聚丙烯性质、燃烧产物

聚丙烯燃烧产物 充分燃烧的产物是二氧化碳和水 是没有毒性的 不充分燃烧易产生一氧化碳 有毒气体和少量的碳 聚丙烯 聚丙烯结构式 聚丙烯 英文名称 Polypropylene 日文名称 分子式 C3H6nCAS 登录号 9003 07 0 简称 PP 由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂 按甲基排列位置分为等规聚丙烯 isotaeticPolyProlene 无规聚丙烯 atacticPolyPropylene 和间规聚丙烯 syndiotaticPolyPropylene 三种 聚聚丙丙烯烯分分子子量量 嵌段共聚 AP3 熔指在 11 左右 类似文献中提及的分子量分布约为 5 13 Mw 在 300000 左右 新加坡产的 属嵌段共聚聚丙烯 呈双峰分布 MI 10 9 左右 结构式 甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯 聚丙烯树脂 若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯 当甲基交替排列在分 子主链的两侧称间规聚丙烯 一般生产的 聚丙烯树脂 中 等规结构的含量 为 95 其余为无规或间规聚丙烯 工业产品以等规物为主要成分 聚丙烯 也包括丙烯与少量 乙烯的共聚物在内 通常为半透明无色固体 无臭无毒 由于结构规整而高度结晶化 故熔点高达 167 耐热 制品可用蒸汽消毒是 其突出优点 密度 0 90g cm3 是最轻的通用塑料 耐腐蚀 抗张强度 30MPa 强度 刚性和透明性都比 聚乙烯好 缺点是耐低温冲击性差 较易 老化 但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服 特特点点 无毒 无味 密度小 强度 刚度 硬度耐热性均优于低压聚乙烯 可 在 100 度左右使用 具有良好的电性能和高频 绝缘性不受湿度影响 但低 温时变脆 不耐磨 易老化 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 生生产产方方法法 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 成成型型特特性性 1 结晶料 湿性小 易发生融体破裂 长期与热 金属接触易分解 2 流动性好 但收缩范围及收缩值大 易发生缩孔 凹痕 变形 3 冷却速度快 浇注系统及冷却系统应缓慢散热 并注意控制成型温 度 料温低温高压时容易取向 模具温度低于50 度时 塑件不光滑 易产 生熔接不良 流痕 90 度以上易发生翘曲变形 4 塑料壁厚须均匀 避免缺胶 尖角 以防应力集中 聚聚丙丙烯烯成成型型工工艺艺 注塑模工艺条件 注塑机选用 对注塑机的选用没有特殊要求 由于PP 具有高结晶性 需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机 锁模力一般按3800t m2 来确定 注射量 20 85 即可 干燥处理 如果储存适当则不需要干燥处理 熔化温度 PP 的熔点为 160 175 分解温度为 350 但在注射加工 时温度设定不能超过 275 熔融段温度最好在 240 模具温度 模具温度 50 90 对于尺寸要求较高的用高模温 型芯温 度比型腔温度低 5 以上 注射压力 采用较高注射压力 1500 1800bar 和保压压力 约为注 射压力的 80 大概在全行程的 95 时转保压 用较长的保压时间 注射速度 为减少内应力及变形 应选择高速注射 但有些等级的PP 和模具不适用 出现气泡 气纹 如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明 暗相间条纹 则要用低速注射和较高模温 流道和浇口 流道直径 4 7mm 针形浇口长度 1 1 5mm 直径可小至 0 7mm 边形浇口长度越短越好 