟基地
丙烯－乙烯無(wú)規(guī)共聚物－PPRGt8紅軟基地
4. 特點(diǎn)Gt8紅軟基地
聚丙烯的優(yōu)點(diǎn)為電絕緣性和耐化學(xué)腐蝕性?xún)?yōu)良，力學(xué)性能和耐熱性在通用熱塑性塑料中最高、耐疲勞性好、價(jià)格在所有樹(shù)脂中最低；Gt8紅軟基地
經(jīng)過(guò)玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯具有很高的強(qiáng)度，性能接近工程塑料，常用作工程塑料。Gt8紅軟基地
聚丙烯的缺點(diǎn)為低溫脆性大和耐老化性不好。Gt8紅軟基地
聚丙烯的加工性能優(yōu)良，可以采用多種加工方法生產(chǎn)出不同的制品用于各種用途。Gt8紅軟基地
聚丙烯的注塑制品用量很大，一般的日用品以普通聚丙烯為主，其他用途的以增強(qiáng)或增韌聚丙烯為主。Gt8紅軟基地
如:汽車(chē)保險(xiǎn)杠、輪殼罩用增韌聚丙烯，Gt8紅軟基地
而儀表盤(pán)、方向盤(pán)、風(fēng)扇葉、手柄等用增強(qiáng)聚丙烯。Gt8紅軟基地
聚丙烯的擠出成型制品也很多，其中用量最大的是紡織用的纖維和絲，這主要是由于聚丙烯具有很好的耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性以及價(jià)格低廉。Gt8紅軟基地
聚丙烯的絲及纖維制品主要包括單絲、扁絲和纖維三類(lèi)。Gt8紅軟基地
單絲的密度小、韌性好、耐磨性好，適于生產(chǎn)繩索和漁網(wǎng)等。Gt8紅軟基地
扁絲拉伸強(qiáng)度高，適于生產(chǎn)編織袋，可用于包裝化肥、水泥、糧食及化工原料等。還可用于生產(chǎn)編織布，防雨布。Gt8紅軟基地
纖維（丙綸）可廣泛用于生產(chǎn)地毯、毛毯、衣料、人造草坪、濾布、無(wú)紡布及窗簾等。Gt8紅軟基地
聚丙烯的擠出制品還可用來(lái)生產(chǎn)薄膜。Gt8紅軟基地
經(jīng)過(guò)雙向拉伸的薄膜可改善聚丙烯的強(qiáng)度及透明性，可用于打字機(jī)帶、香煙包裝膜、食品袋等。Gt8紅軟基地
另外，聚丙烯擠出制品還可用于管材、片材等。Gt8紅軟基地
聚丙烯的中空制品具有較好的透明性、力學(xué)性能及混氣阻隔性，可用于洗滌劑、化妝品、藥品、液體燃料及化學(xué)試劑等的包裝容器。Gt8紅軟基地
二、合成方法Gt8紅軟基地
1. 單體制備Gt8紅軟基地
聚丙烯的單體丙烯也是由石油餾分（輕油）或天然氣高溫裂解制取。Gt8紅軟基地
丙烯：常壓下是氣體，沸點(diǎn)－47.7℃。由于分子中甲基的誘導(dǎo)效應(yīng)．使雙鍵中電子對(duì)向一側(cè)偏移，比乙烯更活潑，更容易聚合。Gt8紅軟基地
2. 聚合Gt8紅軟基地
（1）反應(yīng)原理Gt8紅軟基地
聚丙烯的工業(yè)化生產(chǎn)是采用改進(jìn)的齊氏催化劑，稱(chēng)為齊一納催化劑。齊一納催化劑由TiCl3 與 Al(C2H5)3或AlCl(C2H5)2組成。Gt8紅軟基地
在這種復(fù)合催化劑存在下產(chǎn)生陰離子型的定向配位聚合。Gt8紅軟基地
（2）聚合方法Gt8紅軟基地
①漿液法（淤漿法）Gt8紅軟基地
