五大通用树脂为基础原料的塑料为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS) 和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。
工程塑料(Engineering Plastics):指具有高性能,可以作为工程结构件的塑料。工程塑料又分 为通用工程塑料和特殊工程塑料,前者如聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚酯(PET 和 PBT)、聚 碳酸酯(PC)、改性聚苯醚(MPPO),其使用温度一般在 150℃以下,而特种工程塑料是指使用温度可达 150℃以上的工程塑料,如聚砜(PSF)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE) 等。
2.2 聚丙烯(Polypropylene,缩写为 PP)的种类与特性
2.2.1 聚丙烯的基本概念
聚丙烯是以丙烯(CH3—CH=CH2)为单体,通过加聚反应得到的高分子聚合物,其反应特征 一是瞬间完成,二是没有小分子化合物伴随产生。
采用齐格勒—纳塔催化剂可以得到高分子量的结晶性 PP。根据—CH3 基团在空间排布的规律, PP 分为等规、间规和无规三种聚合物。只有等规度高的 PP 才能生成良好的结晶区,才能具有我们 所需要的优良性能。
等规聚丙烯的晶体形态有 α、β、γ、δ 和拟六方五种,最常见的是 α 晶态,属单斜晶系。α 晶 态在 138℃左右形成,其熔点为 180℃。拟六方态也叫次晶结构,又叫蝶状液晶。当熔融态的等规 PP 被急冷至 70℃以下,或在 70℃以下进行冷拉伸时,就会生成拟六方态晶体,此时 PP 的硬度和
刚性减小,而冲击强度和透明性提高。
等规 PP 从熔融状态逐渐冷却时形成的晶体为球晶,结晶温度越高,球晶越大,反之球晶越小。 球晶越大,性能越脆,球晶大小直接影响到 PP 材料的冲击强度。
在结晶型塑料中,结晶度对材料的性能影响最大。结晶度即材料中结晶部分重量占材料总重量 的百分数。PP 的结晶度可通过使用水—乙醇体系的密度梯度管测定其密度来求得。
注塑成型的 PP 结晶度一般为 50~70%,改变成型条件和后处理条件,可以改变结晶度。
结晶需要晶核,如果 PP 结晶时存在大量晶核,可以提高结晶度和减小球晶尺寸,从而可以提 高 PP 的屈服强度、冲击强度和表面硬度,同时还可以改进 PP 的透明性和光泽性,降低成型加工 温度,缩短成型周期,得到残留内应力低的性能均衡的制品,特别有利于成型大型制品。通常增加晶核的办法是添加成核剂。
PP 分子量的大小和分布也直接影响着 PP 塑料材料性能和加工性能。通常从 PP 的熔体流动速 率(MFI)可以了解到 PP 分子量的大小和分布情况。MFI 越大,表示 PP 的分子量越小。不同 PP 的 MFI 可从零点几到几十,单位为 g/10min。分子量分布可通过 Q 值(重均分子量与数均分子量之 比)反映出来,Q 值越大,分子量分布越宽。通常 PP 的 Q 值为 10~40。
PP 的分子量越高,即 MFI 越小,材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度都越高,而透明性、 光泽及表面硬度则越低。
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