[科普中國(guó)]-丙烯共聚物

丙烯共聚物，以丙烯單體為主的共聚也是PP化學(xué)改性的一種途徑。共聚改性可在一程度上增進(jìn)均聚PP的沖擊性能、透明性和加工流動(dòng)性。與丙烯共聚的單體通常有乙烯、氯乙烯和丙烯酸等。

丙烯—乙烯無(wú)規(guī)共聚物隨著共聚方法與條件的不同，丙烯與乙烯的共聚物又有兩大類：無(wú)規(guī)共聚物和嵌段共聚物，如下表所示。

|| || 丙烯—乙烯共聚物的種類和特點(diǎn)

將丙烯、乙烯混合在一起聚合，其聚合物主鏈中無(wú)規(guī)則地分布著丙烯和乙烯鏈段，乙烯則起著阻止聚合物結(jié)晶作用，當(dāng)乙烯含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）到20%時(shí)，結(jié)晶便很困難，到30%時(shí)就成完全無(wú)定形。無(wú)規(guī)共聚物的特點(diǎn)是結(jié)晶度低，透明性好，沖擊強(qiáng)度增大，特征溫度均有所下降，如熔融溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、脆化溫度等，其中熔融溫度與乙烯含量的關(guān)系如圖所示。

丙烯—乙烯嵌段共聚物這種嵌段共聚物有一定的剛性，沖擊強(qiáng)度也有所提高，但透明性和光澤性都有所降低。

一般的嵌段共聚物中乙烯含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為5%～20%。嵌段共聚物的性能除了乙烯含量有影響外，還受相對(duì)分子質(zhì)量及其分布的影響。

與無(wú)規(guī)共聚物相比，軟化溫度降低很少，而脆化溫度改進(jìn)較大。當(dāng)乙烯含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為10%時(shí)，嵌段共聚物的沖擊強(qiáng)度、脆化溫度、彎曲強(qiáng)度與熔體流動(dòng)速率的關(guān)系。

嵌段共聚物與等規(guī)PP相比，低溫性能優(yōu)良，耐沖擊性好；與等規(guī)PP和各種熱塑性高聚物的共混物相比，剛性降低不大，脆性得到改善；與HDPE相比，耐熱性高，抗應(yīng)力開(kāi)裂性好，表面硬度高，收縮率低，抗蠕變性較好。1

丙烯共聚物種類一、乙烯—丙烯無(wú)規(guī)共聚物

以丙烯為主加入少量乙烯進(jìn)行共聚即可制得乙烯—丙烯無(wú)規(guī)共聚物或乙烯嵌段共聚物。

（1）主要特性 乙烯含量低時(shí)，其透明度明顯提高。而隨著乙烯含量的增大，共聚物的剛度和沖擊強(qiáng)度有所提高。

無(wú)規(guī)共聚物的熔融溫度范圍寬，成型加工性能好；乙烯嵌段共聚物的沖擊強(qiáng)度(特別是低溫沖擊)隨嵌段量的增加而提高，但其成型加工性較差。

（2）成型加工性 與一般聚丙烯相似，可用注塑、擠塑等一般成型加工方法進(jìn)行加工，但無(wú)規(guī)共聚物更易于加工，而乙烯嵌段共聚物則較難。在實(shí)際應(yīng)用中，一般是與其它塑料共混后進(jìn)行成型加工，以改進(jìn)其成型加工性或低溫沖擊性。

（3）主要用途 與等規(guī)聚丙烯基本相同，只是無(wú)規(guī)共聚物的透明度和沖擊性能更好，因而更適于制作要求堅(jiān)固的透明包裝薄膜。2

二、接枝聚丙烯

等規(guī)或無(wú)規(guī)聚丙烯在有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)劑存在下與甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、乙酸乙酯、氯乙烯、丁二烯或異戊二烯等接枝共聚而得的產(chǎn)品。接枝單體含量隨共聚壓力、溫度等條件不同而異。

（1）主要特性 聚丙烯進(jìn)行接枝共聚改性，一般是為提高其拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和與其它材料的粘合性及印刷性等。

