聚丙烯的用途.doc

聚丙烯的用途聚丙烯的基本性质特点 特点无嗅、无味、无毒的乳白色粒状产品或粉状产品，相对密度0.900.91。熔点164167。具有优良的机械性能、耐热性能、电绝缘性能，化学稳定性也好，与多数化学药品不发生作用。但耐光性差，易老化，低温下冲击强度较差，染色性差，需采用添加助剂、共混、共聚等方式加以改进。不溶于水，也不吸水，可在水中煮沸，在130下消毒，易加工成型。适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0以上时非常脆因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。PP的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。生产方法 淤浆法。在稀释剂（如己烷）中聚合，是最早工业化、也是迄今生产量最大的方法。 液相本体法。在70和3MPa的条件下，在液体丙烯中聚合。 气相法。在丙烯呈气态条件下聚合。后两种方法不使用稀释剂，流程短，能耗低。液相本体法现已显示出后来居上的优势。性能1. 力学性能 聚丙烯的力学性能与聚乙烯相比，其强度、刚度和硬度都比较高，光泽性也好。其冲击强度对温度依赖性很大，特别是低温冲击强度低。聚丙烯还具有优良的抗弯曲疲劳性。2. 热性能 聚丙烯具有良好的耐热性，可在100以上使用，轻载下可达到120。无载条件下最高连续使用温度可达120，短期使用温度为150。聚丙烯耐沸水、耐蒸汽性良好。热导率为0.15-0.24w/（mk），小于聚乙烯，是很好的绝热保湿材料。3. 耐化学药品性能 聚丙烯是非极性晶型烷烃类聚合物，具有很高的耐化学腐蚀性，室温下不溶于任何溶剂。聚丙烯具有很好的耐环境应力开裂性，但可被芳香烃、卤代烃溶胀。4. 电性能聚丙烯具有优良的电绝缘性能，基本不受环境湿度和电场频率改变的影响，是优良的介电材料和电绝缘材料。聚丙烯耐电弧性很好，但低温脆性限制了聚丙烯在绝缘领域的应用。5. 环境性能 聚丙烯耐候性很差，叔碳上氢容易氧化，对紫外线很敏感，在氧和紫外线作用下易降解，聚丙烯生产必须加入抗氧剂和光稳定剂。有铜存在时，其氧化降解速度会增加百倍，需要加入铜类抑制剂。6. 加工性能 (1)聚丙烯吸水率很低，加工前不需要对粒料进行干燥处理。 (2)聚丙烯的熔体接近于非牛顿流体，黏度对剪切速率和温度都比较敏感，提高压力或增加温度都可以改善聚丙烯的容易流动性，但以提高压力较为明显。 (3)由于聚丙烯为结晶类聚合物，所以成型收缩率比较大，一般在1 %2.5的范围内，且具有较明显的后收缩性。在加工过程中易产生取向，因此在设计模具和确定工艺参数时要充分考虑以上因素。 (4)聚丙烯受热时容易氧化降解，在高温下对氧特别敏感，为防止加工中发生热降解，一般在树脂合成时即加人抗氧。剂。此外，还应尽量减少受热时间，并避免受热时与氧接触。 (5)聚丙烯一次成型性优良，几乎所有的成型加工方法都可适用，其中最常采用的是注射成型与挤出成型。 聚丙烯的用途1.以PP为载体的碳酸钙填充母料碳酸钙填充母料自上世纪八十年代初诞生以来，已为塑料加工行业和全社会做出了巨大贡献，年产量达一百多万吨，是改性塑料重要的品种之一。填充母料的载体最初使用的是聚丙烯聚合时的副产物无规聚丙烯 (APP)，故亦称之为APP母料。后因北京燕山石化公司技术改造，无规聚丙烯的来源枯竭，而碳酸钙作为合成树脂紧缺年代的替代物，市场需求旺盛。在此背景下以聚乙烯树脂为载体的碳酸钙填充母料应运而生，如LDPE1F7B至今仍然是多数填充母料的主要原料。由于填充母料的主要用途是聚丙烯编织袋用的扁丝和打包带，从价格、相容性和扁丝强度等方面考虑，使用聚丙烯为载体树脂更适合于此种填充母料。二十世纪九十年代初，当时的轻工业部塑料加工应用研究所率先推出以粉状聚丙烯为载体树脂的碳酸钙填充母料，称之为PPM母料。