PP塑料的簡介及化學特性

        PP塑料,化學名稱:聚丙烯


          英文名稱:Polypropylene(簡稱PP)
          比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收縮率:1.0-2.5% 成型溫度:160-220℃ 。
        成分結構
          PP為結晶型高聚物,常用塑料中PP最輕,密度僅為0.91g/cm3(比水小)。通用塑料中,PP的耐熱性最好,其熱變形溫度為80-100℃,能在沸水中煮。PP有良好的耐應力開裂性,有很高的彎曲疲勞壽命,俗稱“百折膠”。PP的綜合性能優于PE料。PP產品質輕、韌性好、耐化學性好。PP的缺點:尺寸精度低、剛性不足、耐候性差、易產生“銅害”,它具有后收縮現象,脫模后,易老化、變脆、易變形。
          日常生活中,常用的保鮮盒就是由PP材料制成。
        成型特性
          1.結晶料,吸濕性小,易發生融體破裂,長期與熱金屬接觸易分解.
          2.流動性好,但收縮范圍及收縮值大,易發生縮孔.凹痕,變形.
          3.冷卻速度快,澆注系統及冷卻系統應緩慢散熱,并注意控制成型溫度.料溫低溫高壓時容易取向,模具溫度低于50度時,塑件不光滑,易產生熔接不良,流痕,90度以上易發生翹曲變形
          4.塑料壁厚須均勻,避免缺膠,尖角,以防應力集中.
        工藝特點
          PP在熔融溫度下有較好的流動性,成型性能好,PP在加工上有兩個特點:其一:PP熔體的粘度隨剪切速度的提高而有明顯的下降(受溫度影響較小);其二:分子取向程度高而呈現較大的收縮率。
          PP的加工溫度在200-300℃左右較好,它有良好的熱穩定性(分解溫度為310℃),但高溫下(270-300℃),長時間停留在炮筒中會有降解的可能。因PP的粘度隨著剪切速度的提高有明顯的降低,所以提高注射壓力和注射速度會提高其流動性,改善收縮變形和凹陷。模溫宜控制在30-50℃范圍內。PP熔體能穿越很窄的模具縫隙而出現披鋒。PP在熔化過程中,要吸收大量的熔解熱(比熱較大),產品出模后比較燙。PP料加工時不需干燥,PP的收縮率和結晶度比PE低。
        橫向比較
          PP與其它幾種主要的通用塑料的性能比較
          塑料種類         PP      PE     PVC      PS       ABS
          密度            最小   小于水   較大   略高于水  略高于水
          剛性            較好     差      好      好        好
          收縮率          一般     差      好      好        好
          韌性            低溫下差 好      差      差        好
          強度            較高     低     較高     高        高  
          耐熱性          好      一般     差     較差      較差
          化學穩定性      好       好       好     好        好  
          耐候性          差       差     一般    一般      較差
          毒性           無毒     無毒  可以無毒   無毒      無毒
          粘合劑粘合     差       差       好     一般       一般
          熱合性         一般     好       一般    一般      一般
          成型加工性     好       好      麻煩      好         好
        性能概述
        1、密度
          PP是所有合成樹脂中密度最小的,僅為0.90~0.91g/cm3,是PVC密度的60%左右。這意味著用同樣重量的原料可以生產出數量更多同體積的產品。
        2、力學性能
          PP的拉伸強度和剛性都比較好,但沖擊強度較差,特別是低溫時耐沖擊性差。此外,如果制品成型時存在取向或應力,沖擊強度也會顯著降低。雖然抗沖擊強度差,但經過填充或增強等改性后,其機械性能在許多領域可與成本較高的工程塑料相競爭。
        3、表面硬度
          PP的表面硬度在五類通用塑料中屬低等,僅比PE好一些。當結晶度較高時,硬度也相應增加一些,但仍不及PVC、PS、ABS等。
        4、熱性質
          在五大通用塑料中,PP的耐熱性是最好的。PP塑料制品可在100℃下長時間工作,在無外力作用時,PP制品被加熱至150℃時也不會變形。在使用成核劑改善PP的結晶狀態后,其耐熱性還可進一步提高,甚至可以用于制作在微波爐中加熱食品的器皿。
        5、耐應力開裂性
        成型制品中殘留有應力,或者制品長時間在持續應力下工作,會造成應力開裂現象。有機溶劑和表面活性劑會顯著促進應力開裂。因此應力開裂試驗均在表面活性劑存在下進行。常用的助劑為烷基芳基聚乙二醇。試驗表明PP在表面活性劑浸泡時的耐應力開裂性能和在空氣中一樣,有良好的抵抗能力,而且PP的熔體流動速率越小(分子量越大),耐應力開裂性越強。

