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聚丙烯的（概述，特性，種類，分解，合成）
Release Time：2021-08-05聚丙烯的概述
聚丙烯塑料是一種熱塑性聚合物，可用于多種用途。它由單體丙烯通過鏈增長聚合工藝制成。聚丙烯塑料是一種結晶熱塑性塑料，常用于消費品，如包裝托盤、家居用品、電池盒和醫療設備。聚丙烯簡稱為PP。聚丙烯是一種由丙烯單體制成的熱塑性塑料，具有耐用、剛性和結晶性。它是一種具有線性結構的碳氫樹脂。聚丙烯的化學式為 (C3H6)n。聚丙烯塑料是當今市場上最實惠的塑料之一。
聚丙烯的特性
1.聚丙烯的物理性質
分子量和分子量分布、結晶度、共聚單體的形式和比例（如果使用）以及全同立構規整度都會影響聚丙烯的性能。例如，全同立構聚丙烯中的甲基取向在碳骨架的一側。這種結構產生更高的結晶度和更硬的材料，比無規聚丙烯和聚乙烯更不易蠕變。聚丙烯在許多方面與聚乙烯相似，尤其是在溶液行為和電性能方面。在耐化學性降低的同時，甲基增加了機械性能和耐熱性。聚丙烯密度在 0.895 和 0.92 g/cm3 之間。因此，PP 是密度最低的產品塑料。可以以較低的密度制造重量較輕的成型零件和給定質量塑料的更多零件。與聚乙烯不同，結晶區和非晶區的密度略有不同。另一方面，聚乙烯的密度可以顯著變化。PP 的楊氏模量范圍為 1300 至 1800 N/mm2。當與乙烯共聚時，聚丙烯通常堅韌且用途廣泛。這有助于聚丙烯與作為工程塑料 (ABS) 的丙烯腈丁二烯苯乙烯等材料競爭。聚丙烯具有高抗疲勞性。由于聚丙烯有多個熔點，因此熔點是通過使用差示掃描量熱圖找到最高溫度來確定的。完全等規聚丙烯的熔點為 171 °C (340 °F)。商業等規聚丙烯的熔點在 160 至 166 °C（320 至 331 °F）之間變化，具體取決于無規含量和結晶度。結晶度為 30% 的間規聚丙烯的熔點為 130 °C (266 °F)。聚丙烯在低于 0 攝氏度的溫度下變脆。PP 具有顯著的熱膨脹性，但比聚乙烯略小。
2.聚丙烯的化學性質
除了重氧化劑外，聚丙烯在室溫下耐脂肪和幾乎所有有機溶劑。PP 容器可用于儲存非氧化性酸和堿。PP 在高溫下可以溶解在非極性溶劑中，包括二甲苯、四氫萘和十氫化萘。由于叔碳原子，聚丙烯的耐化學性比聚乙烯低。
大多數商用聚丙烯是全同立構的，結晶度介于低密度聚乙烯 (LDPE) 和高密度聚乙烯 (HDPE) (HDPE) 之間。在 140°C 時，全同和無規聚丙烯溶解在對二甲苯中。當溶液冷卻至 25 °C 時，全同立構部分沉淀，而無規立構部分仍可溶于對二甲苯。
熔體流動速率 (MFR) 或熔體流動指數 (MFI) 是衡量聚丙烯分子量的指標。該指標用于計算熔融原材料在精煉過程中流動的速度。在注塑或吹塑過程中，具有較高 MFR 的聚丙烯可以更容易地填充塑料模具。隨著熔體流動性的增加，某些物理特性（例如沖擊強度）會降低。
聚丙烯的種類
聚丙烯一般分為三種：
※均聚物
※無規共聚物
※嵌段共聚物。
共聚單體術語通常與乙烯一起使用。將乙丙橡膠或 EPDM 添加到聚丙烯均聚物（熱固性聚合物）中時，可提高其低溫沖擊強度 (LTIS)。隨著無規聚合的乙烯單體應用于聚丙烯均聚物，聚合物的結晶度降低，熔點降低，聚合物變得更加透明。聚丙烯可分為
※無規聚丙烯，表示為PP-at。
※共規聚丙烯，表示為PP-st。
※等規聚丙烯，表示為PP-it。
甲基(-CH3)在無規聚丙烯中排列均勻，在間規聚丙烯中交替排列，在等規聚丙烯中均勻排列。這影響了材料的結晶度(非晶態或半晶態)和熱性能。另一方面，無規聚丙烯是無定形的，缺乏規律性，使其難以結晶。各種聚丙烯的晶體結構如下：
※工業產品中形成的等規聚丙烯結晶度高。大約30% - -60%。
※間規聚丙烯結晶性較差，而無規聚丙烯是無定形的(非結晶)。
※等規聚丙烯有多種晶體形式，每一種都有自己的聚合物鏈分子排列。在iPP中，-修飾是最常見的。折疊鏈狀的薄片被用來制造這些晶體。片層以“交叉孵化”的模式排列，這是一個顯著的特征。
由于無規聚丙烯是無定形的，它缺乏晶體結構。由于它缺乏結晶性，即使在中等溫度下也很容易溶解，這使得它可以作為等規聚丙烯的副產物被提取出來。
聚丙烯的分解
紫外線照射對聚丙烯材料的影響
聚丙烯材料當暴露于 100 °C 以上的溫度時，其鏈條會降解。氧化通常發生在叔碳中心，由于氧反應導致鏈斷裂。裂紋和開裂是外部應用惡化的跡象。各種聚合物穩定劑，如紫外線吸收添加劑和抗氧化劑，如亞磷酸酯（例如三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯）和受阻酚，可以幫助防止聚合物降解。從混有淀粉的土壤樣品中分離出的微生物群落已經證明了聚丙烯降解。作為可植入的網狀產品，已知聚丙烯會在人體內降解。在網狀纖維的表面，受損材料形成樹皮狀涂層。
聚丙烯的合成
在氣相和淤漿反應器中，聚合物圍繞多相催化劑顆粒構建。在氣相聚合過程中，丙烯通過含有多相（固體）催化劑的床層，所得聚合物以細粉形式分離，然后轉化為粒料。未反應的氣體被回收并泵回反應器。液態丙烯在本體聚合中用作溶劑以防止聚合物沉淀。聚合在 60–80 °C 下進行，壓力為 30–40 個大氣壓，用于保持丙烯液體。環流反應器常用于本體聚合。由于聚合物在液態丙烯中的溶解度降低，本體聚合被限制為最多 5% 的乙烯作為共聚體。在淤漿聚合中，惰性稀釋劑如 C4-C6 烷烴（丁烷、戊烷或己烷）用于懸浮膨脹的聚合物顆粒。丙烯（三個碳烷烴鏈）以氣體形式引入混合物中。聚丙烯的立構規整度，或甲基 (CH3) 相對于相鄰單體單元中甲基的取向，對其性能有重大影響。聚丙烯的立構規整度可以通過選擇合適的催化劑來調節。