PPM母料以小本体PP粉料为载体，在价格上比起1F7B等PE树脂有显著优势，至今也仍保持着1000元/吨以上的差价。同时PP本身的密度低，意味着相同质量的树脂有更多数量的聚合物承担载体树脂的任务。此外PP的强度高于PE，同样情况下可使扁丝、打包带等具有更高的强度，见表1、表2。表1使用不同载体树脂填充母料的PP扁丝性能母料型号载体树脂母料 : 基料PP扁丝物理、力学性能线密度tex（10-6kg/m）相对拉断力（N/tex）断裂伸长率（%）PP80CPP8 : 1001010.4216PP80CPP17.6 : 100850.3817PP82CPP8 : 100980.4119PE80CPE8 : 1001070.3818GB 8964-199811110%0.32表2使用载体不同填充母料制成的PP打包带的性能载体打包带中母料份数（phr）断裂拉力（KN）断裂伸长率（%）APP201.8015PE501.8317PP502.0116回收PP501.8715国标GB12023-19891.1025将不同载体树脂制成的填充母料用于PP注塑制品时，也会得到与扁丝、打包带等制品类似的结果，即将PP为载体树脂的填充母料与其它树脂为载体的填充母料相比，按QB 1126-91聚烯烃填充母料行业标准规定制成的注塑样条中，当配方相同、制样设备、条件相同时，PP为载体的填充母料效果最好，见表3。表3 按QB 1126-91制成的注塑样条性能母料中载体树脂注塑成型样条碳酸钙分散性拉伸屈服强度（MPa）断裂伸长率（%）缺口冲击强度（kJ/m2）LDPE 1F7B良好27.966008.37PP/PE共混树脂良好28.056008.82PP2401粉料良好28.556009.312. 以代替ABS为主要目标的改性聚丙烯专用料 (1)日本卡尔普株式会社的CALP专用料组成、性能及用途CALP专用料在很多场合可以替代价格昂贵的ABS，但仍然有明显的不足。 密度比ABS大； 表面硬度低，不耐刻划； 刚性不足； 表面光泽度低； 表面涂装性差； 成型尺寸收缩率大。原来使用ABS的注塑成型模具需加以修改才能使用改性PP专用料。 (2)高光泽PP专用料表4 典型的高光泽PP塑料性能项 目美国材料试验协会STM德国工业标准DIN国标GB单位性 能PPH-BGPPR-BGPPH-CG熔融指数D1238537353682g/10min6105密度D792534791033g/cm31.071.071.05拉伸强度D638534551040MPa342835拉伸断裂伸长率D638534551040%505050弯曲强度D790534529341MPa464048弯曲弹性模量D790534529341MPa170015002200Charpy缺口冲击强度/534521043KJ/m23.54.53.5Izod缺口冲击强度D256/1843J/m455045热变形温度D648534611634120115125注塑收缩率D955/15585%1.31.51.31.51.31.5光泽度D532/8807%889587说明高光泽、尺寸稳定超高光泽、高流动性、耐寒高光泽、高刚性、尺寸稳定、耐热 (3)可漆PP专用料表5 替代ABS的可直接喷漆的PP专用料项目名称单位测试方法实测值熔体流动速率g/10minASTMD1238-9921.2洛氏硬度RASTMD785-9881.0光泽度JIS-Z 8741-8360.2缺口冲击强度J/mASTMD256-9757.3弯曲模量MPaASTMD790-992316成型收缩率%ASTMD955-89（96）0.98剥离强度g/cm2DIN53151821.7以往通过接枝改性来提高PP的可漆性，但必须使用专用漆才能表面涂装。