        6、化學穩定性
          PP的化學穩定性優異,對大多數酸、堿、鹽、氧化劑都顯惰性。例如在100℃的濃磷酸、鹽酸、40%硫酸及其它們的鹽類溶液中都是穩定的,只有少數強氧化劑如發煙硫酸等才可能使其出現變化。PP是非極性化合物,對極性溶劑十分穩定,如醇、酚、醛、酮和大多數羧酸都不會使其溶脹,但在部分非極性有機溶劑中容易溶解或溶脹。
        7、氣密性(氣體阻隔性)
          PP對氧氣、二氧化碳和水蒸汽都有一定的透過性,比起尼龍(PA)和聚酯(PET)都有明顯差距,對于高阻隔性塑料,如PVDC、EVOH等就差得更多了。但與其它非塑料材料相比其氣密性還是相當好的。通過添加阻隔性材料或在表面涂敷阻隔性塑料,可以大大提高其氣密性。
        8、老化性能
          PP分子中存在叔碳原子,在光和熱的作用下極易斷裂降解。未加穩定劑的PP在150℃下被加熱半小時以上,或在陽光充足的地方曝曬12天就會明顯變脆。未加穩定劑的PP粉料在室內避光放置4個月也會嚴重降解,散發出明顯的酸味。在PP粉料造粒之前加入0.2%以上的抗氧劑可以有效地防止PP在加工和使用過程中的降解老化。抗氧劑分為游離基鏈反應終止劑(也稱主抗氧劑)和過氧化物分解劑(也稱輔抗氧劑)兩大類,主、輔兩類抗氧劑的合理配合,將會發揮良好的協同效果。目前推薦使用的B215抗氧劑就是主抗氧劑1010(酚類)和輔抗氧劑168(亞磷酸酯)按1:2的比例復配而成的。為防止光老化需要在PP中加入紫外線吸收劑,它可將波長290~400nm的紫外線吸收激化轉化為沒有破壞性的較長波長的光線。對于埋在土壤中或在室內避光使用的PP塑料制品僅加入主輔抗氧劑即可,無須加入紫外線吸收劑。
        9、電性能
          PP屬于非極性聚合物,具有良好的電絕緣性,且PP吸水性極低,電絕緣性不會受到濕度的影響。PP的介電常數、介質損耗因數都很小,不受頻率及溫度的影響。PP的介電強度很高,且隨溫度上升而增大。這些都是在濕、熱環境下對電氣絕緣材料有利的。另一方面PP的表面電阻很高,在一些場合使用必須先進行抗靜電處理。
        10、加工性能良好
          PP屬于結晶型聚合物,不到一定溫度其顆粒不會熔融,不像PE或PVC那樣在加熱過程中隨著溫度提高而軟化。一旦達到某一溫度,PP顆粒迅速融化,在幾度范圍內就可全部轉化為熔融狀態。PP的熔體粘度比較低,因此成型加工流動性良好,特別是當熔體流動速率較高時熔體粘度更小,適合于大型薄壁制品注塑成型,例如洗衣機內桶。PP在離開口模后,如果是在空氣中緩慢冷卻,就會生成較大的晶粒,制品透明度低。果是在水中急冷(如下吹水冷法制薄膜),PP的分子運動被急速冷凍,不能生成晶體,此時的薄膜就是完全透明的。PP的成型收縮率是比較大的,達到2%以上,遠遠大于ABS塑料(0.5%)。PP的成型收縮率可以隨著添加其它的材料的種類及多少有所變化,這在制作具有配合尺寸的注塑制品時需認真加以考慮。


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