等规聚丙烯论文.pdf
《等规聚丙烯论文.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《等规聚丙烯论文.pdf(26页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、word 文档 可自由复制编辑 学院 材料工程系 高分子材料应用技术专业毕业论文 word 文档 可自由复制编辑 等规聚丙烯合成方法与应用 摘要:PP 最早在 1955 年意大利科学家纳塔用改进的齐格勒催化剂(即齐格勒-纳塔催化剂),成功地将丙烯聚合成等规聚丙烯(简称聚丙烯,PP)。PP 是由丙烯单体聚合而成的一种高结晶、高立体定向性的热塑性树脂,在其大分子链上,甲基侧链规则地排列在主链的同一侧。结晶度 6070、等规度90、密度 0.90 0.91g/cm3。质轻,无色、无味、无嗅、无毒、耐酸、耐碱、耐有机溶剂等化学药品,吸水率 0.01 0.03。具有高强度、高刚性、高耐磨性、高介电性、较
2、好的耐应力开裂性和低蠕变性。拉伸强度 3336MPa,弯曲弹性模量12001400MPa,悬臂梁缺口冲击强度 1.5 4.0kJ/m2。熔点 167170,维卡软化点 149151,可连续耐温 121。耐老化性和低温韧性不如聚乙烯。并于1957 年在意大利实现了工业化生产。随着工艺技术的飞速发展,本体法取代了浆泥法,目前采用的合成方法主要是本体法工艺。由于 PP 用于薄膜、单丝、纤维、编织袋、绳索、管材、板材、机械零件、汽车部件、电子电器部件、周转箱、容器、家具、地毯等。应用最多的一种立构等规聚丙烯是聚丙烯的一种分子链中的甲基(CH3)分布在主链一侧,所以称之为等规聚丙烯。关键词:等规聚丙烯,
3、齐格勒-纳塔催化剂,等规度,维卡软化点 word 文档 可自由复制编辑 Abstract:PP as early as in 1955,Italian scientists tower is using improved Ziegler catalyst(Ziegler-tower catalyst),succeeded in propylene polymerization into isotactic polypropylene(hereinafter referred to as polypropylene,PP).PP is composed of propylene monomer
4、polymerization of a high crystallization.High stereospecific thermoplastic resin,In its macromolecule chain,methyl side chain rule is arranged in the same side of the main chain.The crystalline of 60%70%and 90%,the density gauge degrees such as 0.900.91g/cm3.Qualitative light,colorless,tasteless,on-
5、toxic,odorless,acid,alkali resistance,resistance to organic solvents and other chemicals,bibulous rate is 0.01%0.03%.With high strength,high rigidity,high wears resistance,high dielectric properties,good stress cracking resistance and low creep.33 36MPa tensile strength,bending modulus of 1200 1400M
6、Pa,cantilever beam notched impact strength of 1.5 4.0 kJ/m2.Melting point of 167 170,Vicat softening point 149 151,it can continuously and heat-resistant 121.Polyethylene is better than aging resistance and low temperature toughness.And in Italy in 1957,industrial production is realized.Due to the r