北京聚英慧点塑料科技有限公司研制的可漆PP专用料，由于使用了助剂A，得到了比接枝改性PP更好的可漆性能，可以在保证材料良好力学性能的前提下，直接使用普通硬胶漆进行表面涂装。3. 汽车零部件用改性聚丙烯专用料表6 国内外研制的轿车仪表板用改性PP专用料性能Himont日本三菱油化化学所国 内SP98/FEPKX10Z23甲乙熔体流动速率/（g/10min）91033.55.62323拉伸强度/MPa26.426.421.021.021.3断裂伸长率/%100110506056缺口冲击强度/（J/m）751308829425015098弯曲强度/MPa41.433.334.034.149.8弯曲模量/GPa2.52.32.742.572.52.52.49热变形温度/120104128124130成型收缩率/%1.11.10.60.8表7 摩托车、汽车零部件用改性PP专用料性能 用 途项 目FD16摩托车挡泥板、护板FD17静热器格栅FD18通用保险杠FD20仪表板熔体流动速率/（g/10min）3563546拉伸强度/MPa26.7312530.9断裂伸长率/%3594300100弯曲强度/MPa30.2432646.5弯曲模量/MPa148018902117悬臂梁冲击强度（缺口）/（J/m）154.2108300102表8 中石化上海石化股份有限公司研制的汽车零部件用改性PP料性能性 能保险杠专用料侧护板专用料进口改性PP专用料熔体流动速率（g/10min） 9.6拉伸强度（MPa）15.918.316.9断裂伸长率（%）49970.839弯曲强度（MPa）-40/23/8068.8/28.1/11.978.2/35.7/23.271.5/29.9/23.5缺口冲击强度（KJ/m2）39.39.910.5球压痕硬度（N/mm2）30.253.849.7密度（g/cm3）0.961.141.12灼烧残渣（%）8.426.430.1熔点（）164165.7耐热老化时间（h）2502504.家电用改性聚丙烯专用料表9 济南塑料制品总厂研制的洗衣机零部件用改性PP专用料性能性 能PP-101型PP-102型密度（g/cm3）1.271.32熔体流动速率（g/10min）54.2拉伸强度（MPa）3940弯曲强度（MPa）45.647.2缺口冲击强度（KJ/m2）23.7洛氏硬度（HRc）6372耐高温畸型合格合格耐洗涤剂性合格合格 洛阳石化总厂研究所使用乙烯辛烯共聚物和增韧母料提高了聚丙烯的韧性，同时使用多种无机材料以保持模量不变。他们还使用抗氧剂保证了改性聚丙烯的耐热氧化性。此种改性聚丙烯具有高流动性、高韧性和高模量和耐候几大特点，适合用于大尺寸薄壁制品的注塑成型，可用于空调器的零部件生产。研究结果表明POE和自制增韧母料并用，可在缺口冲击强度达80J/m以上的情况下，改性PP的弯曲模量仍可达到1700MPa；综合使用滑石粉等无机填料，可使改性PP的缺口冲击强度达到70J/m时，弯曲强度进一步提高；综合使用抗氧剂1010、168、1330和抗紫外线剂770，可使改性PP在95热老化箱中放置100小时后，拉伸强度仍然能达到初始值的93.8%。营口洗衣机总厂以均PP粉料为基础料，填料经表面活化处理的800目滑石粉25%，再加入适量EPDM和抗氧剂等助剂，经混炼造粒制成的改性PP可用于制作干衣机中的关键部件双翼风扇。该风扇是在805环境下长时间运行的旋转刚性体，同时承担换热任务，靠它将湿衣物中蒸发出来的水蒸汽聚集凝结成水排出机体外。该扇叶由数十个折曲片翼组成，属薄壁长流道距离制品，因此要求材料不仅刚性好、耐热性好、尺寸稳定性好、韧性也要好，还要求有良好的加工流动性。该改性PP的性能为：MFR：101g/min，拉伸强度：32-34MPa，弯曲弯曲弹性模量：2.1-2.5GPa，Izod冲击强度(23/-20)：60-70/20-30，维卡软化点：154。