聚丙烯，是丙烯通過加聚反應(yīng)而成的聚合物。系白色蠟狀材料，外觀透明而輕?；瘜W(xué)式為(C3H6)n，密度為0.89～0.91g/cm3，易燃，熔點165℃，在155℃左右軟化，使用溫度范圍為-30～140℃。在80℃以下能耐酸、堿、鹽液及多種有機(jī)溶劑的腐蝕，能在高溫和氧化作用下分解。聚丙烯廣泛應(yīng)用于服裝、毛毯等纖維制品、醫(yī)療器械、汽車、自行車、零件、輸送管道、化工容器等生產(chǎn)，也用于食品、藥品包裝。

　　聚丙烯簡稱PP，是一種無色、無臭、無毒、半透明固體物質(zhì)。聚丙烯是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹脂，為無色半透明的熱塑性輕質(zhì)通用塑料。具有耐化學(xué)性、耐熱性、電絕緣性、高強(qiáng)度機(jī)械性能和良好的高耐磨加工性能等，這使得聚丙烯自問世以來，便迅速在機(jī)械、汽車、電子電器、建筑、紡織、包裝、農(nóng)林漁業(yè)和食品工業(yè)等眾多領(lǐng)域得到廣泛的開發(fā)應(yīng)用。近年來，隨著我國包裝、電子、汽車等工業(yè)的快速發(fā)展，極大地促進(jìn)了我國工業(yè)的發(fā)展。而且因為其具有可塑性，聚丙烯材料正逐步替代木制產(chǎn)品，高強(qiáng)度韌性和高耐磨性能已逐步取代金屬的機(jī)械功能。 另外聚丙烯具有良好的接枝和復(fù)合功能，在混凝土、紡織、包裝和農(nóng)林漁業(yè)方面具有巨大的應(yīng)用空間。

　　針對聚丙烯在低溫下的抗沖擊性能差、耐候性不佳、表面裝飾性差以及在電、磁、光、熱、燃燒等方面的功能性與實際需要的差距，對聚丙烯加以改性，成為當(dāng)前塑料加工發(fā)展最為活躍的，取得成果最為豐盛的領(lǐng)域。

　　PP化學(xué)改性

　　通過共聚改性、交聯(lián)改性、接枝改性、添加成核劑等使聚丙烯高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)或晶體構(gòu)型發(fā)生改變而提高其機(jī)械性能、耐熱性、耐老化性等性能，提升其綜合性能、擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。

（1）共聚改性

　　共聚改性是采用茂金屬等催化劑在丙烯單體合成階段進(jìn)行的改性。當(dāng)單體聚合時，加入的烯烴類單體與之進(jìn)行共聚，聚合得到無規(guī)共聚物、嵌段共聚物和交替共聚物等，均聚PP的機(jī)械性能、透明性和加工流動性都得以提升。茂金屬催化劑形成的絡(luò)合物是以不規(guī)則形狀受到一定限制的過渡狀態(tài)作為單一活性中心，達(dá)到精確控制相對分子質(zhì)量及其分布、共聚單體含量、主鏈上的分布和高聚物晶型結(jié)構(gòu)。

（2）接枝改性

　　PP(聚丙烯)樹脂分子呈非極性結(jié)晶型線型結(jié)構(gòu)，表面活性低，無極性。存在表面印刷性不良;涂布粘接不良;與極性高聚物難以共混;與極性增強(qiáng)纖維、填料難以相容的缺點。接枝改性是向其大分子鏈上引入極性基團(tuán)，實現(xiàn)改善PP的共混性、相容性和粘結(jié)性，達(dá)到克服難共混、難相容與難粘接的缺點。在引發(fā)劑作用下，熔融混煉時接技單體進(jìn)行接技反應(yīng)，引發(fā)劑在加熱熔融受熱時分解產(chǎn)生活性游離基，當(dāng)活性游離基遇到不飽和羧酸單體時，促使不飽和羧酸單體不穩(wěn)定鍵打開后與PP活性游離基反應(yīng)形成接技游離基，隨后通過分子鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)而終止。PP常見的接枝改性方法有：熔融法、溶液法、固相法、懸浮法等。接枝改性后的PP分子鏈中氫原子被取代而呈現(xiàn)較強(qiáng)極性，這些極性基團(tuán)使得PP相容性增強(qiáng)，耐熱性、機(jī)械性能大幅提升。

