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聚丙烯

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聚丙烯
IUPAC名
poly (1-methylethylene)
别名 Polypropylene; Polypropene;
Polipropene 25 [USAN];Propene polymers;
Propylene polymers; 1-Propene homopolymer
识别
CAS号 9003-07-0  ✓
ChemSpider none
性质
化学式 (C3H6)x
密度 0.855 g/cm3, amorphous

0.946 g/cm3, crystalline

熔点 ~ 165°C
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。
澳大利亚二十元纸币。因为是用塑胶制,所以透光度很高,而且有部份地方完全透明。
一个用聚丙烯为原料的即弃食物容器盖子
实验室用的聚丙烯物品,蓝色和橙色瓶盖不是由聚丙烯制成。

聚丙烯Polypropylene,简称PP)是一种半结晶热塑性塑料。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,是平常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。 英国澳大利亚加拿大的塑料钱币也使用聚丙烯制作。

结构[编辑]

聚丙烯结构示意图

聚丙烯的重复单元由三个碳原子组成。其中两个碳原子在主链上,一个碳原子以支链的形式存在。

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 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 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 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。

聚丙烯的热膨胀是非常大的,但比聚乙烯的稍差。

老化问题[编辑]

PP是安全的食品容器用塑胶,但若老化就不安全,例如台湾就有热水器内PP塑胶老化的先例。由于侧甲基连接的主碳链骨架碳原子是叔碳原子,使PP更易受氧攻击而氧化,且在铜的作用下降解速率急剧增大。

回收及循环再利用[编辑]

资源回收再利用:塑胶分类标志中,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。被回收标志包围的数字5,下面带有字母“PP”

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[编辑]

Atactic structure.png 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[编辑]

Isotactic structure.png 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[编辑]

Syndiotactic structure.png 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90%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卷在一起。

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或免洗杯(供速食餐饮业者装填冰品使用,如市面盛行之“快可利”连锁店所用之盛装容器)
  • 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)。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都应是聚丙烯材质,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,目前的新建小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。聚丙烯工业同样也是衡量一个国家的产业水准。

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。[1]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。[2]

参考文献[编辑]

  1. ^ Braided Polypropylene Rope is Inexpensive and it Floats. contractorrope.com. Retrieved on 2013-02-28.
  2. ^ 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. 

外部链接[编辑]