7、apid technology development,Ontology method replaced mud slurry method and the ontology method as the main synthetic methods.Due to the PP for film,monofilament,fiber,woven bags,ropes,tubes,plates,machinery parts,auto parts,electronic parts,turnover box,containers,furniture,carpet,etc.Application up
8、 to a vertical structure of isotactic polypropylene is a kind of polypropylene molecular chain of the methyl(CH3)distribution at the side of the main chain,so it is called isotactic polypropylene.Keywords:Isotactic polypropylene,Ziegler-Natta catalyst,Isotacticity,Vicat softening point word 文档 可自由复制
9、编辑 目 录 引言.1 1 聚丙烯.2 1.1 聚丙烯简介.2 1.2 聚丙烯的结构与性能.2 1.2.1 聚丙烯的结构.2 1.2.2 聚丙烯的性能.4 1.2.2.1 力学性能.4 1.2.2.2 热性能.6 1.2.2.3 电性能.6 1.2.2.4 耐化学试剂及耐溶剂性.6 1.2.2.5 环境与耐老化性能.7 1.3 等规、间规、无轨聚丙烯.7 1.3.1 三种立构形态结构介绍.7 1.3.2 等规立构的优势.8 2 聚丙烯的合成方法.8 2.1 等规聚丙烯合成方法.8 2.2 齐格勒-纳塔催化剂.11 2.3 PP的加工方法.13 2.3.1 注塑.13 2.3.2 挤出成型.13
10、 2.4 聚丙烯的成型加工性能.15 3 等规聚丙烯的应用.15 3.1 市场需求.15 3.2 应用领域.16 word 文档 可自由复制编辑 4 聚丙烯塑料的改性品种.18 4.1 PP共聚物.18 4.2 填充和增强 PP.18 4.3 茂金属 PP.19 4.4 共混 PP.19 参考文献.20 致 谢.21 word 文档 可自由复制编辑 引言 什么是聚丙烯?严格来讲,PP 定义为任何丙烯聚合的产物。在 1960 年以前,聚丙烯是一种支化的低分子量的重油1,没有人对它感兴趣,在此,倾向于一种更实际的定义来描述聚丙烯:PP 是由齐格勒-纳塔所发现的催化剂生产的立构规整性材料。聚丙烯(P
11、P)是五大通用塑料之一,具有密度小、刚性好、强度高、耐挠曲、耐化学腐蚀、绝缘性好等优点。不足之处是低温冲击性能较差、易老化、成型收缩率大。PP 用途相当广泛,可用于包括农业和三大支柱产业(汽车工业、建筑材料、机械电子)在内的诸多领域。开拓 PP 在重大产业领域的市场,取代其他塑料所凭借的因素:一是 PP 物美价廉、二是 PP 改性的进展。尽管 PP 生产工艺和催化剂历经几代更新,取得了很大的成就,但要用反应器产品直接作为某些目标产品(包括注塑级、纤维级、薄膜级等)的原料或专用料,有的还需提高它的综合性能。反过来说,PP 改性也扩大了自身的应用领域,通过改性人们可以得到性能好和价廉的 PP 原料
12、,可以说是两全其美。按照参加聚合的单体组成,PP 可分为均聚物和共聚物两种。均聚物由单一丙烯单体聚合而成,因而具有较高的结晶度、机械强度和耐热性。PP 共聚物是聚合时加入少量乙烯单体共聚而成,因而具有较高的冲击强度。广义上讲,相对于均聚物,共聚物可以说是一种改性产品。目前国内石化厂生产 PP 以均聚物为主,但是品种单一,所以提供PP 均聚物的改性方法无疑是有现实意义的。word 文档 可自由复制编辑 1 聚丙烯 1.1 聚丙烯简介 聚丙烯是由丙烯单体经自由基聚合而成的聚合物,英文名称 Polypropylene,简称 PP。按结构不同,PP 可分为等规、间规(又称茂金属 PP)及无规三类6。目
