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PP (聚丙烯) 的性能

PP (聚丙烯) 的性能
PP (聚丙烯) 的性能

中英名称

中文名称

(聚丙烯)[1]

英文名称

Polypropylene

性能特性

(1)物理性能:聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,密度只有0.90~.091g/cm3,是目前所有塑料中最轻的品种之一。

它对水特别稳定,在水中24h的吸水率仅为0.01%,分子量约8~15万之间。成型性好,但因收缩率大,厚壁制品易凹陷。制品表面光泽好,易于着色。

(2)力学性能:聚丙烯的结晶度高,结构规整,因而具有优良的力学性能,其强度和硬度、弹性都比HDPE高,但在室温和低温下,

由于本身的分子结构规整度高,所以冲击强度较差,分子量增加的时候,冲击强度也增大,但成型加工性能变差。PP最突出的性能就是抗弯曲疲劳性,

如用PP注塑一体活动铰链,能承受7×107次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹,干摩擦系数与尼龙相似,但在油润滑下,不如尼龙。

(3)热性能:PP具有良好的耐热性,熔点在164~170℃,制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌,在不受外力的,150℃也不变形。脆化温度为-35℃,在低于-35℃会发生脆化,耐寒性不如聚乙烯。

(4)化学稳定性:聚丙烯的化学稳定性很好,除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外,对其它各种化学试剂都比较稳定,但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使PP软化和溶胀,同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高,所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件,防腐蚀效果良好。

(5)电性能:聚丙烯的高频绝缘性能优良,由于它几乎不吸水,故绝缘性能不受湿度的影响。它有较高的介电系数,且随温度的上升,可以用来制作受热的电气绝缘制品,它的击穿电压也很高,适合用作电气配件等。抗电压、耐电弧性好,但静电度高,与铜接触易老化。(6)耐候性:聚丙烯对紫外线很敏感,加入氧化锌、硫代丙酸二月桂酯、碳黑或类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。

PP聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,密度只有0.90~0.91g/cm3,是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定,在水中24h的吸水率仅为0.01%,分子量约8~15万之间。成型性好,但因收缩率大,厚壁制品易凹陷。制品表面光泽好,易于着色。PP聚丙烯的高频绝缘性能优良,由于它几乎不吸水,故绝缘性能不受湿度的影响。它有较高的介电系数,且随温度的上升,可以用来制作受热的电气绝缘制品,它的击穿电压也很高,适合用作电气配件等。抗电压、耐电弧性好,但静电度高,与铜接触易老化。

玻纤增强改性PP,通常,PP材料的拉伸强度在20M~30MPa之间,弯曲强度在25M~50MPa 之间,弯曲模量在800M~1500MPa之间。如果要想把PP用在工程结构件上,就必须使用玻璃纤维进行增强。

玻纤增强改性PP,通过玻璃纤维增强的PP产品的机械性能能够得到成倍甚至数倍的提高。具体来说,拉伸强度达到了65MPa~90MPa,弯曲强度达到了70MPa~120MPa,弯曲模量达到了3000MPa~4500MPa,这样的机械强度完全可以与ABS及增强ABS产品相媲美,并且更耐热。

玻纤增强改性PP,一般ABS和增强ABS的耐热温度在80℃~98℃之间,而玻璃纤维增强的PP材料的耐热温度可以达到135℃~145℃。它可以被用来制作冰箱、空调等制冷机器中的轴流风扇和贯流风扇。此外,它也可以用于制造高转速洗衣机的内桶、波轮、皮带轮以适应其对机械性能的高要求,用于电饭煲底座和提手、电子微波烤炉等对耐温要求较高的场所

成型性能

⒈结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解.

⒉流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形.

⒊冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低方向方向性明显.低温高压时尤其明显,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,留痕,90度以上易发生翘曲变形

⒋塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中.

特定条件下容易分解

常见制品:盆、桶、家具、薄膜、编织袋、瓶盖、汽车保险杠等。

聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。PP粒料为本色、圆柱状颗粒,颗粒光洁,粒子的尺寸在任意方向上为2mm~5mm,无臭无毒,无机械杂质。该品以高纯度丙烯为主要原料,乙烯为共聚单体,采用高活性催化剂在62℃~80℃及低于4.0MPa的压力下经气相反应生产聚丙烯粉料,再经干燥、混炼、挤压、造粒、筛分、均化成聚丙烯颗粒。密度为0.90 g/cm3~0.91g/cm3,是通用塑料中最轻的一种。聚丙烯树脂具有优良的机械性能和耐热性能,使用温度范围