將催化劑加入到石腦油中組成漿狀液（10份催化劑/90份石腦油），Gt8紅軟基地
再將漿狀液加入反應(yīng)器并通入丙烯，在 50～60℃，0.5～1MPa的壓力條件下反應(yīng) 8 h，可以得到轉(zhuǎn)化率約 80％～85％的聚合物。Gt8紅軟基地
反應(yīng)實(shí)質(zhì)上是懸浮聚合。(可加入少量氫氣調(diào)節(jié)產(chǎn)物分子量)Gt8紅軟基地
②液態(tài)本體聚合Gt8紅軟基地
將丙烯加壓液化，加入催化劑進(jìn)行聚合，反應(yīng)在60～70℃，3.2～3.5 MPa壓力條件下進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率可達(dá)95％，是一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的方法。Gt8紅軟基地
③氣相聚合Gt8紅軟基地
將催化劑分散在溶劑中，從反應(yīng)器上端噴入，通入丙烯以氣體，在約 3.5MPa壓力及90℃左右條件下進(jìn)行氣相聚合。Gt8紅軟基地
采用該方法的優(yōu)點(diǎn)是催化劑效率高，用量少，容易從聚合物中清理干凈。Gt8紅軟基地
上述齊一納催化劑是第一代催化劑，其效率低。以消耗催化劑中的每克鈦計(jì)，僅可制得1.3～3kg 聚合物。Gt8紅軟基地
1975年后出現(xiàn)第二代齊一納催化劑，是在催化劑中加入MgCl2作為載體，可使催化劑效率提高到每消耗 1g 鈦制得 70～100kg聚合物。Gt8紅軟基地
三、結(jié)構(gòu)與性能Gt8紅軟基地
1. 聚丙烯結(jié)構(gòu)Gt8紅軟基地
①聚丙烯是線(xiàn)型鏈烴聚合物，與聚乙烯在性能上有頗多相似處，特別是在電性能和溶解溶脹性方面相似。Gt8紅軟基地
②由于聚丙烯的主鏈骨架碳原子上交替地連接著側(cè)甲基，側(cè)甲基的存在使聚丙烯的分子鏈變得比聚乙烯分子鏈剛硬，也改變了分子鏈的對(duì)稱(chēng)性，使分子鏈的規(guī)整性降低。Gt8紅軟基地
（分子鏈變剛會(huì)使聚合物玻璃化溫度與熔融溫度提高，規(guī)整性降低又會(huì)使玻璃化溫度及熔融溫度下降）Gt8紅軟基地
其結(jié)果是使PP的玻璃化溫度與熔融溫度比HDPE都有所提高（約40℃）。Gt8紅軟基地
③由于側(cè)甲基的位阻效應(yīng)，聚丙烯分子鏈在空間不能像聚乙烯那樣呈平面鋸齒形，而是以三個(gè)單體單元為一個(gè)螺旋周期的螺旋形結(jié)構(gòu)，使主鏈變短、變硬，柔曲性變差，耐寒性不及PE（它0～10℃脆斷）。Gt8紅軟基地
④與側(cè)甲基連接的主鏈骨架碳原子是叔碳原子，由于甲基的誘導(dǎo)效應(yīng)變得更活潑，使聚丙烯的化學(xué)性質(zhì)比聚乙烯有較大改變，Gt8紅軟基地
更容易受氧攻擊而氧化，在熱和紫外線(xiàn)或其它高能射線(xiàn)作用下更易斷鏈。Gt8紅軟基地
PP存在以下三種異構(gòu)體:Gt8紅軟基地
（1）等規(guī)聚丙烯，其分子鏈上所有甲基皆位于分子鏈一側(cè)。Gt8紅軟基地
（2）間規(guī)聚丙烯，其分子鏈上所有甲基交替地位于分子鏈兩側(cè)。Gt8紅軟基地
3）無(wú)規(guī)聚丙烯，甲基隨機(jī)地分布于分子鏈兩側(cè)Gt8紅軟基地