（2）成型加工性 接枝聚丙烯的成型加工方法與普逼聚丙烯相似，特別適合于涂覆。

（3）主要用途 可用作聚烯烴粘合劑、涂料及防水涂層等，還可代替交聯(lián)聚乙烯制管、板和其他結(jié)構(gòu)材料

三、無(wú)規(guī)聚丙烯

在生產(chǎn)聚丙烯時(shí)，總有5%～10%的無(wú)規(guī)聚丙烯（APP）作為副產(chǎn)品出現(xiàn)，它在室溫下是非結(jié)晶的帶粘性的白色至淺黃色蠟狀固體，相對(duì)密度0.86，分子量3000～10000（也有>1萬(wàn)的），不溶于水和低分子量醇、酮而溶于烷烴、芳烴、高級(jí)醇和酯類有機(jī)溶劑。軟化點(diǎn)90～150℃，脆化溫度-6～-15℃，Tg>-25℃。電性能、化學(xué)穩(wěn)定性與等規(guī)聚丙烯相同，但因分子量小，結(jié)構(gòu)不規(guī)整，缺乏內(nèi)聚力，故力學(xué)性能、熱性能差，不宜用作塑料。

APP有較好的粘附性，易與碳酸鈣或其物質(zhì)結(jié)合，因而大量用于分散性較大的炭黑、顏（染）料等配合制聚乙烯、聚丙烯或其他聚合物的色母料，專用母料，APP作為粘附物質(zhì)起著重要作用。

APP還用作鑄鐵、鑄鋼用沙模的粘附劑，代替石油瀝青作隔音板、防水卷材、管道防腐涂層，路面標(biāo)記涂料，房屋嵌縫劑、密封劑，做熱熔膠、壓敏膠的組分，也可作紙張、紙塑、紙與其他材料的粘接復(fù)合劑，作潤(rùn)滑脂的增粘劑、潤(rùn)滑油和油墨添加劑、可剝性防護(hù)層等。2

四、氯化聚丙烯

聚丙烯無(wú)極性基團(tuán)，故纖維的染色、薄膜和制品的粘合困難，為此，采用氯化聚丙烯以克服上述缺陷，擴(kuò)大其用途。

氯化聚丙烯根據(jù)含氯量可分為兩類。

（1）高氯化聚丙烯，其含氯度為63%～67%，可作氯化橡膠的代用品，油墨和油漆的粘合邢，阻燃物的添加劑。

（2）低氯化聚丙烯，氯化度為20%～40%，主要用于粘合劑、聚丙烯薄膜熱密封的預(yù)涂層、聚丙烯用印刷油墨和油漆的載色劑等。氯化度30%時(shí)的軟化點(diǎn)最低。

1．氯化聚丙烯的基本特性

（1）氯化聚丙烯的熔點(diǎn)隨氯化度的增加而迅速降低；均相氯化反應(yīng)和非均相氯化反應(yīng)的產(chǎn)品其熔點(diǎn)也不同；隨無(wú)規(guī)物的增加，氯化聚丙烯的熔點(diǎn)相應(yīng)降低?！?/p>

（2）氯化聚丙烯的相對(duì)溶解度隨氯化度的提高而變化，均相法產(chǎn)品比非均相法產(chǎn)品易溶解。

（3）氯化度達(dá)30%的氯化聚丙烯有晶體結(jié)構(gòu)，氯化度低于30%時(shí)難溶于溶劑。室溫下易凝膠，在較高溫度下易被溶解。凝膠溫度與氯化度呈線性關(guān)系，但隨氯化度的提高而降低。

