塑料材料课件2.2_聚丙烯.ppt

1、第二章 热塑性塑料,第二节 聚丙烯（PP） 2.1 聚丙烯的结构（重点） 2.2 聚丙烯的性能 (重点） 2.3 聚丙烯的应用 2.4 聚丙烯的改性,2.1 聚丙烯的结构, 定义 聚丙烯是丙烯的聚合产物。,英文：polypropylene, 缩写为PP。, PP的聚合 Zieglar-Natta催化剂催化的阴离子配位聚合制成等规PP。 该反应的副产物是无规PP。, PP的三种不同立体构型,等规PP：结晶度高，占PP产量的95。,间规PP：结晶度低。目前产量少。,无规PP：不结晶，粘稠状物质，不能用做塑料。,（Fischer投影图）,等规PP的等规度（等规指数）：等规聚合物所占的重量百分比。 测

2、量方法：一般指用正庚烷回流萃取，去掉无规聚合物及低分子量聚合物后的剩余物所占的百分比。（并不十分准确!）, 等规PP的链构象（与聚乙烯对比）,1. 原子半径和范德华半径 原子或基团范德华吸引力作用的范围称为范德华半径，其大小与原子或集团的体积有关（明显大于原子或基团的半径）。 当两个原子或基团之间的距离小于它们的范德华半径之和时，就会产生排斥作用，称为一级近程排斥力。,PE平面锯齿构象，Tg-125oC,2. 等规PP的链构象(与PE对比）,PP螺旋构象,因甲基的空间位阻，PP分子链较僵硬， Tg-10oC, 等规PP的聚集态和结晶结构,1.聚集态特征：等规PP在使用温度范围内是结晶和无定形结

3、构共存。 2. 等规PP是高度结晶的聚合物：结晶度在5080之间。 3. 等规PP具有多种不同的结晶结构： 、和拟六方型4种。 晶型是最常见，热稳定性最好,熔点176oC。 4. 等规PP结晶结构的密度较小： ，0.936 g.cm-3（而PE 型为1.0 g.cm-3）。,5. 影响等规PP结晶度的分子结构因素,（a） 等规度 （b）分子量（数均3800060000)，结晶度,分子量较低时（MFI大）：结晶度,分子量较大时（MFI小）：结晶度,不变,6. 等规PP的球晶结构在PP中易形成大球晶，对性能不利,影响球晶结构因素,熔融温度和时间,熔体温度,晶核,球晶尺寸,熔融时间,晶核,球晶尺寸,

4、冷却速率,速度慢,骤冷,加工剪切应力,成核剂,生成大球晶,严重“皮心”结构,晶核,球晶尺寸,晶核,球晶尺寸,一般采用中等降温速率,2.2 聚丙烯的性能, 基本性质 无臭、无味、无毒； 白色蜡状物质，但比PE透明； 密度低：0.89-0.91g.cm-3，是最轻的塑料之一； 容易燃烧。, 力学性能 强度、硬度和刚性明显高于PE； 具有优良的耐弯折疲劳性能； 抗冲击性能、特别是低温抗冲击性差。 等规度和分子量（MFI）对性能有很大影响。,等规度增大，强度、刚度、硬度提高、抗冲击性下降。 分子量增大（MFI减小），强度、刚度、硬度降低、抗冲击性能提高。,结晶度提高,刚度、硬度、强度、耐热性、耐溶剂、

5、气液阻隔性能提高。,韧性、抗冲击性和透明度下降。,大尺寸球晶对性能不利：断裂伸长、韧性、抗冲击性下降、透明度下降。, 热性能 等规PP具有良好的耐热性： 轻载或无载条件下最高可在120oC下长期使用； 短期可在150oC下使用； 耐沸水、耐蒸汽性良好。 等规PP是良好的绝热保温材料。, 电性能 等规PP具有优异的电绝缘性； 但由于低温脆性、应用领域受到限制。,等规度： 耐热性（热变形温度）： MFI： 耐热性（热变形温度）：, 耐化学药品性 耐化学腐蚀性优异。 耐溶剂性优良，只有在高温下才能被溶解。 很好的耐环境应力开裂性能。, 环境性能 耐候性差：叔碳上的氢易氧化，造成降解。 Cu会加速PP

6、的氧化降解。, 加工特性 PP吸水率低，加工前不必干燥； PP的熔体黏度对剪切速率和温度都敏感；,但对剪切速率更敏感。,PP受热易氧化：,PP成型收缩率大，在加工中分子易取向； PP具有缺口敏感性：,PP易成型：挤出与注射最常用。, 小结,2.3聚丙烯的应用,医用消毒器件：注射器、急救箱等,耐水蒸汽,无毒,相对高的强度,相对高的耐热性,优异的耐腐蚀性,优异的电绝缘性,食品、药品包装和日用品。,轻载的机械、汽车零部件。,耐热、耐腐蚀的化工管道、容器、阀门配件等。,电子、电气配件(电信电缆绝缘、电器外壳）。,2.4 聚丙烯的改性,填充：粉末状矿物填料填充PP,增强：用玻璃纤维增强PP,作业,1. 什么