PP H4540 韩国乐天化学
2016/7/11 11:43:28
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东莞市宇峰塑胶化工有限公司
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聚丙烯(PP)作为密度最小的塑料之一，相比聚乙烯，其本身的压缩强度、屈服力及硬度明显要高，且刚性和耐温性良好，放眼望去，在日常生活中，PP料随处可见，比如家用电器、各种包装用料，汽车配件及机械设备等领域，但是，由于PP的成型收缩率较大，而且在低温环境下机械性能下降，表面易刮花，同时因其分子缺乏极性，所以PP料表面处理能力相对较差，因此限制了PP更广泛的应用，为了进一步提高聚丙烯的性能以满足市场的需求，近年来，科研人员为了弥补PP料本身的不足，进行了大量的改性工作，试图通过聚丙烯分子结构的改变方式来达到预期的目的，从而提高其应用价值，目前高性能PP料主要的货源还是被欧美市场占据。
聚丙烯(PP)是由丙烯作为单体在催化剂作用下加成聚合的产物,由于其具有优异的机械性能、无毒、耐热、耐化学性能和易加工性能,并且原料来源丰富、价格低廉,因此被广泛应用于多个领域,成为五大通用合成树脂中增长最快的品种，但是PP 属于部分结晶树脂,在通常的加工条件下,结晶速度相对较慢,容易形成较大的球晶,使光线很难穿过整个制品,因此,制品的透明性和光泽性较差,外观缺少美感,使得其在包装、医疗器械、家庭用品等领域的应用受到限制[ 。而经过增透改性后的PP ,在保持其原有的优异性能的同时,还获得了可与其它典型的透明材料如PC、PS、PET 等相媲美的优良的透明性和光泽性。尤其是PP 具有较高的耐热变形温度,在对透明性要求很高,需高温下使用或消毒的器具方面,如透明饮料杯、微波炉具、婴儿瓶、医用注射器等方面,透明PP 拥有比其它透明材料更广泛的的市场前途,在国内外得到迅速的发展。
聚丙烯(PP)的力学及物理性能一般，密度低，其突出的性能表现出抗应力开裂性，高熔点，具有一定的耐热性，化学性能高，对多数化学药剂呈现惰性，绝缘性佳、介电率小，在节省材料方面，PP泡沫材料占据着重要位置，不仅质量轻，而且拥有较高的韧性，温度阻隔性好，尤其是PP的可降解回收性，可广泛应用于环保材料，不如食品包装、阻隔材料、隔热制件及汽车饰件等，然而，非结晶态的PS对比，在发泡材料方面，PP温度范围窄，加工具有一定的难度，且在熔点温度下，粘度较大，很难产生气泡，相反，在高于熔点的条件下成型，熔体表现出高强度，即便产生气体也很难包住，气泡以穿孔合并以致泡孔大小不均的现象，所以纯PP材料只能在非常窄的温度范围内进行发泡。
聚丙烯(PP)，其显著特点包括密度小，质量轻及在高应力条件下的抗裂性强，耐热及物理力学性能一般，作为一种被广泛应用的塑胶材料，PP材料在各行业中的用途随处可见，比如电用器材，食品包装，汽配部件及各种PP薄膜等，因为PP相对其他通用级塑料，在价格上有着显著的优势，从而使得PP料的全球用量逐年上升，有数据显示，2010年光亚洲需求量就达到2230万吨，而且随着各种改性PP料的问世，进一步拓宽了其应用范围，但是PP存在着性能上的明显不足，比如成型收缩率大，尤其是不适应低温环境下长期运作，这样会直接导致PP材料的机械性能下降，且表面抗刮花性能差，而且PP表面的各种热加工处理能力差，这主要是由于其本身分子结构的极性缺泛，虽然几年来通过变更聚丙烯分子的内部结构来达到改善的目的，但是就目前来看，国内的技术不足，高性能PP主要依赖市场还是被欧美所占据。
