聚丙烯简称PP,是一种无色、无臭、、半透明固体物质。 [4] 聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂,为无色半透明的热塑性轻质通用塑料。具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等,这使得聚丙烯自问世以来,便迅速在机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、包装、农林渔业和食品工业等众多领域得到广泛的开发应用。 [4] 近年来,随着我国包装、电子、汽车等工业的快速发展,地促进了我国工业的发展。 [5] 而且因为其具有可塑性,聚丙烯材料正逐步替代木制产品,高强度韧性和高耐磨性能已逐步取代金属的机械功能。 另外聚丙烯具有良好的接枝和复合功能,在混凝土、纺织、包装和农林渔业方面具有的应用空间。
采用液相本体法的典型代表是BASELL公司的Spherizone液相本体法工艺。Spherizone是一种气相循环技术,采用齐格勒-纳塔催化剂,可生产出保持韧性和加工性能同时又具有高结晶度、刚性和更加均一的聚合体。它可在单一反应器中制得高度均一的多单体树脂或双峰均聚物。Spherizone循环反应有二个互通的区域,不同的区域起到由其它工艺的气相和液相环管反应器所起的作用。这两个区域能产生具有不同相对分子质量或单体组成分布的树脂,扩大了聚丙烯的性能范围。 [10]
工艺特点:(1)系统不引入溶剂,丙烯单体以气相状态在反应器中进行气相本体聚合;(2)流程简短,设备少、生产安全,生产成本低;(3)聚合反应器有流化床、立式搅拌床及卧式搅拌床。
采用气相本体法的典型代表是DOW化学公司Unipol气相工艺。Unipol气相聚丙烯工艺是美国联碳公司(UCCP)和壳牌公司于二十世纪八十年代开发的一种气相流化床聚丙烯工艺,是将应用在聚乙烯生产上的流化床工艺移植到聚丙烯生产中,并获得成功。该工艺采用催化剂体系,主催化剂为载体催化剂,助催化剂为三乙基铝、给电子体。
PP(聚丙烯)树脂分子呈非极性结晶型线型结构,表面活性低,无极性。存在表面印刷性不良;涂布粘接不良;与极性高聚物难以共混;与极性增强纤维、填料难以相容的缺点。接枝改性是向其大分子链上引入极性基团,实现改善PP的共混性、相容性和粘结性,达到克服难共混、难相容与难粘接的缺点。在引发剂作用下,熔融混炼时接技单体进行接技反应,引发剂在加热熔融受热时分解产生活性游离基,当活性游离基遇到不饱和羧酸单体时,促使不饱和羧酸单体不稳定键打开后与PP活性游离基反应形成接技游离基,随后通过分子链转移反应而终止。PP常见的接枝改性方法有:熔融法、溶液法、固相法、悬浮法等。接枝改性后的PP分子链中氢原子被取代而呈现较强极性,这些极性基团使得PP相容性增强,耐热性、机械性能大幅提升。
在PP成型过程中,将硅酸盐、碳酸钙、二氧化硅、纤维素、玻璃纤维等填料填充于聚合物中,达到PP耐热性提高、成本降低、刚性提高、成型收缩率降低等,但PP冲击强度、伸长率也会随之降低。玻璃纤维作为一种性能的无机非金属晶须,价格低、绝缘好、耐热强、抗腐好,机械强度高,应用比较普遍,经玻璃纤维填充改性的PP性能得到明显的改善,但是玻纤添加量达到30%左右时,材料的机械性能才能有明显的提高;添加量过大时会导致部分玻璃纤维得不到充分浸渍,使聚合物基体与玻璃纤维界面的结合性能变差,导致复合材料的力学强度下降,并且随着玻璃纤维添加量的增加复合材料的流动性能降低,导致PP成型加工工艺性能困难。