13、前应用的主要为等规 PP,用量可占 90%以上。无规 PP 不能用于塑料,常用于改性载体。间规 PP 为低晶聚合物,用茂金属催化剂生产,最早开发于1988 年,属于高弹性热塑性材料。间规 PP 具有透明、韧性和柔性,但刚性和硬度只为等规 PP 的一半。间规 PP 可像乙丙橡胶那样硫化,得到弹性体的力学性能超过普通橡胶。PP 的优点是有较好的综合性能。与 HDPE相比,PP 不但有较高的拉伸强度、刚度、硬度、耐应力开裂性和耐热性,而且有突出的延伸性和抗弯曲疲劳性,成型加工性能也极为优良,PP 的缺点为低温脆性大,耐老化性不好。PP 通过改性后可用于工程领域,显示了较大的发展潜力。1.2 聚丙烯的
14、结构与性能 1.2.1 聚丙烯的结构 PP 是线型链烃聚合物,与 PE 在性能上有颇多相似处,特别是在电性能和溶解溶胀性方面。但由于 PP 的主链骨架碳原子上交替连接着侧甲基,这使PP 在性能上有颇多颇大的改变。侧甲基的存在使 PP 的分子链变得比 PE 分子链刚硬,也改变了分子链的对称性,使分子链的规整性降低。分子链变刚会使聚合物Tg与 Tm 提高,规整性降低又会使 Tg 与 Tm 下降,其结果使二者都有所提高。由于侧甲基的位阻效应,PP 分子链在空间上的排列不能像 PE 那样呈平面锯齿形结构,而是以三个单体单元为一个螺旋周期的螺旋形结构。与侧甲基链接的主链骨架的碳原子是叔碳原子,由于甲基的
15、诱导效应而变得更为活泼,使 PP 的化学性质比 PE 有颇大的改变,更容易受氧攻击而氧化,在热和紫外线或其他高性能射线作用下更易断链,而不是交联。叔碳原子又是个不对称碳原子,使 PP 产生空间异构现象,可以存在三种异构体,如图1-1所示。a.等规 PP,其分子链上所有甲基皆位于分子链一侧。b.间规 PP,其分子链上所有甲基交替地位于分子链两侧。c.无规 PP,甲基随机地分布于分子链两侧。word 文档 可自由复制编辑 图1-1 聚丙烯的立体构型(a)等规 PP (b)间规 PP 工业上生产的 PP 是以三种异构体的混合物,但以等规异构体占绝对优势。聚合物等规异构体所占比例称为等规指数,又称等规
16、度6。工业化 PP 的等规指数约为 9095。在工业化生产的 PP 中,间规、无规两种异构体可以以一个完整的分子链出现,也可以以嵌段形式同在一个大分子链上。等规异构体结构最规整,极易结晶,间规异构体结晶能力较差,无规异构体是无定行结构。通常用PP 在正庚烷中不溶解的百分数作为 PP 等规指数的定量量度,仅仅是一种初略的量度,因为某些高相对分子质量的无规异构体以及高相对分子质量的等规、无规、间规嵌段分子链在正庚烷中也可能不会溶解。等规指数大小影响着 PP 的一系列性能。等规指数越大,聚合物的结晶度越高,熔融温度和耐热性也增高,弹性模量、硬度、拉伸、弯曲、压缩等强度皆提高,韧性则下降。如图 1-2
17、所示,是等规指数对 PP 拉伸性能的影响。PP 的相对分子质量对它的性能也有影响,但影响规律与其他材料有某些不同。相对分子质量增大,除了使熔体黏度增大和冲击韧性提高符合一般规律外,又会使熔融温度、硬度、刚度、屈服强度等降低,却与其他材料表现的一般规律不符。其实,这是由于高相对分子质量的 PP 结晶较困难,相对分子质量增大使结晶度下降,引起材料上述各性能下降。与PE 一样,工业上也习惯使用 MFR间接表示 PP 的相对分子质量,但测定条件有所不同。一般,PP 的 MFR的测定条件为:温度 230,负荷 2160g。工业上生产的 PP 的 MFR通常为 0.1 word 文档 可自由复制编辑 30
18、g/10min。图 1-2 等规指数对 PP 拉伸性能的影响 1.2.2 聚丙烯的性能 PP 外观上也是白色蜡状体,密度在 0.90 0.91g/cm3,是塑料材料中除了聚4-甲基-1-戊烯和丙烯的聚异质同晶体之外最轻的品种6。由于 PP 的晶相与无定形相的密度差别较小,所以使 PP 比 PE 略显透明些。PP 容易燃烧,离火后可继续燃烧,火焰上端呈黄色,下端蓝色有少量黑烟,熔融拉伸性极好,燃烧后熔融滴落,发出石油气味。1.2.2.1 力学性能 PP 力学性能的绝对值高于 PE,但在塑料材料中仍属于偏低的品种,例如,拉伸强度仅可达到 30MPa 或稍高的水平。如前所述,在材料的结构因素中,等规
19、指数对力学性能影响较大,如图 1-3所示,是几个等规指数不同的试样拉伸屈服强度测试数据。由图中可以看到相对分子质量对拉伸屈服强度的影响。等规指数对 PP 的冲击强度影响较复杂,一般来说,随等规指数提高,冲击强度下降,但下降至某一数值后不再变化。图 1-4使等规指数对冲击强度的影响。从图中亦可看到当相对分子质量高达一定数值后,冲击强度不再受等规指数的影响,这可能是由于相对分子质量很高时分子链难以结晶,材料结晶不再随等规指数增大而增大之故。word 文档 可自由复制编辑 图 1-3 等规指数及相对分子质量对 PP 拉伸屈服强度的影响 图 1-4 不同相对分子质量 PP 等规指数对冲击强度的影响 相
