一、聚丙烯介紹及特性
聚丙烯(PP)屬于熱塑性樹(shù)脂,是五大通用樹(shù)脂之一。外觀為白色粒料,無(wú)味、,由于晶體結(jié)構(gòu)規(guī)整,具備易加工、抗沖擊強(qiáng)度、抗撓曲性以及電絕緣性好等優(yōu)點(diǎn),在汽車(chē)工業(yè)、家用電器、電子、包裝及建材家具等方面具有廣泛的應(yīng)用。
PP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其五大特性:(1)它的分子結(jié)構(gòu)與聚乙烯相似,但是碳鏈上相間的碳原子帶有一個(gè)(–CH3)。(2)通常為半透明無(wú)色固體,無(wú)臭。(3)由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化,故熔點(diǎn)高達(dá)167℃,耐熱且制品可用蒸汽是其突出優(yōu)點(diǎn)。(4)密度0.90g/cm3,是超輕的通用塑料。(5)耐腐蝕,抗張強(qiáng)度30MPa,強(qiáng)度、剛性和透明性都比聚乙烯好。
但是,PP的缺點(diǎn)是耐低溫沖擊性差,較易老化,可分別通過(guò)改性和添加抗氧劑予以克服。
近十年,我國(guó)聚丙烯消費(fèi)量以年均10%的速度增長(zhǎng),大大超過(guò)了全球平均增長(zhǎng)水平,是我國(guó)第二大消費(fèi)合成樹(shù)脂,僅次于聚乙烯。旺盛的市場(chǎng)需求也催生了聚丙烯產(chǎn)能和產(chǎn)量的快速增長(zhǎng),在五大通用塑料中,產(chǎn)量?jī)H次于聚乙烯和聚氯乙烯,位列第三位。
二、聚丙烯分類(lèi)
聚丙烯可以有多種分類(lèi),按聚丙烯分子中(-CH3)的空間位置不同分為等規(guī)、間規(guī)和無(wú)規(guī)三類(lèi),按聚合工藝,等規(guī)聚丙烯的聚合可以分為泥漿法、本體法、溶液法和氣相法等幾種方法。按用途可以分為扁絲(窄帶)、纖維、薄膜、擠塑、吹塑、注塑等級(jí)別,按單體種類(lèi)分為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯。
三、聚丙烯的應(yīng)用
(1)編織制品
編織制品(塑編袋、蓬布和繩索等)所消耗的PP樹(shù)脂在我國(guó)一直占很高的比例,是我國(guó)聚丙烯消費(fèi)的大市場(chǎng),主要用于糧食、化肥及水泥等的包裝。
(2)注塑成型制品
注塑制品主要應(yīng)用在小家電、日用品、玩具、洗衣機(jī)、汽車(chē)和周轉(zhuǎn)箱上。
(3)薄膜制品
聚丙烯薄膜主要包括BOPP、CPP、普通包裝薄膜和微孔膜等, BOPP具有質(zhì)輕、機(jī)械強(qiáng)度高、、透明、防潮等眾多優(yōu)良特性,廣泛應(yīng)用于包裝、電工、電子電器、膠帶、標(biāo)簽?zāi)?、膠卷、復(fù)合等眾多領(lǐng)域,其中以包裝工業(yè)使用量很大。
(4)纖維制品
聚丙烯纖維(即丙綸)是指以聚丙烯為原料通過(guò)熔融紡絲制成的一種纖維制品。由于聚丙烯纖維有著許多優(yōu)良性能,因而在裝飾、產(chǎn)業(yè)、服裝三大領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛,已成為合成纖維第二大品種。
(5)管材
聚丙烯管材具有耐高溫、管道連接方便(熱熔接、電熔接、管件連接)、可回收使用等特點(diǎn),主要應(yīng)用于建筑物給水系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、農(nóng)田輸水系統(tǒng)、以及化工管道系統(tǒng)等。