（3）交聯(lián)改性

　　交聯(lián)改性主要是把線型或者是枝狀的聚合物通過交聯(lián)的方法改性成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物。PP(聚丙烯)交聯(lián)改性可以使其力學(xué)性能、耐熱性以及形態(tài)穩(wěn)定性得到改善，成型周期縮短。聚丙烯交聯(lián)改性主要方法有化學(xué)交聯(lián)改性、輻射交聯(lián)改性，它們主要區(qū)別在于交聯(lián)機(jī)理不同、活性源不同;化學(xué)交聯(lián)改性是通過添加交聯(lián)助劑來實現(xiàn)聚丙烯改性，輻射交聯(lián)改性主要是通過強(qiáng)輻射或強(qiáng)光來實現(xiàn)，由于輻射交聯(lián)改性對PP厚度要求使得該法普及困難。目前硅烷接枝交聯(lián)法由于其能夠制備出性能優(yōu)良的材料而發(fā)展迅速，硅烷接枝交聯(lián)法生產(chǎn)的PP強(qiáng)度高、耐熱性好、熔體強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、耐腐蝕性能好。

　　PP物理改性

　　在混合、混煉過程中向PP(聚丙烯)基體中添加有機(jī)或無機(jī)助劑等得到性能優(yōu)異的PP復(fù)合材料，主要包括：填充改性、共混改性等。

（1）填充改性

　　在PP成型過程中，將硅酸鹽、碳酸鈣、二氧化硅、纖維素、玻璃纖維等填料填充于聚合物中，達(dá)到PP耐熱性提高、成本降低、剛性提高、成型收縮率降低等，但PP沖擊強(qiáng)度、伸長率也會隨之降低。玻璃纖維作為一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬晶須，價格低、絕緣好、耐熱強(qiáng)、抗腐好，機(jī)械強(qiáng)度高，應(yīng)用比較普遍，經(jīng)玻璃纖維填充改性的PP性能得到明顯的改善，但是玻纖添加量達(dá)到30%左右時，材料的機(jī)械性能才能有明顯的提高;添加量過大時會導(dǎo)致部分玻璃纖維得不到充分浸漬，使聚合物基體與玻璃纖維界面的結(jié)合性能變差，導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度下降，并且隨著玻璃纖維添加量的增加復(fù)合材料的流動性能降低，導(dǎo)致PP成型加工工藝性能困難。

（2）共混改性

　　將PP(聚丙烯)與聚乙烯、工程塑料、熱塑性彈性體或橡膠等共混，達(dá)到提升PP性能的改性方法。共混改性是在密煉機(jī)、開煉機(jī)、擠出機(jī)等加工設(shè)備中完成，工藝過程易調(diào)控，生產(chǎn)周期短、耗資少，可改進(jìn)PP的著色性、加工性、抗靜電性、耐沖擊性等多種性能。聚合物共混可以綜合各組分的突出性能，彌補各組分性能上的不足，共混物綜合性能明顯提升，但共混改性PP的耐低溫性、耐老化性仍然不甚理想。共混改性時，剪切力可能導(dǎo)致一部分大分子鏈被切斷形成自由基并形成接枝或嵌段共聚物，這些新的共聚物也可以有效的對PP起到增容作用。