约为 0 7mm 深度为壁厚的一半 宽度为 壁厚的两倍 并随模腔内的熔流长度逐肯增加 模具必须有良好的排气性 排气孔深 0 025mm 0 038mm 厚 1 5mm 要避免收缩痕 就要用大而圆的注 口及圆形流道 加强筋的厚度要小 例如是壁厚的50 60 均聚 PP 制 造的产品 厚度不能超过 3mm 否则会有气泡 厚壁制品只能用共聚PP 熔胶背压 可用 5bar 熔胶背压 色粉料的背压可适当调高 制品的后处理 为防止后结晶产生的收缩变形 制品一般需经热水浸泡 处理 p pp p 特特点点 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 0C 以上时非常脆 许多商业的 PP 材料是加入 1 4 乙烯的无规共聚物或更高比率乙烯含量的嵌段共聚物 共聚物型的PP 材料 有较低的热变形温度 100 低透明度 低光泽度 低刚性 但是有更 强的抗冲击强度 PP 的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大 PP 的维卡软 化温度为 150C 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 通常 采用加入 玻璃纤维 金属添加剂或热 塑橡胶的方法对 PP 进行改性 PP 的流动率 MFR 范围在 1 40 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 8 2 5 并且收缩率的方向均匀性比 PE HD 等材料要好得多 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 工工程程用用聚聚丙丙烯烯纤纤维维 分为聚丙烯单丝纤维和聚丙烯 网状纤维 聚丙烯网状纤维以改性聚丙烯为原料 经挤出 拉伸 成网 表面改性 处理 短切等工序加工而成的高强度束状单丝或者网状有机纤维 其固有的 耐强酸 耐强碱 弱导热性 具有极其稳定的化学性能 加入混凝土或砂浆 中可有效的控制混凝土 砂浆 固塑性收缩 干缩 温度变化等因素引起的 微裂缝 防止及抑止裂缝的形成及发展 大大改善混凝土的阻裂抗渗性能 抗冲击及抗震能力 可以广泛的使用于地下工程防水 工业民用建筑工程的 屋面 墙体 地坪 水池 地下室等 以及道路和桥梁工程中 是砂浆 混凝土工程抗裂 防渗 耐磨 保温的新型理想材料 双双向向拉拉伸伸聚聚丙丙烯烯薄薄膜膜 在塑料制品中包装材料占有极其重要的位置 据统计 世界用于包装领 域的塑料约占塑料总消费量的 35 我国包装用塑料发展迅速 产量从 1980 年的 19 万 t 迅速增至 2003 年的 465 万 t 预计 2005 年将超过 550 万 t 2010 年超过 700 万 t 2015 年超过 900 万 t 约占全国包装总产量的 13 以上 聚丙烯薄膜 从产品上看 包装用薄膜约占包装用塑料总量的50 以上 我国双向拉伸聚 丙烯 BOPP 薄膜是 PP 树脂消费量最大的领域之一 2003 年我国有 BOPP 生产企业 86 家 123 条生产线 总生产能力约 140 万 t a 2004 年达到 200 万 t a 138 条生产线 产量将突破 100 万 t 近年来 国内企业注 重提升产品竞争力 先后引进了一批先进的BOPP 生产设备 生产的薄膜宽 度可达 8 3m 线速度高达 400 500m min 如浙江大东南集团引进德国布鲁 克纳 6 万 t a 生产线 国风集团投资 2 亿元引进 3 5 万 t a 生产线 目前 亚洲第 1 条 世界第 4 条 10m 宽的 BOPP 设备 常州武进金氏集团引进德 国 2 万 t a 五层共挤高强超薄 BOPP 生产线 福建现代集团引进 2 5 万 t a 生产线 宝硕集团计划引进 10 万 t a 生产线等 按我国现有的 BOPP 薄膜 生产能力换算 每年对 PP 树脂的需求量近 200 万 t 因此应重视开发 BOPP 薄膜用高线速 延伸性 