四、聚丙烯生產(chǎn)工藝及技術(shù)
聚丙烯生產(chǎn)工藝主要有溶液法、淤漿法、本體法、氣相法和本體-氣相法組合工藝5大類(lèi)。目前比較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝主要是氣相法工藝和本體-氣相法組合工藝。
PP改性
聚丙烯可通過(guò)填充、增強(qiáng)、共混、共聚、交聯(lián)來(lái)改性,若添加碳酸鈣、滑石粉、礦物質(zhì)等填料,可提高剛性、硬度、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性;添加玻璃纖維、石棉纖維、云母、玻璃微珠等可提高拉伸強(qiáng)度,并可改善抗蠕變性、低溫抗沖擊性;添加彈性體和橡膠等可提高沖擊性能、透明性;對(duì)耐候性、阻燃性、導(dǎo)電性、成核性、抗靜電性、可電鍍性、抗銅害的提高,還可用各種特殊添加劑來(lái)解決。
如果用聚丙烯來(lái)生產(chǎn)周轉(zhuǎn)箱的話,采用聚丙烯共聚物比較好,共聚后的聚丙烯有較高的抗沖擊強(qiáng)度,無(wú)規(guī)共聚丙烯有較高的沖擊強(qiáng)度和透明度,嵌段共聚丙烯有較高的沖擊強(qiáng)度。
聚丙烯的主要用途
聚丙烯的成型加工性好,故成型方法很多,如注塑、擠塑、吹塑、真空熱成型、涂覆、旋轉(zhuǎn)成型、熔接、機(jī)加工、電鍍和發(fā)泡等。
1、注塑制品可用作日用品、周轉(zhuǎn)箱、醫(yī)療衛(wèi)生器材,汽車(chē)、電氣、機(jī)械、儀表、無(wú)線電、紡織國(guó)防等工程配件。
2、擠塑制品有片材、板材、管材、型材、中空瓦楞板、單絲、漁用網(wǎng)、繩索、打包帶、編織袋、纖維、復(fù)合涂層等。
3、吹塑制品可制成各種小型容器等。
4、旋轉(zhuǎn)成型(滾塑)可制成各種大型化工儲(chǔ)槽、容器、罐等。
成型工藝
聚丙烯在注塑時(shí)選擇適當(dāng)溫度是非常重要的,因?yàn)榫郾┓肿尤菀装l(fā)生取向,分子取向后會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變和降低沖擊強(qiáng)度,而取向現(xiàn)象在低溫高壓注射時(shí)容易產(chǎn)生,因此溫度不能過(guò)低。模溫在80℃左右,不可低于50℃,否則成型品表面光澤較差,或者產(chǎn)生熔接痕等缺陷,但模溫過(guò)高又會(huì)使制品產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象。注射壓力一般取10.0-100MPa,壓力過(guò)小會(huì)造成制品收縮率過(guò)大和產(chǎn)生凹陷,所以壓力盡可能提高一些,一般掌握以不出廢邊為標(biāo)準(zhǔn)。
聚丙烯的二次加工性能很好,其印刷性能比聚乙烯好,照相凸版、膠版、平凹版等印刷方法均可使用,要獲得良好的耐熱、耐油、耐水等要求的印刷性能,須經(jīng)電暈放電處理后再進(jìn)行印刷。制品可燙金、印花、粘合等,粘合可用熱粘法、溶劑型粘合劑或高頻封接等,可用熱風(fēng)、熱能超聲波焊接,焊接性能好。
聚丙烯有均聚物和共聚物二種,共聚后的聚丙烯有較高的抗沖擊強(qiáng)度,無(wú)規(guī)共聚丙烯有較高的沖擊強(qiáng)度和透明度,嵌段共聚丙烯有較高的沖擊強(qiáng)度。注塑周轉(zhuǎn)箱和托盤(pán)的話建議采用聚丙烯共聚物材料較好。