聚丙烯樹脂為白色蠟狀、無臭、無味、無毒的固體物,它的密度在0.89~0.92g/cm3, 是塑料材料中除聚4-甲基-1-戊烯之外最輕的品種。外觀似聚乙烯,但比聚乙烯更輕、更透明、透氣性也更低。聚丙烯易燃,離火后繼續(xù)燃燒,火焰上端呈黃色,下端藍(lán)色,有少量黑煙,燃燒后熔融滴落,有石油氣味。聚丙烯綜合性能良好,原料來源豐富,生產(chǎn)工藝簡單,而且價(jià)格低廉。
聚丙烯的一般性能如下表所示
數(shù)據(jù)
性能
數(shù)據(jù)
密度/(g/cm3)
吸水率/%
成型收縮率/%
拉伸強(qiáng)度/MPa
斷裂伸長率/%
彎曲強(qiáng)度/MPa
0.89~0.92
0.01
1~2.5
29
200~700
50~58.8
熱變形溫度(1.82MPa)/℃
脆化溫度/℃
線膨脹系數(shù)/×10-5K-1
熱導(dǎo)率/[W/(m·K)]
體積電阻率/(Ω·cm)
介電常數(shù)/106Hz
102
-8~8
6~10
0.24
1019
2.15
續(xù)表
性能
數(shù)據(jù)
性能
數(shù)據(jù)
壓縮強(qiáng)度/MPa
缺口沖擊強(qiáng)度/(kJ/m2)
洛氏硬度/HR
摩擦因數(shù)
磨痕寬度/mm
45
0.5~10
80~110
0.51
10.4
介電損耗角正切值/106Hz
介電強(qiáng)度/(kV/mm)
耐電弧/S
氧指數(shù)
0.0008
24.6
185
18
①力學(xué)性能 聚丙烯與聚乙烯相比,在強(qiáng)度、剛度和硬度等力學(xué)性能方面都比較高,光澤性也好,但在塑料材料中仍屬于偏低的。如果需要高強(qiáng)度的場合,可通過選用 高結(jié)晶聚丙烯或填充、增強(qiáng)聚丙烯等方式實(shí)現(xiàn)。聚丙烯的沖擊強(qiáng)度與相對分子質(zhì)量、結(jié)晶度、結(jié)晶尺寸等因素有關(guān),對溫度的依賴性很大,低溫條件下聚丙烯的沖擊強(qiáng)度較低。聚丙烯還具有優(yōu)良的抗彎曲、抗疲勞性,其制品在常溫下可彎折106次而不損壞。
②電性能 聚丙烯為一種非極性的聚合物,具有優(yōu)異的電絕緣性能。其電性能基本 不受環(huán)境濕度及電場頻率改變的影響,是優(yōu)異的介電材料和電絕緣材料,并可作為高頻 絕緣材料使用。聚丙烯的耐電弧性很好,在130~180s之間,在塑料材料中屬于較高水平。受聚丙烯低溫脆性的影響,其在絕緣領(lǐng)域的應(yīng)用環(huán)境條件遠(yuǎn)不如聚乙烯和聚氯乙烯,主要用于通信電纜的絕緣和電器外殼。
③熱性能 聚丙烯具有良好的耐熱性,可在100℃以上使用,輕載下可達(dá)120℃,無載條件下最高連續(xù)使用溫度可達(dá)120℃,短期使用溫度150℃。聚丙烯的耐沸水、耐蒸汽 性良好,特別適于制備醫(yī)用高壓消毒制品。聚丙烯的熱導(dǎo)率約為0.15~0.24W/(m·K),小于聚乙烯熱導(dǎo)率,是很好的絕熱保溫材料。
④耐化學(xué)藥品性 聚丙烯是非極性結(jié)晶性的烷烴類聚合物,具有良好的耐化學(xué)腐蝕 性。在室溫下不溶于任何溶劑,但可在某些溶劑中發(fā)生溶脹。聚丙烯可耐除強(qiáng)氧化劑、濃硫酸以及濃硝酸等以外的酸、堿、鹽及大多數(shù)有機(jī)溶劑 (如醇、酚、醛、酮及大多 數(shù)羧酸等) 的腐蝕。同時(shí),聚丙烯還具有很好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性,但芳香烴、氯代烴會(huì)使其溶脹,高溫時(shí)更顯著。聚丙烯在高溫下還可溶于四氯化萘、十氫化萘以及 1,2,4-三氯代苯等。
⑤環(huán)境性能 聚丙烯的耐候性差,叔碳原子上的氫易被氧化,對紫外線很敏感,在氧化和紫外線作用下易降解。未加穩(wěn)定劑的聚丙烯,在室內(nèi)放置4個(gè)月性能就急劇變壞,經(jīng)150℃、0.5~3.0h高溫老化或在大氣中12天暴曬就發(fā)脆。因此聚丙烯樹脂中必 須加入抗氧劑和光穩(wěn)定劑。在有銅存在時(shí),聚丙烯的氧化降解速度會(huì)成百倍加快,此時(shí) 需要加入銅類抑制劑,如亞水楊基乙二胺、苯甲酰肼或苯并三唑等。
⑥其他性能 聚丙烯極易燃燒,氧指數(shù)只有18左右。欲提高其阻燃性能,需加入 大量的阻燃劑才有效果,可采用磷系阻燃劑和含氮化合物、氫氧化鋁或氫氧化鎂等并用。
聚丙烯氧氣透過率較大,可用表面涂覆阻隔層或多層共擠改善。
聚丙烯可加入成核劑來提高其透明性。
聚丙烯表面極性低,耐化學(xué)藥品性能好,但印刷、黏結(jié)等二次加工性差??刹捎帽砻嫣幚?、接枝及共混等方法加以改善。