5.户外家具用改性PP专用料户外使用的休闲椅、桌、沙滩椅等大部分使用聚丙烯制造，而且为了提高生产效率，大多是一次注塑成型，这就要求原材料具有良好的力学性能和成型加工性能，同时还要求优异的耐老化（耐候）性能。表10 不同助剂对PP耐老化性能的影响助剂种类用量（%）耐老化试验稳定时间1# 2# 3# 4# 150烘箱，hr紫外线照射，klyIrgunox B225000.120.121# 502# 2003# 3504# 4301# 322# 2703# 350 4# 7400Irgunox 101000.050.050.25Irgunox Ps80200.4000.40Tinuvin 77000.500.200.22Sardivvr EPU00.5000Tinvvin 622LD000.300Chimasorb 944LD0000.10 国内研制的户外家具用改性PP专用料的性能见表11。性 能TP512PT712SP8510密度（g/cm3）1.051.101.04熔体流动速率（g/10min） 121210拉伸强度（MPa）302022弹性模量（MPa）251026002190Izod缺口冲击强度（J/m）484070热变形温度（）8490维卡耐热温度144成型尺寸收缩率（%）1.01.30.91.101.01.3表12 户外家具用改性PP专用料的性能作为家具料，制品的表面光泽也是很重要的指标。研究结果表明，增韧剂中POE影响最小，在填料中硫酸钡（BaSO4）填充PP的光泽度最高。6.聚丙烯的老化与耐老化研究PP的主链上有叔碳原子，在热、氧、紫外线等外界因素作用下极易发生化学变化，其表现为红外吸收光谱中出现羰基峰，随后生成过氧化物，断裂后形成游离基，这些游离基进一步引起整个大分子链裂解、支化与交联，使PP失去高分子材料的特征，丧失其使用性能。宏观上可以通过PP特性粘度下降或熔体流动速率增大而加以判断。特性粘度下降或熔体流动速率增大，意味着聚丙烯分子量变小。例如分子量为27.1万的PP在310的加工温度下挤出加工三次后，分子量降低至5.23万。PP主链断裂产生大量游离基，一方面会继续攻击主链上碳原子，导致新的降解反应，同时也还会伴随着游离基之间的藕合或交联，分子量下降的速度有可能减慢，但材料宏观上会变硬和脆化。降解过程中产生的氧化结构（如羰基、过氧化物等），会进一步提高对光引起降解的敏感性。根据作用机理不同，抗氧剂可分为游离基链反应终止剂（主抗氧剂）和过氧化物分解剂（辅助抗氧剂）两类。现在市场上有许多种抗氧剂供选用。选用的原则是价格、与PP的相容性和抗氧化效果。目前获得认可，且技术经济两方面较为合适的抗氧剂是酚类1010和亚磷酸酯168的复配物，称之为B215或B225，前者1010与168比例为1:2，后者1010与168比例为1:1。图10表明不同抗氧剂对PP熔体流动速率的影响。从图中可以看出没有抗氧剂时，PP仅挤出4次就已严重降解，而加入亚磷酸酯626的PP，经反复挤出受热10次熔体流动速率仍然变化不大。图1 抗氧剂PP熔体流动速率的影响 图2 PP熔体流动速率随挤出加工次数的变化O：空白 C：1010 D：168 B：QS215 A：B215（北化） E：德国Bayer公司产 F：美国GE公司产亚磷酸酯 C：CA+DLTP E：1010+DLTP图1所示的曲线中，B线表明经十次挤出受热后，PP的熔体流动速率基体没有变化，这是由轻工业部塑料加工应用研究所研制的最佳主辅抗氧剂复配物QS215。以上试验中PP为北京燕化2401粉料，未加过任何助剂，其配比为PP：抗氧剂：硬脂酸钙=100：0.25：0.25；挤出加工工艺条件：五区温度（）从加料口到机头分别为150、210、230、240、230，螺杆转速为60r/min。