-30℃~140℃。同时具有优良的电绝缘性能和化学稳定性,几乎不吸水,与绝大多数化学品接触不发生作用。该品耐腐蚀,抗张强度30MPa,强度、刚性和透明性都比聚乙烯好;缺点是耐低温冲击性差,较易老化,但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。与发烟硫酸、发烟硝酸、铬酸溶液、卤素、苯、四氯化碳、氯仿等接触有腐蚀作用。可用作工程塑料,适用于制电视机、收音机外壳、电器绝缘材料、防腐管道、板材、贮槽等,也用于生产扁丝、纤维、包装薄膜等。

物质特性

PP 聚丙烯化学和物理特性PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆,因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度(100C)、低透明度、低光泽度、低刚性,但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。

PP不存在环境应力开裂问题。通常,采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料,共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶,PP的收缩率相当高,一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而,它对芳香烃(如苯)溶剂、氯化烃(四氯化碳)溶剂等没有抵抗力。

实际应用

标签印刷

PP是近年来发展迅速的一种环保标签材料。PP印刷性不好,早期主要用于胶带类产品如封箱胶带、文具胶带、上光膜等等,随着技术的发展和环保的要求,用压延和发泡工艺制成的PP合成纸标签材料应运而生,在进行表面处理后,PP合成纸的印刷适应性大大提升,广泛应用在日用化妆品、洗发水,超市冷冻标签、电器标签等方面。PP合成纸中的超透膜已成为大多数化妆品、洗发水标签的理想材料,这种超透明环保标签在欧洲被称为“UNLO OK LABEL”(也就是看不见的标签)。

汽车工业

(主要使用含金属添加剂的PP:挡泥板、通风管、风扇等),器械(洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等),日用消费品(草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等)。

注塑模工艺条件:

干燥处理

如果储存适当则不需要干燥处理。

熔化温度

220~275℃,注意不要超过275℃。

模具温度

注射速度

通常,使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷,那么应使用较高温度下的低速注塑。

流道和浇口

对于冷流道,典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm,但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口,最小的浇口深度应为壁厚的一半;最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。

简易识别

密度

密度为0.91 g/cm3~0.96g/cm3。

可燃性

容易熔融滴落,火焰上黄下蓝,离火继续燃烧,燃烧后散发出石油味。

可溶性

可溶于对二甲苯,不溶于丙酮和乙醚。

概念释义

比重

0.9-0.91克/立方厘米成型收缩率

⒈0-2.5%

成型温度

160-220℃

PP塑料,化学名称:聚丙烯英文名称:Polypropylene(简称PP)比重:0.9-0.91克/立方厘米成型收缩率:1.0-2.5% 成型温度:160-220℃。

成分结构

PP为结晶型高聚物,常用塑料中PP最轻,密度仅为0.91g/cm3(比水小)。通用塑料中,PP 的耐热性最好,其热变形温度为80-100℃,能在沸水中煮。

PP有良好的耐应力开裂性,有很高的弯曲疲劳寿命,俗称“百折胶”。PP的综合性能优于PE料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。

PP的缺点:尺寸精度低、刚性不足、耐候性差,它具有后收缩现象,脱模后,易老化、变脆、易变形。

日常生活中,常用的保鲜盒就是由PP材料制成。

成型特性

1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解.

2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形.

3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接

不良,流痕,90度以上易发生翘曲变形

4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中.

工艺特点

PP在熔融温度下有较好的流动性,成型性能好,PP在加工上有两个特点:其一:PP 熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降(受温度影响较小);

其二:分子取向程度高而呈现较大的收缩率。

PP的加工温度在200-300℃左右较好,它有良好的热稳定性(分解温度为310℃),但高温下(270-300℃),长时间停留在炮筒中会有降解的可能。

因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低,所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性,改善收缩变形和凹陷。模温宜控制在30-50℃范围内。

PP熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。PP在熔化过程中,要吸收大量的熔解热(比热较大),产品出模后比较烫。PP料加工时不需干燥,PP的收缩率和结晶度比PE低。