透明性好的PP 专用料 包括配套用的乙 丙 共聚物 以适应新引进的 BOPP 薄膜设备 汽汽车车用用改改性性聚聚丙丙烯烯 2003 年 我国汽车产量为 440 多万辆 已位居世界第四 同比增长 36 6 据美国 ESM WerWide 报道 2008 年中国汽车产量将超过 600 万 辆 2015 将超过日本 跃居世界第二位 这个预言已经被打破 2010 年 中国汽车产销量双超 1800 万辆 超过美国 1700 万辆 成为汽车工业历史 上名副其实的全球第一 汽车工业的发展离不开汽车塑料化的进程 目前我国工程塑料的自给 率不足 16 据中国工程塑料协会预测 2005 年我国工程塑料需求增长率 为 15 2010 年约为 10 需求量将从 2000 年的 44 万 t 增长到 2010 年的 140 万 t 我国汽车制造业对工程塑料需求量增长迅速 到2010 年总用量 将达到 94 万 t 以塑料用量占汽车重量的 5 10 计 PP 用于汽车工业具有较强的竞争力 但因其模量和耐热性较低 冲击强 度较差 因此不能直接用作汽车配件 轿车中使用的均为改性PP 产品 其 耐热性可由 80 提高到 145 150 并能承受高温 750 1000h 后不老化 不龟裂 据报道 日本丰田公司推出的新一代具有高取向结晶性的聚丙烯 HEHCPP 产品 可以作为汽车仪表板 保险杠 比以TPO 为原料生产的同类 产品成本降低 30 改性 PP 用作汽车配件具有十分广阔的开发前景 家家用用电电器器用用聚聚丙丙烯烯 近几年我国家用电器产业发展迅速 品种多 产量大 2003 年我国电 冰箱产量为 1850 万台 空调器 4200 万台 洗衣机 1700 万台 微波炉 3500 万台 据 2004 2006 年中国城市家庭影院市场研究咨询报告 显示 预计未来 3 年内我国家庭影院系统市场规模将达到690 万台 另外 各种 小家电也拥有巨大的潜在市场 这对改性PP 来说 是一个极好的商机 目 前 我国一些塑料原料厂商已经开发出洗衣机专用料如PP 1947 系列 K7726 系列等 受到了洗衣机制造厂商的欢迎 因此 在未来几年内应加大 开发家用电器 PP 专用料的力度 以适应市场变化的需求 管管材材用用聚聚丙丙烯烯 2003 年全国塑料管材总产量突破 180 万 t 同比增长 23 聚丙烯管材 早期 PP 管材主要用作农用输水管 但是由于早期产品性能还存在一些问题 抗冲击强度 耐老化性能较差 市场未能打开 随着上海塑料建材厂首 家引进国外先进技术 采用进口 PP R 料生产的输送冷 热水用的管材得到 市场认可后 目前已有不少厂家建设PP R 管材生产线 价格也由投产初期 的 2 万 3 万元 t 不断回落 但 PP R 管材在塑料管材市场上的占有率仍然 很低 据反映 目前国产 PP R 料与进口料比较还有一定差距 质量有待改 进和提高 据报道 目前韩国开发出一种耐高压给水管用无规共聚聚丙烯 PP R 112 新牌号 使用该牌号生产的管材可在20 和 11 2MPa 的超高压状 态下使用 50 年 塑料管材是我国化学建材推广应用的重点产品之一 建设部曾于2001 年发出 关于加强共聚聚丙烯 PP R PP B 管材生产管理和推广应用工 作的通知 要求有关部门共同做好从原料 加工 质量以至管材使用 安 装等工作 要严格把好 PP 管材质量关 以利更好地做好我国PP 管材的生 产 应用 推广工作 高高透透明明聚聚丙丙烯烯 随着人们生活水平不断提高 必然带来在文化 娱乐 食品 医疗 材 料 居室装饰等各个方面不同变化的要求与提高 市场中很多物品越来越多 地使用透明材料 因此 开发透明PP 专用料是一个很好的发展趋势 尤其 需要透明性高 流动性好 成型快的PP 专用料 以便设计加工成人们喜爱 的 PP 制品 透明 PP 比普通 PP PVC PET PS 更具特色 有更多优点和开 发前景 近几年 国外透明 PP 市场增长很快 如韩国 LG 将透明 PP 作为 PET 替 代品推向市场 德国某些公司用透明PP 