聚丙烯
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| 聚丙烯 | |
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| IUPAC名 poly(1-methylethylene) 聚(1-丙烯) | |
| 别名 | Polypropylene; Polypropene; Polipropene 25 [USAN];Propene polymers; Propylene polymers; 1-Propene homopolymer |
| 识别 | |
| CAS号 | 9003-07-0 
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| ChemSpider | none |
| 性质 | |
| 化学式 | (C3H6)x |
| 密度 | 0.855 g/cm3, amorphous 0.946 g/cm3, crystalline |
| 熔点 | ~167°C |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
聚丙烯（英语：Polypropylene，简称PP）是一种半结晶的热塑性塑料。具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。在工业界有广泛的应用，包括包装材料和标签，纺织品（例如:绳、保暖内衣和地毯）、文具、塑料部件和各种类型的可重复使用的容器、实验室中使用的热塑性聚合物设备、扬声器、汽车部件和聚合物纸币，是常见的高分子材料之一。在2013年，聚丙烯全球市场约五千五百万吨。英国、澳大利亚和加拿大的塑料钱币也使用聚丙烯制作。
结构
[编辑]聚丙烯乃由一个碳原子加三个氢原子来组成基本分子单元；并以重复方式来呈现。 此分子模型乃由碳原子形成主链，每一个碳原子皆再有三个支链；每个支链则各连结一个氢原子。
性质
[编辑]聚丙烯的结构和聚乙烯接近，因此很多性能也和聚乙烯类似，特别是在溶液中的反应和电性能。由于其存在一个甲基侧链，可以改善机械性能和耐热性，但是聚丙烯更易在紫外线和热能作用下被氧化降解，耐化学性降低。
耐热且化学稳定性比较高。本质上和高密度聚乙烯接近，结晶度比高密度聚乙烯略低，所以一般呈现半透明的状态，而硬度与高密度聚乙烯差不太多。 聚丙烯的特性取决于分子量和分子量分布，结晶度，类型和共聚单体（如果使用的话）的比例和等规度。
机械性质
[编辑]聚丙烯的密度在0.895和0.92克/立方厘米之间。因此，聚丙烯是商品化塑料中具有最低密度的高分子材料，可以制造具有较低重量和一定质量的塑料。不像聚乙烯，结晶和无定形区域在它们的密度仅略有不同。然而，聚乙烯的密度可显著与填料变化。
聚丙烯的杨氏模量（Young's modulus）介于1300 至 1800 N/mm²之间。
聚丙烯通常是坚韧而有弹性，尤其是与乙烯共聚时，这使得聚丙烯被用作工程塑料，具有材料如丙烯腈、丁二烯、苯乙烯（ABS）的竞争。聚丙烯是相当经济的。
热性能
[编辑]聚丙烯的熔点发生在一个范围内，因此，熔点是通过找到一个差示扫描量热图的最高温度来决定。完美等规聚丙烯具有171℃的熔点。商业规聚丙烯具有范围从160至166℃，这取决于无规立构材料和结晶的熔点。间同立构聚丙烯与30％的结晶度为130℃的熔点。当环境温度低于0℃，聚丙烯会变脆。
老化问题
[编辑]PP是安全的食品容器用塑料，但若老化就不安全，例如台湾就有热水器内PP塑料老化的先例。由于侧甲基连接的主碳链骨架碳原子是一级碳原子，使PP更易受氧攻击而氧化，且在铜的作用下降解速率急剧减小。
回收及循环再利用
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资源回收再利用：塑料分类标志中，PP代码是5。塑料本体底部或包装上须列明，以便消费者及回收商能分类妥当。
分类
[编辑]根据支链原子的位置，聚丙烯可以分为无规立构，等规立构，间规立构。
无规立构
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无规立构的聚丙烯的支链原子无规则分布于主链的两侧，其结构如图所示。
等规立构
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等规立构的聚丙烯支链原子分布在主链的同一侧，其结构如图所示。
间规立构
