聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物 知識(shí)介紹

聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物

聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物也是聚丙烯的一種，它的高分子鏈的基本結(jié)構(gòu)用加入不同種類的單體分于加以改性。乙烯是最常用的單體，它引起聚丙烯物理性質(zhì)的改變。與PP均聚物相比，無(wú)規(guī)共聚物改進(jìn)了光學(xué)性能（增加了透明度并減少了濁霧），提高了抗沖擊性能，增加了撓性，降低了熔化溫度，從而也降低了熱熔接溫度；同時(shí)在化學(xué)穩(wěn)定性、水蒸汽隔離性能和器官感覺(jué)性能（低氣味和味道）方面與均聚物基本相同。

開(kāi)發(fā)了將改進(jìn)了的透明度和沖擊強(qiáng)度結(jié)合起來(lái)的PP無(wú)規(guī)共聚物，應(yīng)用于吹塑、注塑、薄膜和片材擠壓加工領(lǐng)域，作食品包裝材料、醫(yī)藥包裝材料和日常消費(fèi)品。

化學(xué)

PP無(wú)規(guī)共聚物一般含有 1－ 7％（重量）的乙烯分子及 99— 93％（重量）的丙烯分子。在聚合物鏈上，乙烯分子無(wú)規(guī)則地插在丙烯分子中間。在這種無(wú)規(guī)的或統(tǒng)計(jì)學(xué)共聚物中，大多數(shù)（通常 75％）的乙烯是以單分子插入的方式結(jié)合進(jìn)去的，叫做X3基團(tuán)（三個(gè)連續(xù)的乙烯［CH2］依次排列在主鏈上），這還可看成是一個(gè)乙烯分子插在兩個(gè)丙烯分子中間。

另有 25％的乙烯是以多分子插入的方式結(jié)合進(jìn)主鏈的，又叫X5基團(tuán)，因?yàn)橛?個(gè)連續(xù)的亞甲基團(tuán)（兩個(gè)乙烯分子一起插在兩個(gè)丙烯分子中間）。很難把X5和更高的基團(tuán)如X7、X9等加以區(qū)分。鑒于此，把XS和更高基團(tuán)的乙烯含量一起統(tǒng)計(jì)為＞X3％。

無(wú)規(guī)度比值X3／X5可以測(cè)定。當(dāng)X3以上基團(tuán)的百分比很大時(shí)，將顯著降低共聚物的結(jié)晶度，這對(duì)無(wú)規(guī)共聚物的最終性能影響很大。共聚物中極高含量的乙烯對(duì)聚合物結(jié)晶度的影響，類似于高無(wú)規(guī)聚丙烯含量時(shí)的作用。

無(wú)規(guī)PP共聚物不同于均聚物，因?yàn)闊o(wú)規(guī)地插入聚合物主鏈中的乙烯分子阻礙了聚合物分子的結(jié)晶型排列。共聚物結(jié)晶度的降低引起物理性質(zhì)的改變：無(wú)規(guī)共聚物與PP均聚物相比剛度降低，抗沖擊性能提高，透明度更好。乙烯共聚物還有較低的熔化溫度，這成了它們?cè)谀承┓矫鎽?yīng)用時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。

無(wú)規(guī)共聚物含有較多的可革取物和無(wú)規(guī)PP，以及乙烯含量高得多的聚合物鏈。這種較高的可革取物含量，視不同的聚合過(guò)程，不同程度地存在于所有的商品共聚物材料中，并在滿足聯(lián)邦食品管理局（FDA）關(guān)于食品接觸的規(guī)定上造成困難。

制造方法

乙烯／丙烯無(wú)規(guī)共聚物是由乙烯分子和丙烯分子同時(shí)進(jìn)行聚合反應(yīng)而制得的，所用反應(yīng)器與生產(chǎn)PP均聚物的一樣。乙烯分子比丙烯分子小，反應(yīng)快于（反應(yīng)活性約十倍）丙烯。這使催化劑的立體定向性減弱而活性增大，從而導(dǎo)致無(wú)規(guī)聚丙烯生成量增多。為了減少這種無(wú)規(guī)物的生成，需要降低反應(yīng)溫度，從而降低催化劑的活性，并減少最終產(chǎn)物中無(wú)規(guī)異構(gòu)體的含量，得到一種具有較均衡性能的產(chǎn)品。

