聚丙烯,，是丙烯通過加聚反應(yīng)而成的聚合物,。系白色蠟狀材料,，外觀透明而輕,?；瘜W(xué)式為(C3H6)n,，密度為0.89～0.91g/cm3，易燃,，熔點(diǎn)165℃，在155℃左右軟化,，使用溫度范圍為-30～140℃,。在80℃以下能耐酸、堿,、鹽液及多種有機(jī)溶劑的腐蝕,，能在高溫和氧化作用下分解。聚丙烯廣泛應(yīng)用于服裝,、毛毯等纖維制品,、醫(yī)療器械、汽車,、自行車,、零件、輸送管道,、化工容器等生產(chǎn),，也用于食品、藥品包裝,。

　　聚丙烯簡稱PP,，是一種無色、無臭,、無毒,、半透明固體物質(zhì)。聚丙烯是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹脂,，為無色半透明的熱塑性輕質(zhì)通用塑料,。具有耐化學(xué)性、耐熱性,、電絕緣性,、高強(qiáng)度機(jī)械性能和良好的高耐磨加工性能等，這使得聚丙烯自問世以來,，便迅速在機(jī)械,、汽車、電子電器,、建筑,、紡織、包裝、農(nóng)林漁業(yè)和食品工業(yè)等眾多領(lǐng)域得到廣泛的開發(fā)應(yīng)用,。近年來,，隨著我國包裝、電子,、汽車等工業(yè)的快速發(fā)展,，極大地促進(jìn)了我國工業(yè)的發(fā)展。而且因?yàn)槠渚哂锌伤苄?，聚丙烯材料正逐步替代木制產(chǎn)品,，高強(qiáng)度韌性和高耐磨性能已逐步取代金屬的機(jī)械功能。 另外聚丙烯具有良好的接枝和復(fù)合功能,，在混凝土,、紡織、包裝和農(nóng)林漁業(yè)方面具有巨大的應(yīng)用空間,。

　　針對(duì)聚丙烯在低溫下的抗沖擊性能差,、耐候性不佳、表面裝飾性差以及在電,、磁,、光、熱,、燃燒等方面的功能性與實(shí)際需要的差距,，對(duì)聚丙烯加以改性，成為當(dāng)前塑料加工發(fā)展最為活躍的,，取得成果最為豐盛的領(lǐng)域,。

　　PP化學(xué)改性

　　通過共聚改性、交聯(lián)改性,、接枝改性,、添加成核劑等使聚丙烯高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)或晶體構(gòu)型發(fā)生改變而提高其機(jī)械性能、耐熱性,、耐老化性等性能,，提升其綜合性能、擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域,。

（1）共聚改性

　　共聚改性是采用茂金屬等催化劑在丙烯單體合成階段進(jìn)行的改性,。當(dāng)單體聚合時(shí)，加入的烯烴類單體與之進(jìn)行共聚,，聚合得到無規(guī)共聚物,、嵌段共聚物和交替共聚物等，均聚PP的機(jī)械性能,、透明性和加工流動(dòng)性都得以提升,。茂金屬催化劑形成的絡(luò)合物是以不規(guī)則形狀受到一定限制的過渡狀態(tài)作為單一活性中心,，達(dá)到精確控制相對(duì)分子質(zhì)量及其分布、共聚單體含量,、主鏈上的分布和高聚物晶型結(jié)構(gòu),。

（2）接枝改性

　　PP(聚丙烯)樹脂分子呈非極性結(jié)晶型線型結(jié)構(gòu)，表面活性低,，無極性,。存在表面印刷性不良;涂布粘接不良;與極性高聚物難以共混;與極性增強(qiáng)纖維、填料難以相容的缺點(diǎn),。接枝改性是向其大分子鏈上引入極性基團(tuán),，實(shí)現(xiàn)改善PP的共混性、相容性和粘結(jié)性,，達(dá)到克服難共混、難相容與難粘接的缺點(diǎn),。在引發(fā)劑作用下,，熔融混煉時(shí)接技單體進(jìn)行接技反應(yīng)，引發(fā)劑在加熱熔融受熱時(shí)分解產(chǎn)生活性游離基,，當(dāng)活性游離基遇到不飽和羧酸單體時(shí),，促使不飽和羧酸單體不穩(wěn)定鍵打開后與PP活性游離基反應(yīng)形成接技游離基，隨后通過分子鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)而終止,。PP常見的接枝改性方法有：熔融法,、溶液法、固相法,、懸浮法等,。接枝改性后的PP分子鏈中氫原子被取代而呈現(xiàn)較強(qiáng)極性，這些極性基團(tuán)使得PP相容性增強(qiáng),，耐熱性,、機(jī)械性能大幅提升。

