聚丙烯(PP)

 

聚丙烯结构式聚丙烯，英文名称:Polypropylene，日文名称:ポリプロピレン分子式: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。

 

结构式

 

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。

 

生产

 

生产方法：

　　
①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。 　　
②液相本体法。在70℃和3MPa的条件下，在液体丙烯中聚合。 　　
③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。

　　
成型特性：

 　　
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。 　

　
聚丙烯成型工艺： 　

　
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。

 　

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以上时非常脆因此许多商业的PP材料是加入1~4%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（100C）、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。

 

用途

 

工程用聚丙烯纤维 　

　
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
　　
双向拉伸聚丙烯薄膜聚丙烯薄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。

 

 　　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。 　

　

汽车用改性聚丙烯 　

　
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”。 　

　

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。

　　

家用电器用聚丙烯 　　

 

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。

 　　

管材用聚丙烯聚丙烯管材2003年全国塑料管材总产量突破180万t，同比增长23%。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。

　　

高透明聚丙烯 　

　

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。

 　　
聚乙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 聚丙烯 有什么区别

聚乙烯 PE 　　

 

未着色时呈乳白色半透明，蜡状；用手摸制品有滑腻的感觉，柔而韧；稍能伸长。一般低密度聚乙烯较软，透明度较好；高密度聚乙烯较硬。

 

常见制品：手提袋、水管、油桶、饮料瓶（钙奶瓶）、日常用品等。 　

　

聚丙烯 PP
　　
未着色时呈白色半透明，蜡状；比聚乙烯轻。透明度也较聚乙烯好，比聚乙烯刚硬。 　　
常见制品：盆、桶、家具、薄膜、编织袋、瓶盖、汽车保险杠等。 　

　

聚苯乙烯PS 　　

 

在未着色时透明。制品落地或敲打，有金属似的清脆声，光泽和透明很好，类似于玻璃，性脆易断裂，用手指甲可以在制品表面划出痕迹。改性聚苯乙烯为不透明。

　　

常见制品：文具、杯子、食品容器、家电外壳、电气配件等 　　

 

聚氯乙烯 PVC 　　

 

本色为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚苯烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。

 　　

常见制品：板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等 　

　

聚对苯二甲酸乙二醇酯 PET 　　

 

透明度很好，强度和韧性优于聚苯乙烯和聚氯乙烯，不易破碎。

 　　

常见制品：常为瓶类制品如可乐、矿泉水瓶等 　　

 

物理和电气性能 　　
Item 　　
试验项目 Unit 　　
单位 Specification 　　
技术要求 Test Method 　　
测试方法 　　Melt Index 　　
熔体流动速率 g/10min 2.5 ASTM 　　
D1238 　　
Density 　　
密度 g/cm3 0.91 ASTM 　　
D1505 　　
Tensile Strength 　　
拉伸强度 MPa 21 ASTM 　　
D638 　　
Elongation at Break 　　
断裂伸长率 % 600 ASTM 　　
D638 　　
Brittle Temperature with Low Temperature 　　
低温脆化温度 ℃ - 35 ASTM 　　
D746 　　
20℃ Volume Resistivity 　　
20℃体积电阻率 Ω•m 1.6×1014 ASTM 　　
D257 　　
20℃ Dielectric Strength,50Hz 　　
介电强度, 50Hz MV/m 35 ASTM 　　
D149 　　
20℃ Dielectric Constant 　　
介电常数 --- 2.22 ASTM 　　
D150 　　
Dielectric Dissipation Factor 　　
介质损耗因数 --- 0.0003 ASTM 　　
D150 　　
Air Aging Condition 　　
热空气老化条件 　　
135℃×168h Tensile Strength Variation After Aging 　　
拉伸强度变化率 % ≤±25 ASTM 　　
D3045 　　
Elongation Variation After Aging 　　
断裂伸长变化率 % ≤±25