在加工过程中只要加入足够量的抗氧剂并分散均匀，就可以保证PP在整个热历程中的稳定，而且在成型后的相当时期内都保持良好的稳定，不会发生严重降解。但如果暴露在户外，仅有残存的抗氧剂还不足以保护聚丙烯。在热氧化过程中生成的羰基化合物会在强烈吸收紫外线后处于激发态，在常温下也会使PP发生严重降解。紫外线吸收剂可吸收波长290400nm的紫外线。紫外线吸收剂吸收紫外线后被激化，然后转化成没有破坏性的长波光（如红外光）。PP最敏感的波长为290325nm和370nm左右的紫外光，这在选择紫外线吸收剂时应加以注意。紫外线淬灭剂其作用是将吸收了光能的激发态分子的能量迅速地转移掉，再回到稳定的基态。它是通过分子间的作用使能量转移，而紫外线吸收剂是通过分子内结构的变化使能量转化的。紫外线屏蔽剂主要指炭黑，最好是粒径为1525nm的槽法炭黑。添加0.2%炭黑的PP制品预计有10年的耐晒性，而2%的炭黑可以使PP制品有20年以上的耐曝晒性。对于白色或浅色制品，可使用氧化锌为屏蔽剂。研究结果表明，添加粒径0.11m的氧化锌10%，可使PP的耐候能力提高到8年以上。适合PP使用的光稳定剂有吸收剂UV-531、UV-327、三嗪-5和淬灭剂NBC、1084等。 特别需要加以注意的是液相本体法聚合出来的聚丙烯，尽管在分子量分布上、灰分含量上和卤素含量上已有很大改进，但大部分仍以不加任何助剂形式出厂。用户在使用时必须注意及时使用并加入适量的助剂。7. 聚丙烯的阻燃 7.1 聚丙烯常用阻燃剂 可用于聚丙烯的阻燃剂的品种繁多,按化学组成成分可归纳为两大类:有机阻燃剂与无机阻燃剂;按使用方法又分为反应型和添加型。具有代表性的阻燃剂有溴系、磷氮系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。 7.1.1阻燃剂 溴系阻燃剂在20世纪7080年代中期曾经历了一个快速发展的黄金时代,由于C-Br键的键能较低,大部分溴系阻燃剂在200300下会分解,此温度范围正好也是聚丙烯的分解温度范围,所以在聚丙烯受热分解时,溴系阻燃剂也开始进行分解,并能捕捉其降解反应生成的自由基,从而延缓或终止燃烧的链反应,同时释放出的HBr本身是一种难燃气体,这种气体密度大,可以覆盖在材料的表面,起到阻隔表面可燃气体的作用,也能抑制材料的燃烧。这类阻燃剂还能与其他一些化合物(如三氧化二锑)复配使用,通过协同效应使阻燃效果明显得到提高。溴系阻燃剂在聚丙烯阻燃应用上具有重要地位,目前的主要产品有十溴二苯醚、四溴双酚A、四溴二季戊四醇、溴代聚苯乙烯、五溴甲苯和六溴环十二烷等。溴系阻燃剂的主要缺点是降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性,燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体,使其应用受到了一定限制。 7.1.2磷-氮系阻燃剂 磷- 氮系阻燃剂又称膨胀型阻燃剂,含有这类阻燃剂的高聚物受热时,表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟的作用,并防止产生熔滴现象,故具有良好的阻燃性能。膨胀型阻燃体系一般由三个部分组成:酸源(脱水剂) ,碳源(成碳剂)和气源(氮源、发泡源) 。膨胀型阻燃剂主要通过形成多孔泡沫碳层在凝聚相起阻燃作用。磷- 氮系阻燃剂具有无卤、低烟、低毒的优点,这类阻燃剂在美国、意大利等国已商品化,如美国Hoechst Celanese公司销售的expoilif r系列, Monsanto 公司销售的PHOS - CHEK P/40 ,大湖公司的CN-329、CN-1197 ,意大利Montediso n公司销售的Spinflam MF82等。