【科普】PP聚丙烯你了解多少？

热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的，根据使用要求不同，树脂基体主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等热塑性工程塑料，纤维种类包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和硼纤维等一切可能的纤维品种。随着热塑性树脂基复合材料技术的不断成熟以及可回收 利用的优势，该品种的复合材料发展较快，欧美发达国家热塑性树脂基复合材料已经占到树脂基复合材料总量的30%以上。

1.1.1定义和特性

聚丙烯(PP)属于热塑性树脂，是五大通用树脂之一。外观为白色粒料，无味、无毒，由于晶体结构规整，具备易加工、抗冲击强度、抗挠曲性以及电绝缘性好等优点，在汽车工业、家用电器、电子、包装及建材家具等方面具有广泛的应用。

PP的结构特点决定了其五大特性：(1)它的分子结构与聚乙烯相似，但是碳链上相间的碳原子带有一个甲基(–CH3)。(2)通常为半透明无色固体，无臭无毒。(3)由于结构规整而高度结晶化，故熔点高达167℃，耐热且制品可用蒸汽消毒是其突出优点。(4)密度0.90g/cm3，是很轻的通用塑料(10955, -50.00, -0.45%)。(5)耐腐蚀，抗张强度30MPa，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。

1.1.2聚丙烯的分类

聚丙烯可以有多种分类，按聚丙烯分子中甲基(-CH3)的空间位置不同分为等规、间规和无规三类，按聚合工艺，等规聚丙烯的聚合可以分为泥浆法、本体法、溶液法和气相法等几种方法。按用途可以分为扁丝(窄带)、纤维、薄膜、挤塑、吹塑、注塑等级别，按单体种类分为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯。

1.1.2.1按甲基位置分类

按聚丙烯分子中甲基(-CH3)的空间位置不同分为等规、间规和无规三类。

(1)等规聚丙烯(全同立构聚丙烯)，英文缩写为IPP。

(2)间规聚丙烯，英文缩写为SPP。

(3)无规聚丙烯，英文缩写为APP　

1.1.2.2按聚合工艺分类

按聚合工艺，等规聚丙烯的聚合可以分为泥浆法、本体法、溶液法和气相法等几种方法。

1.1.2.3按用途分类

按用途可以分为扁丝(窄带)、纤维、薄膜、挤塑、吹塑、注塑等级别。

1.1.2.4按单体种类分类

按单体种类分为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯，均聚聚丙烯是指在聚丙烯主链上只有一种链节，而共聚聚丙烯在主链上除丙烯链节外还分布着其它单体反应后形成的链节。共聚聚丙烯在很大程度上可以改变聚丙烯的性能。

丙烯和乙烯共聚的聚丙烯又可分为嵌段共聚和无规共聚两种，其英文缩写分别为PP-B和PP-R。

PP-B是在单一的丙烯聚合后除去未反应的丙烯，再与乙烯聚合而得到的，实际上是由聚丙烯、聚乙烯和末端嵌段共聚物组成的混合物，它既保持了一定程度的刚性，又提高了聚丙烯的抗冲击性能，特别是低温抗冲击性能，但透明度和光泽度下降明显。

PP-R的是将丙烯及乙烯单体混合在一起聚合，在聚合物主链上无规则地分布着丙烯单体或乙烯单体反应后的链段。乙烯链段的存在使共聚物无法结晶，即使乙烯含量很少，也会使聚丙烯的结晶能力**降低。例如含3%乙烯时，聚丙烯的玻璃化温度下降11℃，如果用此种聚丙烯为原料制成薄膜，其使用温度可降低10℃左右。

PP-R的特征是结晶度低、透明性好，较之均聚聚丙烯(PP-H)，在同样的熔体流动速率情况下，PP-R的脆化温度显著降低，冲击强度也有所提高。近年来无规共聚聚丙烯PP-R在热水给水管道上的应用得到认可，并得以大规模推广应用。用PP-R制成的管材料输送70℃的热水，长期内压达到1MPa时，使用寿命可达到50年。同时由于材料的导热系数仅为合金钢管二百分之一，故在输送热水时，保温性能很好，用于热水及采暖系统可显著节能。PP-R管材专用料的著名生产厂商有北欧化工(BOREALIS)、德国赫斯特公司(HOECHST)、奥地利石油公司(PCD)等。

1.1.2聚丙烯的改性

经过改性工艺处理后的聚丙烯纤维，其抗风化抗紫外线能力得到提高。当混凝土结构遭受外力侵蚀时，它依然能够起到二次加强筋的作用，将水泥混凝土肌体紧紧地抱合在一起，抗拒混凝土表面的剥落和蚀洞，**延长了水泥混凝土结构件的使用寿命，减小混凝土的维护成本。

改性聚丙烯纤维的应用领域、使用方法、注意事项与聚丙烯单丝纤维相同，其主要性能参数略高于后者。 

性能参数

1.1.3聚丙烯的应用

1.1.3.1化工制品

1.1.3.2废气净化塔制品

1.1.3.3薄膜制品

1.1.3.4简易水过滤槽

聚丙烯生产工艺主要有溶液法、淤浆法、本体法、气相法和本体-气相法组合工艺5大类。目前世界上比较先进的生产工艺主要是气相法工艺和本体-气相法组合工艺，这些工艺技术都采用本体法、气相法或本体法和气相法的组合工艺生产均聚物和无规共聚物，再串联气相反应器系统(一个或两个) 生产抗冲共聚物。这些工艺技术适应了装置大规模(20万吨/年以上)和操作经济性、产品多样性和高性能的要求，得到了比较广泛的应用。

目前，世界上先进的PP生产工艺主要有Lyondell Basell 公司的Spheripol 工艺、Catalloy工艺和Spherizone工艺， Prime Polymer 公司的Hypol工艺， Borealis公司的Borstar 工艺， Ineos公司的Innovene工艺，Dow公司的Unipol 工艺，NTH公司的Novolen工艺，JPP公司的Horizone工艺以及住友化学公司的Sumitomo工艺等。

对于均聚料，不同工艺技术生产的产品性能及加工应用基本没有差异。抗冲共聚聚丙烯，ABB-Novolen、Dow-Unipol、BP-Innovene气相法生产的抗冲共聚PP产品综合性能好于Basell-Spheripol工艺生产的产品，无论是低熔指还是高熔指产品。无规共聚聚丙烯，Novolen、Dow-Unipol、Basell-Spheripol工艺生产的无规共聚聚丙烯产品的综合性能较好，尤其是透明性好于BP-Innovene产品。Basell-Spheripol工艺生产的BOPP、CPP 、纤维料综合产品性能好于BP-Innovene产品。烯烃新工艺路线的崛起，为中国聚烯烃原料路线朝多元化方向发展奠定了坚实基础，相信终究会形成多种原料路线并举，相互竞争的格局。