（4）氯化聚丙烯對(duì)聚丙烯有良好的粘接作用，非均相法氯化聚丙烯有較高的結(jié)晶度，粘接性優(yōu)于均相法而與氯化度影響不大。

2．氯化聚丙烯的應(yīng)用

（1）用作雙向拉伸等規(guī)聚丙烯薄膜的涂層 產(chǎn)品具有良好的防潮性、尺寸穩(wěn)定性，可代替玻璃紙用于包裝香煙、磁帶、糖果盒等。

（2）用作雙向拉伸等規(guī)聚丙烯與紙的粘合劑可提高印刷品的耐用性、防水性和色澤亮度，用作書(shū)籍封面、廣告裝璜、高級(jí)包裝材料等。

（3）用作雙向拉伸等規(guī)聚丙烯薄膜壓敏膠帶的打底層。

（4）用作聚丙烯薄膜印刷油墨的載色劑。

（5）用作聚丙烯注塑制品的涂料，如汽車部件及內(nèi)裝飾材料、工業(yè)和民用設(shè)備等的涂料。

（6）用作聚丙烯薄膜和鋁箱的層壓，聚丙烯管接頭的密封劑，聚丙烯纖維的柔軟改性劑，熱合薄膜的粘合劑，聚丙烯包裝物的防滑劑等。2

丙烯共聚物材料命名命名方法本命名方法系以聚丙烯的代號(hào)、聚合物的類型、主要用途、等規(guī)指數(shù)、熔體流動(dòng)速率以及材料的其它特性等為內(nèi)容，分為若于個(gè)特征單元，組成材料的命名，命名形式為：

特征單元1—特征單元2—特征單元3—特征單元4—特征單元5

（1）特征單元1：聚丙烯的縮寫(xiě)代號(hào)和聚合物的類型

按照GB1844的規(guī)定，聚丙烯的縮寫(xiě)代號(hào)為英文字母PP。

聚合物的類型按規(guī)定以代號(hào)表示。聚合物類型代號(hào)寫(xiě)在PP后面，中間空一個(gè)字的位置。

H——丙烯均聚物；

B——丙烯嵌段廷聚物，含有不多于50%（m/m）的其它烯烴單體（可以是多種），沒(méi)有除烯烴以外的其它基團(tuán)與丙烯共聚；

R——丙烯無(wú)規(guī)共聚物，含有不多于50%（m/m）的其它烯烴單體（可以是多種），沒(méi)有除烯烴以外的其它基團(tuán)與丙烯共聚；

Q——多種聚合物的共混物，至少含有50%（m/m）的H（丙烯均聚物）、B（丙烯嵌段共聚物）或R（丙烯元規(guī)共聚物）。

（2）特征單元2：材料的主要用途或加工方法、重要性能，添加劑和附加說(shuō)明

聚丙烯的主要甲途或加工方法在第一位寫(xiě)出：重要性能、添加劑、顏色和狀態(tài)（粒狀或粉狀）在第二位至第五位寫(xiě)出。按下圖的規(guī)定以代號(hào)表示

本色（無(wú)著色）、粒狀材料不需寫(xiě)出；有顏色（著色）、粉狀材料則需寫(xiě)明。

塑料材料都應(yīng)具有一般的加工穩(wěn)定性，因此，只含有必需量加工穩(wěn)定劑的聚丙烯在命名中不需標(biāo)明。3

（3）特征單元3：聚合物的等規(guī)指數(shù)標(biāo)稱值，熔體流動(dòng)速率標(biāo)稱值及其測(cè)試條件

在本特征單元中，聚合物等規(guī)指數(shù)標(biāo)稱值的范圍用兩位數(shù)字表示（見(jiàn)表3）。熔體流動(dòng)速率標(biāo)稱值范圍用一個(gè)字母和三個(gè)數(shù)字表示（見(jiàn)表），寫(xiě)在等規(guī)指數(shù)范圍后面。

上述兩項(xiàng)特征數(shù)值，如果落在或接近某檔極限，生產(chǎn)廠應(yīng)確定該杠料按某檔次命名。如果因生產(chǎn)誤差而造成個(gè)別試驗(yàn)值落在某檔極限或在某檔極限的任何一側(cè)，命名下受影響。

對(duì)于丙烯嵌段共聚物（B）、丙烯無(wú)規(guī)共聚物（R）和多種聚合物的共混物（Q），如生產(chǎn)廠不需要測(cè)定其等規(guī)指數(shù)時(shí)，則可在命名中略去。