国内北京理工大学、中国科技大学等对此进行了研究,目前国内膨胀型阻燃剂已开始逐步商品化,具备多功能性的新一代产品正在开发过程中。 7.1.3磷系阻燃剂磷系阻燃剂起阻燃作用在于促使高聚物初期分解时的脱水而碳化。这一脱水碳化步骤必须依赖高聚物本身的含氧基团,对于本身结构具有含氧基团的高聚物,它们的阻燃效果会好些。对于聚丙烯来讲,由于本身的分子结构没有含氧的基团,单独使用磷系阻燃剂时阻燃效果不佳,但是如果与Al(OH)3和Mg(OH)2等复配即可产生协同效应,从而得到良好的阻燃效果。常用的有机磷系阻燃剂有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能。它可使阻燃剂实现无卤化,其增塑功能可使塑料成型时流动加工性变好,可抑制燃烧后的残余物,产生的毒性气体和腐蚀性气体比卤系阻燃剂少。其主要优点是效率较高;对光稳定性或光稳定剂作用的影响较小;加工和燃烧中腐蚀性小;有阻碍复燃的作用;极少或不增加阻燃材料的质量。但大多数磷酸酯类阻燃剂也存在着一些缺点,如耐热性差、挥发性大、相容性不理想,而且在燃烧时有滴落物产生等等,为了避免上述缺点,新型的高分子缩聚型磷酸酯已经成为人们关注的焦点,如美国孟山都公司开发的Phos-gard 2XC为非挥发性阻燃剂;美国Stauffer公司开发的Fyrol99为磷酸氯乙酯聚合物,具有低挥发性、耐水、耐溶剂等;日本八大化学公司开发的CR - 720和CR - 733 ,均为芳香族缩聚磷酸酯;Velsicol公司研制出的VCC4 ,该产品是一种高含溴量的溴代二磷酸酯,具有极高的热稳定性、添加容易、阻燃性能优异。另外,含氮的磷酸酯由于同时含有氮和磷两种元素,其阻燃效果比只含磷的化合物要好,因此含氮的磷酸酯成为磷酸酯系阻燃剂的又一发展方向。含磷无机阻燃剂最主要的产品有红磷阻燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵等。随着无卤阻燃剂材料用量的增加,红磷阻燃剂用量也在增加。红磷的阻燃效果比磷酸酯类的阻燃效果更好。含磷无机阻燃剂因其热稳定性好、不挥发、不产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低等优点而获得广泛的应用。 7.1.4 氢氧化铝 Al(OH)3(简称ATH)在200300之间分解,吸热量为1967.8J/g,是集阻燃、抑烟、填充三大功能于一身的阻燃剂,它具有无毒、无腐蚀、稳定性好、不挥发、高温下不产生有毒气体的优点,且价格低廉、来源广泛。但作为阻燃剂,它也有填充量大、力学性能下降、加工性变差的缺点。Al(OH)3开始分解的温度正处于聚合物从凝相变为液相过程中,故对抑制聚合物材料早期温度的上升起作用。当Al(OH)3添加质量分数为40%时,可显著减缓材料的热分解速度,具有阻燃及降低发烟量的效果。由于在实际应用时需要高添加量的ATH才能获得适中的阻燃性,而过高的添加量会降低塑料制品的强度。因此通常采用调节粒径分布的方法,或用处理剂等对其粒子进行表面处理的方式来提高材料机械强度,这些处理剂硅类等。为了防止材料加工时因ATH结晶水的脱出而引起的发泡现象,目前已开发出耐热性新品种。例如美国Solem公司开发了可在290使用的Al(OH)3。在各种应用中,ATH 同硼酸锌、Sb2O3、氯化石蜡等阻燃剂并用,可获得更佳的阻燃效果。 7.1.5氢氧化镁 氢氧化镁在340490 之间分解,吸热量为782.9J/g,热稳定性好,具有良好的阻燃及消烟效果,特别适宜于加工温度较高的聚丙烯材料。Mg(OH)2用于PP时(添加量大于50%)具有良好的阻燃效果,优于Al(OH)3。在相同的填充量下,不同的氢氧化铝、氢氧化镁配比其阻燃效果差别不明显,但两种复合使用比单独使用效果要好,因为虽都是脱水反应,但在分解温度和吸热量上有差别。氢氧化镁需在更高的温度下才脱水,并同时有碳化效果。