(3)易燃烧性:烧着后离开火源仍会继续燃烧,由于熔体的滴落飞溅,更容易使火势蔓延,扑救困难。
(4)耐候性:聚丙烯受紫外线照射易老化,为了防止光降解,必须添加光稳定剂,如羟基二苯甲醇、苯肼三唑。水杨酸苯酯的各种衍生物。另外,镍的螯合物也很有效。
1.1.3 聚丙烯的力学性能
(1)等规聚丙烯是刚性的结晶物质,结构规整,结晶度高,因而软化点、刚性、拉伸强度、杨氏模量和硬度等也就越大,但其拉伸强度仅可达到30 MPa或稍高的水平,冲击强度也随着等规度和熔体流动速率而变化,大多数工业聚丙烯的等规度大于90%,制品的结晶度为50%~60%。
(2)温度和加载速率对聚丙烯的韧性影响很大。当温度高于玻璃化温度时,冲击破坏呈韧性断裂,低于玻璃化温度呈脆性断裂,且冲击强度值大幅度下降。提高加载速率,可使韧性断裂向脆性断裂转变的温度上升。聚丙烯在接近0℃会变脆,甚至在室温下某些牌号的冲击强度也不太好,采用少量(4%~15%)乙烯的嵌段共聚物,则具有较高强度的冲击强度和较低的脆化温度。
(3)制品中残留应力或者在长期承受应力下,某些局部区域会产生龟裂现象,称之为应力开裂。有机溶剂和表面活性剂能显著地促进应力开裂。聚丙烯较聚乙烯和聚苯乙烯有着更好的耐应力开裂性,并随分子量的增大而提高,共聚物的耐应力开裂性比均聚物好。
(4)聚丙烯最突出的性能就是抗弯曲疲劳性。
1.2 聚丙烯的结构
按甲基排列位置可分为三种排列结构:甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯(isotactic polypropylene),若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯(atactic polypropylene),当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯(syndiotatic polypropylene)。大多数工业生产的聚丙烯树脂,等规结构含量约为95%,其余为无规或间规聚丙烯。
从等规聚丙烯的分子结构来看(见图1.1),其具有较高的立体规整性,因此比较容易结晶。等规聚丙烯的结晶是一种有规则的螺旋状链,这种三文的结晶,不仅是单个链的规则结构,而且在链轴的直角方向也具有规则的链堆砌。
图1.1 等规立构聚丙烯
等规聚丙烯的结晶形态为球晶结构,最佳结晶温度为125℃~135℃,温度过高,不易形成晶核,结晶缓慢:温度过低,分子链扩散困难,结晶难以进行。聚丙烯初生纤文的结晶度约为33%~40%,经拉伸后,结晶度上升到37%~48%,再经过热处理,结晶度可达65%~75%。规度>90%,吸水率0.01%~0.03%,由高强度、高刚度、高耐磨性、高介电性,缺点是不耐低温冲击,不耐气候,静电高。
间规聚丙烯结晶度较低(相对于等规聚丙烯),为20%~30%,密度低(0.7 g/cm3~0.8g/cm3),熔点低(125℃~148℃),分子量分布窄(Mw/Mn=1.7~2.6),弯曲模量低,冲击强度高,最为优异的是透明性、热密封性和耐辐射性,但加工性较差。
无规聚丙烯分子量小,一般为3000到几万,结构不规整,缺乏内聚力。在室温下是非结晶、微带粒性的蜡状固体[1]。
1.3 聚丙烯的合成和反应机理
反应方程式:
反应机理(催化剂为三乙基铝):
丙烯聚合成聚丙烯的原理:在引发剂的作用下先生成CH3—CH+—CH2•,进攻另一个丙烯发生亲电加成反应得到CH3—CH+—CH2—CH(CH3)—CH2•,此反应可进一步链式进行生成聚丙烯而末端的—CH2•可以相互结合而形成更长的链,最终在还原剂的作用下终止反应。
具体步骤如下:
1.4 聚丙烯的应用
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