1、等規(guī)指數(shù)

等規(guī)指數(shù)按GB 2412進(jìn)行測(cè)定。

等規(guī)指數(shù)標(biāo)稱值范圍分為六個(gè)檔次，以兩位數(shù)字表示，如表1所規(guī)定。對(duì)丙烯均聚物樹(shù)脂，當(dāng)其等規(guī)指數(shù)標(biāo)稱值大于90時(shí)，可在命名中省略。

|| || 表1 等規(guī)指數(shù)標(biāo)稱值檔次代號(hào)及范圍

2、熔體流動(dòng)速率

熔體流動(dòng)速率按GB 3682進(jìn)行測(cè)定。

聚丙烯熔體流動(dòng)速率的試驗(yàn)條件及其代號(hào)如表4所規(guī)定。

|| || 表2 熔體流動(dòng)速率試驗(yàn)條件及其代號(hào)

（4）特征單元4：填料、增強(qiáng)材料及其標(biāo)稱含量

在本特征單元，填料或增強(qiáng)材料的類型用一個(gè)字母為代號(hào)在第一位寫(xiě)出：其物理狀態(tài)用另一個(gè)字母為代號(hào)在第二位寫(xiě)出（見(jiàn)表3），其質(zhì)量含量用兩位數(shù)字為代號(hào)在第三位寫(xiě)出（見(jiàn)表4）。

|| || 表3 填料和增強(qiáng)材料的代號(hào)

|| || 表4 填料和增強(qiáng)材料質(zhì)量含量代號(hào)

若填料和增強(qiáng)材料為多種材料或多種狀態(tài)的混合物，可用”+”將其相應(yīng)的代號(hào)組合。再打上括弧。例如含有25%（25）的玻璃纖維（GF）和10%（10）的礦物粉（MD）的混合物，則可在第一位以（G+M）表示，在第二位以（F+D）表示：第三位以（25+10）表示。

（5）特征單元5：為了詳細(xì)說(shuō)明問(wèn)題，可加上此特征單元作為補(bǔ)充說(shuō)明

需作補(bǔ)充說(shuō)明的內(nèi)容，奉標(biāo)準(zhǔn)不作規(guī)定，但應(yīng)用盡量少的英文字母為代號(hào)表示。

（6）在特征單元之間用連字符（—）分隔，若有一個(gè)特征單元不用，應(yīng)用兩個(gè)連宇符（—）分隔。3

命名舉例1、某丙烯均聚物（H），主要用于擠出扁絲（T），本色（無(wú)著色），顆粒狀，等規(guī)指數(shù)標(biāo)稱值為96（95），熔體流動(dòng)速率標(biāo)稱值為2.5 g/10min（022），試驗(yàn)條件為230℃，2.16 kg（M）命名為：PPH—T—022

PP——特征單元1：縮寫(xiě)代號(hào)；H——均聚物；T——特征單元2：第一位：擠出扁絲；022——特征單元3：熔體流動(dòng)速率。

2、某種40%碳酸鈣粉填充（KD40）的丙烯均聚物（H）材料，顆粒狀，已著色（C），具有抗靜電性能（Z），主要用于擠出片材（E），基礎(chǔ)聚合物的等規(guī)指數(shù)標(biāo)稱值為96，熔體流動(dòng)速率標(biāo)稱值為0.15 g/10min（001），試驗(yàn)條件為230℃，2.16kg（M）命名為：PPH—EZC—001—KD40

PP——特征單元1：縮寫(xiě)代號(hào)；H——均聚物；E——特征單元2：第一位：擠出片狀；Z——特征單元2：第二位：抗靜電；C——特征單元2：第三位：已著色；001——特征單元3：熔體流動(dòng)速率；K——特征單元4：第一位：填充碳酸鈣；D——特征單元4：第二位：粉狀；40——特征單元4：第三位：質(zhì)量含量。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李勇 - 副教授 - 西南大學(xué)