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间规立构的聚丙烯支链原子间隔对称分布在主链两侧，其结构如图所示。
商品聚丙烯通常为89%以上的等规立构和少量无规立构的混合体。
历史
[编辑]1954年，居里奥·纳塔（Giulio Natta）合成了聚丙烯。随后在不同的国家和地区不同的聚丙烯合成技术被多次“发明”。大量的知识产权官司同聚丙烯的发展史缠在一起。
生产与应用
[编辑]PP（Polypropylene）聚丙烯：
- PP熔点高达167℃，耐热，制品可用蒸气消毒是其特点。
- 以PP制瓶的，最常见的是豆浆、米浆瓶，还有用来装100％纯果汁、优酪乳、果汁饮料、乳制品（如布丁）等，
- 较大的盛器，像水桶、垃圾桶、洗衣槽、箩筐、篮子等等多是以PP做成。
- 近年来亦大量使用于制成免洗餐具（例如供餐饮业者装填食品使用、手摇饮料店所用之盛装容器）
- 该材质容器系属不透明或半透明容器，具备有耐酸碱、耐化学物质、耐碰撞及耐高温（约-20℃~120℃）等优点。
双向拉伸聚丙烯
[编辑]当聚丙烯膜同时在机器方向和横跨机器方向被挤出，则称为双向拉伸聚丙烯(Biaxially oriented polypropylene, BOPP)。
Bopp薄膜进行双向拉伸有几个目的： 1.提升尺寸稳定性 2.提升机械性质 3.提升光泽度 4.提升透明度 5.提升阻气性
延伸后的高分子，可以使高分子拉伸方向规则排列， 产生高度的“配向”，提升材料密度与薄膜强度， 让机械性质变好，阻气性增加，表面的光泽度、透明性也会增加。
双轴取向增加强度和清晰度。 BOPP被广泛地用作包装的产品，如快餐食品，生鲜产品和糖果的包装材料。这是很容易的外套，印刷和层压，得到用作包装材料所要求的外观和性能。这个过程通常称为转换。这是在其中的分条机成包装机使用更小的缝卷大卷正常生产。
市场上绝大多数微波炉专用塑料容器是聚丙烯材质，这是因为它的耐热且化学稳定性比较高。在食品方面的应用超过其他任何塑料，除了容器，还有软包装中的BOPP膜，香烟盒的最外层薄膜便是这种塑料。此外，目前的新建社区通常使用的家用水管推荐或强制使用PPR管，同样也是聚丙烯材料，除了安全性考虑以外，还因为它具有热熔的特点，易于加工。聚丙烯工业也可衡量一个国家的产业水准。
塑化剂
[编辑]绝大多数的塑料制品或多或少添加塑化剂、双酚A。但聚丙烯并无此问题。 抑或是使用其他替代品，如玻璃、不锈钢、陶瓷、硅胶。 据了解大多的酚甲烷BPAfree可能采用其他添加物，如双酚S[1]
在生活上，盛装冷热水的水壶，奶瓶，除了聚丙烯尚有
- 聚碳酸酯(PC)
- Tritan(共聚聚酯塑料): 是由美国伊士曼化学所研发。标榜不含双酚A[2]
- PCTG塑料（聚对苯二甲酸环己烷二甲酯），是一种新兴的塑料，不含双酚A，依照用途耐热度也有不同。由PET改进而来。
超商的咖啡盖，虽然也是聚丙烯所制成。但不提供重复使用的保证。 或者是选用食品接触级的聚丙烯。 如真有疑虑，应洽询专家或医师建议。
合成纤维
[编辑]聚丙烯纤维称为丙纶，是一种合成纤维。其生产工艺简单，价格相比合成纤维低廉。丙纶质轻，吸湿性差，能浮在水面上。[3]因此用来制造渔网。同等质量下，其强度相当于聚酯，因此用于制造绳索等。在一些地震高发地带，聚丙烯纤维在造桥和造房之前被加到土壤中增加土壤的强度。[4]
特殊型号
[编辑]- YS-HC8322：食品容器方盒，是由食品级PP材质制成。
参考文献
[编辑]- ^ 《不可不知》塑膠容器未含雙酚A，不代表安全-台灣新生報. [2022-09-02]. （原始内容存档于2022-09-02）.
- ^ 「Tritan™」來襲，認識科技新材質-一品川流. [2022-09-02]. （原始内容存档于2022-09-02）.
- ^ Braided Polypropylene Rope is Inexpensive and it Floats （页面存档备份，存于互联网档案馆）. contractorrope.com. Retrieved on 2013-02-28.
- ^ Amir-Faryar, Behzad & Aggour, M. Sherif. Effect of fibre inclusion on dynamic properties of clay. Geomechanics and Geoengineering: an International Journal. 2015: 1–10. doi:10.1080/17486025.2015.1029013.