（3）交聯(lián)改性

　　交聯(lián)改性主要是把線型或者是枝狀的聚合物通過交聯(lián)的方法改性成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物,。PP(聚丙烯)交聯(lián)改性可以使其力學(xué)性能,、耐熱性以及形態(tài)穩(wěn)定性得到改善，成型周期縮短,。聚丙烯交聯(lián)改性主要方法有化學(xué)交聯(lián)改性,、輻射交聯(lián)改性，它們主要區(qū)別在于交聯(lián)機(jī)理不同,、活性源不同;化學(xué)交聯(lián)改性是通過添加交聯(lián)助劑來實(shí)現(xiàn)聚丙烯改性,，輻射交聯(lián)改性主要是通過強(qiáng)輻射或強(qiáng)光來實(shí)現(xiàn)，由于輻射交聯(lián)改性對(duì)PP厚度要求使得該法普及困難,。目前硅烷接枝交聯(lián)法由于其能夠制備出性能優(yōu)良的材料而發(fā)展迅速,，硅烷接枝交聯(lián)法生產(chǎn)的PP強(qiáng)度高,、耐熱性好、熔體強(qiáng)度高,、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),、耐腐蝕性能好。

　　PP物理改性

　　在混合,、混煉過程中向PP(聚丙烯)基體中添加有機(jī)或無機(jī)助劑等得到性能優(yōu)異的PP復(fù)合材料,，主要包括：填充改性、共混改性等,。

（1）填充改性

　　在PP成型過程中,，將硅酸鹽、碳酸鈣,、二氧化硅,、纖維素、玻璃纖維等填料填充于聚合物中,，達(dá)到PP耐熱性提高,、成本降低、剛性提高,、成型收縮率降低等,，但PP沖擊強(qiáng)度、伸長率也會(huì)隨之降低,。玻璃纖維作為一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬晶須,，價(jià)格低、絕緣好,、耐熱強(qiáng),、抗腐好，機(jī)械強(qiáng)度高,，應(yīng)用比較普遍,，經(jīng)玻璃纖維填充改性的PP性能得到明顯的改善，但是玻纖添加量達(dá)到30%左右時(shí),，材料的機(jī)械性能才能有明顯的提高;添加量過大時(shí)會(huì)導(dǎo)致部分玻璃纖維得不到充分浸漬,，使聚合物基體與玻璃纖維界面的結(jié)合性能變差，導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度下降,，并且隨著玻璃纖維添加量的增加復(fù)合材料的流動(dòng)性能降低,，導(dǎo)致PP成型加工工藝性能困難。

（2）共混改性

　　將PP(聚丙烯)與聚乙烯,、工程塑料,、熱塑性彈性體或橡膠等共混，達(dá)到提升PP性能的改性方法,。共混改性是在密煉機(jī),、開煉機(jī),、擠出機(jī)等加工設(shè)備中完成，工藝過程易調(diào)控,，生產(chǎn)周期短,、耗資少，可改進(jìn)PP的著色性,、加工性,、抗靜電性、耐沖擊性等多種性能,。聚合物共混可以綜合各組分的突出性能,，彌補(bǔ)各組分性能上的不足，共混物綜合性能明顯提升,，但共混改性PP的耐低溫性,、耐老化性仍然不甚理想。共混改性時(shí),，剪切力可能導(dǎo)致一部分大分子鏈被切斷形成自由基并形成接枝或嵌段共聚物,，這些新的共聚物也可以有效的對(duì)PP起到增容作用。