替代 PVC 美国透明 PP 制品的增 长速度高出普通 PP 制品 7 9 日本近几年 PP 成核透明剂的年用量约为 2000t 若以添加量 0 25 推算 日本透明 PP 料的年产量可达 80 万 t 以上 据日本理化株式会社介绍 日本透明PP 专用料用于微波炊具及家具两方面 的消费量最大 预计 2005 年国外市场对透明 PP 专用料需求量约为 500 万 550 万 t 目前国内透明 PP 专用料与国外差距较大 透明 PP 树脂及其 制品的生产 应用仍有待加强 中中国国聚聚丙丙烯烯工工业业 中国聚丙烯的工业生产始于 20 世纪 70 年代 经过 30 多年的发展 已 经基本上形成了溶剂法 液相本体 气相法 间歇式液相本体法 气相法等 多种生产工艺并举 大中小型生产规模共存的生产格局 现在中国的大型聚 丙烯生产装置以引进技术为主 中型和小型聚丙烯生产装置以国产化技术为 主 中国聚丙烯在将来的几年里产量会有较大的增长 但生产仍然供不足需 中国已经成为全球最大的聚丙烯净进口国 但由于国内产量很快增长 进口 依存度总体上呈下降趋势 中国聚丙烯未来几年内 表观消费量依然会保持 较高增速 进口量将会增大 聚丙烯产业在中国的前景广阔 聚聚丙丙烯烯生生产产工工艺艺 目前 聚丙烯的生产工艺按聚合类型可分为溶液法 淤浆法 本体法和 气相法和本体法 气相法组合工艺 5 大类 具体工艺主要有 BP 公司的气相 Innovene 工艺 Chisso 公司的气相法工艺 Dow 公司的 Unipol 工艺 Novolene 气相工艺 Sumitomo 气相工艺 Basell 公司的本体法工艺 三井 公司开发的 Hypol 工艺以及 Borealis 公司的 Borstar 工艺等 聚丙烯的分子结构为典型的主体规整结构 为结晶聚合物 其分子量为 10 50 万 比重 0 9 0 91 克 立方厘米成型收缩率 1 0 2 5 成型温度 160 220 特特点点 密度小 强度 刚度 硬度耐热性均优于低压聚乙烯 可在 100 度左右 使用 具有良好的 电性能和高频绝缘性不受湿度影响 但低温时变脆 不耐 磨 易老化 适于制作一般机械零件 耐腐蚀零件和绝缘零件 物体比较硬 燃烧时底部有蓝火 顶部有红火 有轻微香味 品品种种型型号号 一一 等等规规聚聚丙丙烯烯 无无规规聚聚丙丙烯烯和和间间规规聚聚丙丙烯烯 聚丙烯分子中含有甲基 按甲基排列位置分为等规聚丙烯 isotaetic polyPropylene 无规聚丙烯 atactic PolyPropylene 和间规聚丙烯 syndiotatic Polypropylene 甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙 烯 若甲基无秩序地分布在分子主链的两侧称无规聚丙烯 当甲基交替排列 在主链的两侧称间规聚丙烯 一般生产的聚丙烯 树脂中 等规结构的含量 称等规度 约为 95 其余为无规或间规聚丙烯 我国现生产的聚丙烯树脂 按熔融指数和所加入的助剂分类 表22 16 中列举聚丙烯树脂的主要型号 表表 2 22 2 1 16 6 聚聚丙丙烯烯的的主主要要型型号号 型 号 熔融指数 MI g 10min 等 规 度 拉伸强度 MPa kgf cm2 吹 塑 1200 1230 0 4 0 7 0 4 0 7 96 98 96 98 25 5 25 5 260 260 注 塑 1700 1400 1300 1730 1630 1330 10 14 2 5 4 0 8 1 4 10 15 8 11 1 5 2 5 95 97 96 98 96 98 95 97 95 97 95 97 25 5 29 4 28 4 25 5 23 5 21 1 260 300 290 260 240 215 薄膜单丝 2600 2601 2630 2635 2705 2402 2302 9 5 12 5 5 8 5 8 5 11 8 5 11 12 14 2 0 3 5 1 2 2 0 96 98 96