而氢氧化镁的吸热量相对小些,因其抑制材料温度上升的效果不如氢氧化铝,两者复合使用则能相互补充,其阻燃性能比单独使用效果要好。氢氧化镁具有较好的抑烟效果,含Mg(OH)2的PP试样的发烟开始时间明显延迟,其最大发烟量及4 min后的发烟量要比卤化物/Sb2O3的PP试样低得多。因此,在适当添加量的条件下,Mg(OH)2是PP的高效消烟填料。但Mg(OH)2 也有耐酸性差、分散性及相容性差的等缺点,需开发相容性好的新品种。目前解决这些问题普遍采用改善结晶粒径及凝集性能的方法,也可采用不饱和高级脂肪酸、饱和脂肪酸及热传导性优异的组分进行表面处理的方法。如Norton Thiokal公司开发了微粒型 Mg(OH)2;美国Ventron产品公司开发了低粉尘,有6种表面处理级、颗粒度12m的细颗粒级Mg(OH)2等。 7.2 聚丙烯阻燃剂的高效、低烟、低毒趋势 随着PP应用领域的不断拓展以及“环保化”呼声的日益增高,人们对阻燃聚丙烯产品提出了更高的要求,概括起来就是高效、低烟、无毒,因此,采用复配技术、消烟技术等研究开发新型复合阻燃剂,在提高聚丙烯材料阻燃性能的同时,降低材料燃烧时的烟量及有毒气体量,成为未来聚丙烯阻燃研发领域中的重点研究课题之一。8.玻璃纤维增强聚丙烯 玻璃纤维添加到聚丙烯中可提高拉伸强度、弯曲弹性模量、洛氏硬度以及热变形温度等，其电性能不受影响，耐化学腐蚀性、耐水性等不变，只是断裂伸长率显著降低，缺口冲击强度变化不大。随玻纤含量增加，增强聚丙烯的性能见表13。表13 玻纤增强聚丙烯的性能性能玻纤含量（%）102030密度（g/cm3）0.961.031.12吸水率（%）（23，平衡）（100，24h）0.100.080.100.130.100.20拉伸强度（MPa）54.078.090.0断裂伸长率（%）432弯曲强度（MPa）（23/100）75/30100/45120/58弯曲弹性模量（MPa）（23/100） 2600/12004000/20005500/3000悬臂梁缺口冲击强度（KJ/m2）479洛氏硬度（R）105107107维卡软化点（）156161161热变形温度（）155160162线膨胀系数（m/m/）6.510-54.810-53.710-5成型收缩率（%）0.60.40.3介电系数，106赫2.22.22.2介质损耗角正切值，106赫210-4210-4210-4体职电阻（cm）101610161016耐电压强度（KV/cm），3mm厚303030玻纤增强聚丙烯的抗蠕变性得到改善，可以比聚碳酸酯、耐热ABS、聚甲醛等塑料的性能更好。此外在150下保持1500小时，其拉伸强度和热变形温度都不会下降，在沸水和水蒸汽中可长期使用。玻纤增强聚丙烯的加工流动性因玻纤的存在有所下降，但与其它塑料相比，仍然属良好的加工流动性。提高成型加工温度可使其流动性得到改善。通常制备玻纤增强聚丙烯是将长纤维从靠近机头一端的加料口加入，直接与已熔融的聚丙烯物料混合，这主要是为避免在双螺杆挤出机中停留时间过长而被多次剪切，长径比减小，影响增强效果。纤维的长度（指在最后成型的塑料制品中）应在0.11mm范围内，如长度低于0.04mm，则会大大影响增强效果。此外玻纤表面处理也十分重要。使用硅烷偶联剂，如TTS，可以使玻纤与PP之间有很好的相界面。9.聚丙烯在涂料和油墨中应用 聚丙烯等高分子蜡能赋予涂膜良好的耐水、耐湿热、耐划伤、消光性、抗粘污性，并有良好的手感，它们的耐擦痕性是颜料消光达不到的。高分子蜡作为助剂，它的用量为0.5-3，它适用于丙烯酸漆、醇酸漆、硝基漆和聚氨酯漆、工业烘漆、乙烯基漆和乳胶漆。聚丙烯蜡是广泛应用于涂料的低分子量聚丙烯均聚物或共聚物。如纸张涂层调色液及膜状冷凝，还包括颜料分散剂，润滑剂，印刷油墨和涂料的改性剂和织物处理助剂等。聚丙烯蜡的