工業(yè)上生產(chǎn)的PP是三種異構(gòu)體的混合物，但以等規(guī)異構(gòu)體占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。Gt8紅軟基地
聚合物等規(guī)異構(gòu)體所占比例稱(chēng)為等規(guī)指數(shù)，又稱(chēng)等規(guī)度。Gt8紅軟基地
工業(yè)化PP的等規(guī)指數(shù)約為90％～95％。Gt8紅軟基地
等規(guī)指數(shù)大小影響著PP的一系列性能。Gt8紅軟基地
等規(guī)指數(shù)愈大，聚合物的結(jié)晶度愈高，熔融溫度和耐熱性也增高，彈性模量、硬度、拉伸、彎曲、壓縮等強(qiáng)度皆提高，Gt8紅軟基地
韌性則下降。Gt8紅軟基地
如下圖所示是等規(guī)指數(shù)對(duì)PP拉伸性能的影響。Gt8紅軟基地
PP的分子量對(duì)它的性能也有影響，但影響規(guī)律與其它材料有些不同。Gt8紅軟基地
分子量增大，能使熔體粘度增大和沖擊韌性提高(符合一般規(guī)律外)Gt8紅軟基地
但又會(huì)使熔融溫度、硬度、剛度、屈服強(qiáng)度等降低 (與其它材料表現(xiàn)的一般規(guī)律不符)Gt8紅軟基地
其實(shí)，這是由于高分子量的PP結(jié)晶較困難，分子量增大使結(jié)晶度下降引起材料上述各性能下降。Gt8紅軟基地
對(duì)于工業(yè)化生產(chǎn)PP 的數(shù)均分子量多在(3.8～6)×104之間，重均分子量在（2.2～7）×105之間。數(shù)均分子量/重均分子量的比值一般在5.6～11.9之間。Gt8紅軟基地
分析表明，這一比值愈小，即分子量分散性愈小，其熔體的流動(dòng)行為越接近對(duì)牛頓型流體，材料的脆性也愈小。Gt8紅軟基地
四、聚丙烯的性能Gt8紅軟基地
（1）PP樹(shù)脂為白色蠟狀物固體，比PE透明，它的密度很低，在0.89-0.92g/cm2之間，是塑料材料中除了聚4－甲基－1－戊烯之外最輕的品種。Gt8紅軟基地
(由于PP的晶相與無(wú)定形相的密度差別較小，使PP比PE略顯透明)Gt8紅軟基地
PP 易點(diǎn)燃，離火后繼續(xù)燃，火焰上端黃，下端藍(lán)色，有少量黑煙，燃燒熔融后滴落，發(fā)出石油氣味。Gt8紅軟基地
(2)力學(xué)性能:  PP 與PE 相比，其強(qiáng)度、剛度、硬度、光澤度都比較高。但在塑料材料中仍屬于偏低的。Gt8紅軟基地
PP 的沖擊強(qiáng)度較低，特別是低溫沖擊強(qiáng)度低。Gt8紅軟基地
PP 還具有優(yōu)良的抗彎曲疲勞性，其制品在常溫下可彎折106次而不損壞。Gt8紅軟基地
(3) 電性能:  PP 為一種非極性的聚合物，具有優(yōu)異的電絕緣性能。Gt8紅軟基地
其電性能基本不受環(huán)境濕度及電場(chǎng)頻率改變的影響，是優(yōu)異的介電材料和電絕緣材料，并可作為高頻絕緣材料使用。Gt8紅軟基地
由于PP 低溫脆性的影響，其在絕緣領(lǐng)域的應(yīng)用遠(yuǎn)不如PE 和PVC 廣泛，主要用于電信電纜的絕緣和電器外殼。Gt8紅軟基地