20、对分子质量是影响 PP 力学性能的另一重要因素,除了对拉伸屈服强度的影响如图中所示外,可从表 1-1中更全面地看到对力学性能的影响。表 1-1 相对分子质量对 PP 力学性能的影响 PP 的韧性对温度和加载速率的依赖性很大,高于 Tg 时,冲击破坏呈韧性断裂,低于 Tg 呈脆性断裂,且冲击强度值大幅度下降。提高加载速率使韧性断裂向脆性断裂转变的温度上升。MFR 性能 3.0 0.7 0.2 拉伸强度/MPa 34 30 29 断裂伸长率/%350 115 175 弯曲弹性模量/MPa 1310 1170 1100 洛氏硬度(R)95 90 90 冲击强度/(KJ/m2)90 227 307 w
21、ord 文档 可自由复制编辑 PP 具有优异的抗弯曲疲劳性,其制品在常温下可弯折106次而不损坏。PP硬度高于 PE,使其表面具有良好的光泽。PP 摩擦因数小于 PE,自身对磨时摩擦因素为 0.12,对钢的摩擦因素是 0.33。PP 力学性能方面的缺点是韧性不够好,特别是温度较低时脆性明显。1.2.2.2 热性能 PP 分子链上甲基的存在及甲基在空间的高度规整排列,使它的大分子链柔性下降,因而其耐热性比 PE 好得多。PP 的熔点为 164170,长期使用温度可达 100120,无负载时使用温度可高达 150,是通用塑料中唯一能在沸水中煮,并能经受 135高温消毒的品种。PP 的耐热性随其等规
22、度和 MFR(融化质量流量)值的增大而提高,这主要是结晶度提高所致。此外,填充、增强也可改善PP 的耐热性。PP 的 Tg 为3010,高于 PE,因而它的低温脆性较 PE 大,在 Tg以下易脆裂,而且随 MFR的增大催化温度显著升高,因而高 MFR的 PP 在使用上受到限制。一般通过共聚的方法可改善PP 的低温脆性。1.2.2.3 电性能 PP 是直链烃属聚合物,侧甲基的存在并未赋予材料明显极性,仍属于非极性聚合物之列。因此,PP 电性能与 PE 相似,几项电性能指标与 PE 很接近,介电常数在(2.2 2.6)106HZ之间,tan 为(58)10-4,体积电阻率大于1014com,介电强
23、度 2026KV/mm,电性能基本上不受环境湿度及电场频率改变影响,是优异的介电和电绝缘材料6。在允许工作范围内,温度升高会使电性能降低。PP 耐电弧性在 135180s之间,在塑料中属于较高水平。1.2.2.4 耐化学试剂及耐溶剂性 PP 和 PE 一样,具有优良的化学稳定性,但由于 PP 分子结构中有叔碳原子,更容易被氧化性化学药品侵蚀。在 100以下,大多数无机酸、碱、盐的溶液对 PP 无破坏作用,如 PP 对浓磷酸、盐酸、40%硫酸以及它们的盐酸溶液等在 100时都是稳定的,但对于强氧化性的酸,如发烟硫酸、浓硝酸和次磺酸在室温下也不稳定,对次氯酸盐、过氧化氢、铬酸等,只有在浓度较小、温
24、度较低时才稳定。非极性有机溶剂易使 PP 溶胀或溶解,但在室温下仅能使其轻微溶胀,随着温度升高,溶胀程度增加。对大多数极性有机溶剂,PP 是稳定的,如醇类、酚word 文档 可自由复制编辑 类、醛类、酮类和大多数羧酸都不易使其溶胀,但芳烃和氯代烃在 80 以上对它有溶解作用,酯类和醚类对它也有某些侵蚀作用。1.2.2.5 环境与耐老化性能 PP 对氧的作用比 PE 更敏感,特别是在温度较高时。PP 耐紫外线能力比 PE更差,也容易受到高能辐射的破坏。无论受到氧的作用,或紫外线以及高能照射的作用,PP 都会降解产生低分子物。图 1-5是 PP 的氧化降解速率会成百倍地急剧增大,使 PP 很快脆化
25、,称为铜害作用,因此在 PP 中一般都需要加入抑铜剂(水杨叉乙二胺、苯甲酰胺肼或苯并三唑等)图 1-5 未加稳定剂的 PP 与 PE 氧化速度比较 1.3 等规、间规、无轨聚丙烯 1.3.1 三种立构形态结构介绍 按聚丙烯分子中甲基(CH3)的空间位置8不同分为等规、间规和无规三类。等规聚丙烯(全同立构聚丙烯),英文缩写为 IPP从立体化学来看,IPP分子中每个含甲基(CH3)的碳原子都有相同的构型,即如果把主链拉伸(实际呈线团状),使主链的碳原子排列在主平面内,则所有的甲基(CH3)都排列在主平面的同一侧8。我国各石化企业生产的均聚聚丙烯都属于等规聚丙烯,基本性能如前所述,典型产品如北京燕山
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 聚丙烯 论文
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。