聚丙烯(PP)通常结晶成晶体尺寸较大的球晶,由于球晶的直径大于可见光波长,入射光被散射,从而降低了透光率。在PP 中加入透明剂后,当PP 熔融结晶时,透明剂起到晶核的作用,使原有的均相成核变成异相成核,增加结晶体系内晶核的数目,使微晶的数量增多,球晶数目减少,从而使晶体尺寸变细,树脂透明性提高。目前,在PP中添加成核剂是对PP 进行透明改性最简单而有效的方法,根据成核剂的化学结构和组成,透明成核剂通常分为无机类成核剂、高分子成核剂和有机成核剂三大类。无机类成核剂主要有滑石粉、高岭土氧化钙等,虽然来源广泛价格低廉,但是由于与树脂相容性差并且分散性差,成核剂本身会发生浑浊和非同质效应,所以增透程度有限，高分子类成核剂是指一些高熔点的大分子化合物,主要有聚乙烯基环硅烷类、纤维素芳香酯类、聚氨酯类等,但它们和树脂的共混性不好,而且使用工艺不成熟,目前尚未形成商业品种。有机类成核剂主要包括山梨醇类、磷酸盐类和松香类成核剂,具有较好的增透改性效果。山梨醇类成核剂具有自行物理聚合的聚集性质,可溶解在熔融PP 中,形成均相溶液。
研究发现,当透明剂含量少于0.15 %(质量分数,下同)时, PP的透明度随着透明剂含量的增加而升高,当透明剂含量超过0.15 %之后,透明度随之增加而下降。脱氢枞酸型成核剂可以大幅度降低PP 的雾度,提高光泽度,改善力学性能。n(脱氢枞酸) ∶(脱氢枞酸钾) ∶(脱氢枞酸钠) 为1:1:1 的共晶体的改性效果最佳,当其质量分数为0.3 %时, PP的雾度下降了80 % ,达到7.2 % ,光泽度提高了35% ,达到134.1% ,同时具有较好的力学性能。在偏光显微镜下观察, PP加入硅溶胶,球晶尺寸同含量时比纳米SiO2的更细小,在硅溶胶加入质量分数为0.15%时, PP的透明性效果最佳,它的球晶尺寸也明显小于硅溶胶质量分数为0.05%时的球晶尺寸。与纳米SiO2的最佳含量时相比,它的球晶尺寸也更细小。这就说明了PP 的雾度值降低,透明性提高与球晶大小有很大联系。球晶尺寸小的地方,结晶度高,透明性好。当同时添加多种透明剂时,不同透明剂之间变现出协同效应,使PP 结晶速率大幅度提高,球晶尺寸变得更小,分散也更均匀,PP 的透明度显著提高。
聚丙烯(PP)的吸水率很低，在水中浸泡1d ，吸水率仅为0.01％～0.03% ，因此成型加工前不需要对粒料进行干燥处理。PP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。由于PP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。PP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
注射过程是在材料熔融状态下进行的，如果温度偏高，PP材料就会发生降解，从而直接影响所制品的性能，通过各种加工经验，一般材料的熔融温度都要高于熔点20度，而又要低于本身热降解温度20度，而在注射过程中，模具温度的轻微变化将会导致制品的质量变化，控制得当将利于提高效率，由于PP属于结晶型聚合物，这样一来，在产品冷却的过程中，应改充分考虑到给所制品带来影响的结晶问题，假如温度过高会导致PP大分子链的日运动剧烈，分子就难以形成有序排列，影响制品结构的不稳定，结晶速率会由此变小，而模温控制很低时，会导致PP的分子链机动性能差，甚至处于冻结状态，将不利于结晶，所以很多经验表明，模具温度应该控制在玻璃化温度20度与低于结晶20度之间最为适宜。当然如果PP料本身流动性较差，可以适当升高加工温度来改善材料的填充度。
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