　　PP改性技術(shù)使得復(fù)合材料機(jī)械性能得到成倍的提升，極大的拓展了PP應(yīng)用領(lǐng)域，提高了制品的性價比，推動了PP的工程化進(jìn)程，也使得PP從通用塑料拓展應(yīng)用于工程塑料領(lǐng)域，大大拓寬了它的應(yīng)用范圍。近年，PP改性技術(shù)的研究發(fā)展迅速，越來越多新型技術(shù)應(yīng)用于PP改性，PP綜合性能提升明顯、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，發(fā)展前景十分廣闊。

（3）增強(qiáng)改性

　　纖維狀材料加入到塑料中，可以顯著提高塑料材料的強(qiáng)度，故稱之為增強(qiáng)改性。大徑厚比的材料可以顯著提高塑料材料的彎曲模量(剛性)，也可以將其稱之為增強(qiáng)改性。

　　PP(聚丙烯)的增強(qiáng)改性中應(yīng)用的增強(qiáng)材料主要是玻璃纖維及其制品，此外還有碳纖維、有機(jī)纖維、硼纖維、晶須等。玻璃纖維增強(qiáng)PP中，用得較多的玻璃纖維為無堿玻璃纖維和中堿玻璃纖維，其中無堿玻璃纖維的用量最大。玻纖的直徑控制在6～15μm范圍內(nèi)，玻纖的長度必須保證在0.25～0.76mm，這樣既能夠保證制品性能，又能使玻纖分散良好。一般認(rèn)為制品中的玻纖長度大于0.2 mm時才有改性效果。玻纖含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在10%～30%為佳，超過40%時性能下降。另外，添加有機(jī)硅烷類偶聯(lián)劑能使玻璃纖維和PP兩者形成良好界面，提高復(fù)合體系的彎曲模量、硬度、負(fù)荷變形溫度，特別是尺寸穩(wěn)定性。

　　由于玻纖增強(qiáng)PP可以提高機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性，且玻纖增強(qiáng)PP的耐水蒸汽性、耐化學(xué)腐蝕性和耐蠕變性都很好，在許多場合可以作為工程塑料使用，如風(fēng)扇葉片、暖風(fēng)機(jī)格柵、葉輪泵、燈罩、電爐和加熱器外殼等等。

　　聚丙烯在生產(chǎn)數(shù)量迅速發(fā)展的同時，也在性能上不斷出新，使其應(yīng)用的廣度和深度不斷變化，近年來或者通過在聚合反應(yīng)時加以改進(jìn)，或者在聚合后造粒時采取措施，有一些更具獨特性能的聚丙烯新的品種問世，如透明聚丙烯、高熔體強(qiáng)度聚丙烯等。

　　透明改性

　　PP(聚丙烯)的結(jié)晶是造成不透明的主要原因，利用急冷凍結(jié)PP的結(jié)晶趨向，可以得到透明的薄膜，但有一定壁厚的制品，因熱傳導(dǎo)需要時間，芯層不可能迅速被冷卻凍結(jié)，因此對于有一定厚度的制品不能指望用急冷的辦法提高透明度，必須從PP的結(jié)晶規(guī)律和影響因素入手。

　　經(jīng)一定技術(shù)手段得到的改性PP，可具有優(yōu)良的透明性和表面光澤度，甚至可以和典型的透明塑料(如PET、PVC、PS等)相媲美。透明PP更為優(yōu)越的是熱變形溫度高，一般可高于110℃，有的甚至可達(dá)135℃，而上述三種透明塑料的熱變形溫度都低于90℃。由于透明PP的性能優(yōu)勢明顯，近年來在全球都得以迅速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域從家庭日用品到醫(yī)療器械，從包裝用品到耐熱器皿(微波爐加熱用)，都在大量使用。

　　PP的透明性提高可通過以下三種途徑：

　　(1)采用茂金屬催化劑聚合出具有透明性的PP;

　　(2)通過無規(guī)共聚得到透明性PP;

　　(3)在普通聚丙烯中加入透明改性劑(主要是成核劑)提高其透明性。

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