乙烯含量高（＞3％）的無(wú)規(guī)共聚物在生產(chǎn)過(guò)程中處理起來(lái)比較困難，也很難在己烷稀釋劑中進(jìn)行聚合反應(yīng)，因?yàn)榉磻?yīng)的二級(jí)副產(chǎn)品（無(wú)規(guī)聚丙烯和含乙烯量很高的共聚物）能溶于己烷。這在液體丙烯的本體聚合反應(yīng)也是一樣，盡管溶解度較低。己烷稀釋工藝生產(chǎn)出的大量副產(chǎn)品，必須在己烷再循環(huán)階段分離出來(lái)，這會(huì)增加總生產(chǎn)成本，然而卻能得到合少量可溶組分的較清潔的聚合物。 在本體聚合工藝中，這些雜質(zhì)會(huì)留在聚合物中，并在處理薄片狀材料時(shí)帶來(lái)麻煩。而且，最終共聚產(chǎn)品中含有較多的可溶性雜質(zhì)。使用有機(jī)溶劑進(jìn)行二次清洗，可除去大部分雜質(zhì)，但又會(huì)提高共聚物的總生產(chǎn)成本。一般地，副產(chǎn)物含量高時(shí)，薄片狀無(wú)規(guī)共聚物會(huì)變得較粘，當(dāng)乙烯含量高于3．5％（重量）時(shí)，這個(gè)問(wèn)題更突出。

處理問(wèn)題增多，以及較低的反應(yīng)器溫度導(dǎo)致無(wú)規(guī)共聚物較低的生產(chǎn)速度。而且無(wú)規(guī)共聚物的生產(chǎn)周期通常很短。這些因素使無(wú)規(guī)共聚物的總生產(chǎn)成本高于均聚物，對(duì)乙烯含量高的無(wú)規(guī)共聚物更是如此。

共聚物熔點(diǎn)降低和乙烯含量直接相關(guān)。據(jù)報(bào)導(dǎo)，乙烯含量為7％時(shí)，共聚物的熔點(diǎn)低達(dá)152°F。X3含量對(duì)共聚物熔點(diǎn)的影響比兒及更高基因含量的影響更大。它還取決于催化劑本身，及其以X3基團(tuán)代替以X5基團(tuán)結(jié)合乙烯的能力。

性能

物理性能：一般地說(shuō)，無(wú)規(guī)PP共聚物比PP均聚物的撓曲性好而剛性低。它們?cè)跍囟冉抵?2°F時(shí)，還能保持適中的沖擊強(qiáng)度，而當(dāng)溫度降至-4°F時(shí)，有用性就有限了。共聚物的彎曲模量（ 1％應(yīng)變時(shí)的割線模量）在 483～1034MPa范圍內(nèi)，而均聚物則在1034～1379MPa范圍內(nèi)。PP共聚物材料的分子量對(duì)剛性的影響不如PP均聚物的大。帶切口的懸臂梁式?jīng)_擊強(qiáng)度一般在0．8～1．4英尺·磅／英寸的范圍內(nèi)。

耐化學(xué)性能：無(wú)規(guī)PP共聚物對(duì)酸。堿、醇、低沸點(diǎn)碳?xì)浠衔锶軇┘霸S多有機(jī)化學(xué)品的作用有很強(qiáng)的抵抗力。室溫下，PP共聚物基本不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。而且，當(dāng)暴露在肥皂、皂堿液。水性試劑和醇類中時(shí)，它們不象其它許多聚合物那樣會(huì)發(fā)生環(huán)境應(yīng)力斷裂損壞。當(dāng)與某些化學(xué)品接觸時(shí)，特別是液體烴。氯代有機(jī)物和強(qiáng)氧化劑。