　　PP改性技術(shù)使得復(fù)合材料機(jī)械性能得到成倍的提升,，極大的拓展了PP應(yīng)用領(lǐng)域,，提高了制品的性價(jià)比,，推動(dòng)了PP的工程化進(jìn)程,，也使得PP從通用塑料拓展應(yīng)用于工程塑料領(lǐng)域，大大拓寬了它的應(yīng)用范圍,。近年,，PP改性技術(shù)的研究發(fā)展迅速，越來越多新型技術(shù)應(yīng)用于PP改性,，PP綜合性能提升明顯,、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，發(fā)展前景十分廣闊,。

（3）增強(qiáng)改性

　　纖維狀材料加入到塑料中,，可以顯著提高塑料材料的強(qiáng)度，故稱之為增強(qiáng)改性,。大徑厚比的材料可以顯著提高塑料材料的彎曲模量(剛性),，也可以將其稱之為增強(qiáng)改性。

　　PP(聚丙烯)的增強(qiáng)改性中應(yīng)用的增強(qiáng)材料主要是玻璃纖維及其制品,，此外還有碳纖維,、有機(jī)纖維、硼纖維,、晶須等,。玻璃纖維增強(qiáng)PP中,，用得較多的玻璃纖維為無堿玻璃纖維和中堿玻璃纖維，其中無堿玻璃纖維的用量最大,。玻纖的直徑控制在6～15μm范圍內(nèi),，玻纖的長度必須保證在0.25～0.76mm，這樣既能夠保證制品性能,，又能使玻纖分散良好,。一般認(rèn)為制品中的玻纖長度大于0.2 mm時(shí)才有改性效果。玻纖含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在10%～30%為佳,，超過40%時(shí)性能下降,。另外，添加有機(jī)硅烷類偶聯(lián)劑能使玻璃纖維和PP兩者形成良好界面,，提高復(fù)合體系的彎曲模量,、硬度、負(fù)荷變形溫度,，特別是尺寸穩(wěn)定性,。

　　由于玻纖增強(qiáng)PP可以提高機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性，且玻纖增強(qiáng)PP的耐水蒸汽性,、耐化學(xué)腐蝕性和耐蠕變性都很好,，在許多場合可以作為工程塑料使用，如風(fēng)扇葉片,、暖風(fēng)機(jī)格柵,、葉輪泵、燈罩,、電爐和加熱器外殼等等,。

　　聚丙烯在生產(chǎn)數(shù)量迅速發(fā)展的同時(shí)，也在性能上不斷出新,，使其應(yīng)用的廣度和深度不斷變化,，近年來或者通過在聚合反應(yīng)時(shí)加以改進(jìn)，或者在聚合后造粒時(shí)采取措施,，有一些具獨(dú)特性能的聚丙烯新的品種問世,，如透明聚丙烯、高熔體強(qiáng)度聚丙烯等,。

　　透明改性

　　PP(聚丙烯)的結(jié)晶是造成不透明的主要原因,，利用急冷凍結(jié)PP的結(jié)晶趨向，可以得到透明的薄膜,，但有一定壁厚的制品,，因熱傳導(dǎo)需要時(shí)間，芯層不可能迅速被冷卻凍結(jié),，因此對(duì)于有一定厚度的制品不能指望用急冷的辦法提高透明度,，必須從PP的結(jié)晶規(guī)律和影響因素入手,。

　　經(jīng)一定技術(shù)手段得到的改性PP，可具有優(yōu)良的透明性和表面光澤度,，甚至可以和典型的透明塑料(如PET,、PVC、PS等)相媲美,。透明PP為優(yōu)越的是熱變形溫度高,，一般可高于110℃，有的甚至可達(dá)135℃,，而上述三種透明塑料的熱變形溫度都低于90℃,。由于透明PP的性能優(yōu)勢明顯，近年來在全球都得以迅速發(fā)展,，應(yīng)用領(lǐng)域從家庭日用品到醫(yī)療器械,，從包裝用品到耐熱器皿(微波爐加熱用)，都在大量使用,。

　　PP的透明性提高可通過以下三種途徑：

　　(1)采用茂金屬催化劑聚合出具有透明性的PP;

　　(2)通過無規(guī)共聚得到透明性PP;

　　(3)在普通聚丙烯中加入透明改性劑(主要是成核劑)提高其透明性,。

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