(4) 熱性能:  PP 具有良好的耐熱性�？稍�100℃以上使用，輕載下可達(dá)120℃，聚丙烯的耐沸水、耐蒸汽性良好，特別適于制備醫(yī)用高壓消毒制品。Gt8紅軟基地
PP 的熔融溫度在164～170 ℃，100％等規(guī)的是176 ℃。Gt8紅軟基地
PP 的熱導(dǎo)率約為0.15～0.24W/(m K)，要小于PE 熱導(dǎo)率，是很好的絕熱保溫材料。Gt8紅軟基地
(5) 耐化學(xué)藥品性: PP 是非極性結(jié)晶型的烷烴類(lèi)聚合物，具有很高的耐化學(xué)腐蝕性。Gt8紅軟基地
在室溫下不溶于任何溶劑，但可在某些溶劑中發(fā)生溶脹。Gt8紅軟基地
聚丙烯可耐除強(qiáng)氧化劑、濃硫酸以及濃硝酸等以外的酸、堿、鹽等。Gt8紅軟基地
(6) 環(huán)境性能: PP 的耐候性差，叔碳原子上的氫易氧化，對(duì)紫外線(xiàn)很敏感，在氧和紫外線(xiàn)作用下易降解。Gt8紅軟基地
未加穩(wěn)定劑的PP 粉料，在室內(nèi)放置4個(gè)月性能就急劇變壞，經(jīng)12天大氣曝曬就發(fā)脆。因此在PP 生產(chǎn)必須加入抗氧劑和光穩(wěn)定劑。Gt8紅軟基地
在有銅存在時(shí)，PP 的氧化降解速度會(huì)成百倍加快，此時(shí)需要加入銅類(lèi)抑制劑，如亞水楊基乙二胺、苯甲酰肼或苯并三唑等。Gt8紅軟基地
(7)  PP 氧氣透過(guò)率較大，可用表面涂覆阻隔層或多層共擠改善；PP透明性較差，可加入成核劑來(lái)提高其透明性。Gt8紅軟基地
(8) PP易燃，氧指數(shù)18。Gt8紅軟基地
五、聚丙烯的加工性能Gt8紅軟基地
(1) PP的吸水率很低，在水中浸泡1d，吸水率僅為0.01%～0.03%，因此成型加工前不需要對(duì)粒料進(jìn)行干燥處理。Gt8紅軟基地
    (2) PP的熔體接近于非牛頓流體，粘度對(duì)剪切速率和溫度都比較敏感，提高壓力或增加溫度都可改善聚丙烯的熔體流動(dòng)性，但以提高壓力較為明顯。Gt8紅軟基地
(3)由于聚丙烯為結(jié)晶類(lèi)聚合物，所以成型收縮率比較大，一般在1％-2.5%的范圍內(nèi)，且具有較明顯的后收縮性。在加工過(guò)程中易產(chǎn)生取向，因此在設(shè)計(jì)模具和確定工藝參數(shù)時(shí)要充分考慮以上因素。Gt8紅軟基地
(4)  PP受熱時(shí)容易氧化降解，在高溫下對(duì)氧特別敏感，為防止加工中發(fā)生熱降解，一般在樹(shù)脂合成時(shí)即加入抗氧劑。此外，還應(yīng)盡量減少受熱時(shí)間，并避免受熱時(shí)與氧接觸 及銅接觸。Gt8紅軟基地
(5)  PP一次成型性?xún)?yōu)良，幾乎所有的成型加工方法都可適用，其中最常采用的是注射成型與擠出成型。Gt8紅軟基地
在不引起塑性變形的情況下，材料能承受的最大應(yīng)力值，成為材料的屈服強(qiáng)度。Gt8紅軟基地
在該應(yīng)力下，材料被規(guī)定產(chǎn)生一定量的永久變形，同時(shí)這個(gè)應(yīng)力也是材料實(shí)際彈性極限的近似值。Gt8紅軟基地

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