性能概述

1、密度

PP是所有合成树脂中密度最小的,仅为0.90~0.91g/cm3,是PVC密度的60%左右。这意味着用同样重量的原料可以生产出数量更多同体积的产品。

2、力学性能

PP的拉伸强度和刚性都比较好,但冲击强度较差,特别是低温时耐冲击性差。此外,如果制品成型时存在取向或应力,冲击强度也会显著降低。

虽然抗冲击强度差,但经过填充或增强等改性后,其机械性能在许多领域可与成本较高的工程塑料相竞争。

3、表面硬度

PP的表面硬度在五类通用塑料中属低等,仅比PE好一些。当结晶度较高时,硬度也相应增加一些,但仍不及PVC、PS、ABS等。

4、热性质

在五大通用塑料中,PP的耐热性是最好的。PP塑料制品可在100℃下长时间工作,在无外力作用时,PP制品被加热至150℃时也不会变形。

在使用成核剂改善PP的结晶状态后,其耐热性还可进一步提高,甚至可以用于制作在微波炉中加热食品的器皿。

5、耐应力开裂性

成型制品中残留有应力,或者制品长时间在持续应力下工作,会造成应力开裂现象。有机溶剂和表面活性剂会显著促进应力开裂。

因此应力开裂试验均在表面活性剂存在下进行。常用的助剂为烷基芳基聚乙二醇。

试验表明PP在表面活性剂浸泡时的耐应力开裂性能和在空气中一样,有良好的抵抗能力,而且PP的熔体流动速率越小(分子量越大),耐应力开裂性越强。

6、化学稳定性

PP的化学稳定性优异,对大多数酸、碱、盐、氧化剂都显惰性。

例如在100℃的浓磷酸、盐酸、40%硫酸及其它们的盐类溶液中都是稳定的,只有少数强氧化剂如发烟硫酸等才可能使其出现变化。

PP是非极性化合物,对极性溶剂十分稳定,如醇、酚、醛、酮和大多数羧酸都不会使其溶胀,但在部分非极性有机溶剂中容易溶解或溶胀。

7、气密性(气体阻隔性)

PP对氧气、二氧化碳和水蒸汽都有一定的透过性,比起尼龙(PA)和聚酯(PET)都有明显差距,对于高阻隔性塑料,如PVDC、EVOH等就差得更多了。

但与其它非塑料材料相比其气密性还是相当好的。通过添加阻隔性材料或在表面涂敷阻隔性塑料,可以大大提高其气密性。

8、老化性能

PP分子中存在叔碳原子,在光和热的作用下极易断裂降解。

未加稳定剂的PP在150℃下被加热半小时以上,或在阳光充足的地方曝晒12天就会明显变

脆。

未加稳定剂的PP粉料在室内避光放置4个月也会严重降解,散发出明显的酸味。

在PP粉料造粒之前加入0.2%以上的抗氧剂可以有效地防止PP在加工和使用过程中的降解老化。

抗氧剂分为游离基链反应终止剂(也称主抗氧剂)和过氧化物分解剂(也称辅抗氧剂)两大类,主、辅两类抗氧剂的合理配合,将会发挥良好的协同效果。

目前推荐使用的B215抗氧剂就是主抗氧剂1010(酚类)和辅抗氧剂168(亚磷酸酯)按1:2的比例复配而成的。

为防止光老化需要在PP中加入紫外线吸收剂,它可将波长290~400nm的紫外线吸收激化转化为没有破坏性的较长波长的光线。

对于埋在土壤中或在室内避光使用的PP塑料制品仅加入主辅抗氧剂即可,无须加入紫外线吸收剂。

9、电性能

PP属于非极性聚合物,具有良好的电绝缘性,且PP吸水性极低,电绝缘性不会受到湿度的影响。PP的介电常数、介质损耗因数都很小,不受频率及温度的影响。

PP的介电强度很高,且随温度上升而增大。这些都是在湿、热环境下对电气绝缘材料有利的。另一方面PP的表面电阻很高,在一些场合使用必须先进行抗静电处理。

10、加工性能良好

PP属于结晶型聚合物,不到一定温度其颗粒不会熔融,不像PE或PVC那样在加热过程中随着温度提高而软化。

一旦达到某一温度,PP颗粒迅速融化,在几度范围内就可全部转化为熔融状态。

PP的熔体粘度比较低,因此成型加工流动性良好,特别是当熔体流动速率较高时熔体粘度更小,适合于大型薄壁制品注塑成型,例如洗衣机内桶。

PP在离开口模后,如果是在空气中缓慢冷却,就会生成较大的晶粒,制品透明度低。

果是在水中急冷(如下吹水冷法制薄膜),PP的分子运动被急速冷冻,不能生成晶体,此时的薄膜就是完全透明的。PP的成型收缩率是比较大的,达到2%以上,

远远大于ABS塑料(0.5%)。PP的成型收缩率可以随着添加其它的材料的种类及多少有所变化,这在制作具有配合尺寸的注塑制品时需认真加以考虑。

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