基本介紹
- 中文名：丙烯共聚物
- 外文名：Propylene copolymers
- 簡述：以丙烯單體為主的共聚物
- 常聚單體：乙烯、氯乙烯和丙烯酸等
- 主要種類：氯化聚丙烯、接枝聚丙烯等
- 命名：系統命名法
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丙烯—乙烯無規共聚物
隨著共聚方法與條件的不同，丙烯與乙烯的共聚物又有兩大類：無規共聚物和嵌段共聚物，如下表所示。
種 類 | 特 點 | 用途及其他 |
無規共聚物 | 結晶度降低，玻璃化溫度降低，透明、柔軟、光澤良好 | 耐寒性薄膜-低溫熱封性薄膜、透明中空空器 |
有嵌段的無規共聚體 | 性能介於無規與嵌段共聚體之間，透明度、光澤度稍有下降，剛性—衝擊強度的均衡性優於無規共聚物（聚合時間斷加入高濃度乙烯） | 耐寒性薄膜 |
分段嵌段共聚體 | PP部分和PE部分的結晶有所下降 | 未實際套用 |
末端嵌段共聚物 | PP和PE部分不相容，形成各自獨立的相。剛性—耐衝擊性的均衡性良好 | —— |
將丙烯、乙烯混合在一起聚合，其聚合物主鏈中無規則地分布著丙烯和乙烯鏈段，乙烯則起著阻止聚合物結晶作用，當乙烯含量（質量分數）到20%時，結晶便很困難，到30%時就成完全無定形。無規共聚物的特點是結晶度低，透明性好，衝擊強度增大，特徵溫度均有所下降，如熔融溫度、玻璃化轉變溫度、脆化溫度等，其中熔融溫度與乙烯含量的關係如圖所示。
無規共聚物的熔融溫度與乙烯含量的關係
無規共聚物的熔融溫度與乙烯含量的關係丙烯—乙烯嵌段共聚物
這種嵌段共聚物有一定的剛性，衝擊強度也有所提高，但透明性和光澤性都有所降低。
一般的嵌段共聚物中乙烯含量（質量分數）為5%～20%。嵌段共聚物的性能除了乙烯含量有影響外，還受相對分子質量及其分布的影響。
與無規共聚物相比，軟化溫度降低很少，而脆化溫度改進較大。當乙烯含量（質量分數）為10%時，嵌段共聚物的衝擊強度、脆化溫度、彎曲強度與熔體流動速率的關係。
嵌段共聚物與等規PP相比，低溫性能優良，耐衝擊性好；與等規PP和各種熱塑性高聚物的共混物相比，剛性降低不大，脆性得到改善；與HDPE相比，耐熱性高，抗應力開裂性好，表面硬度高，收縮率低，抗蠕變性較好。
丙烯共聚物種類
一、乙烯—丙烯無規共聚物
以丙烯為主加入少量乙烯進行共聚即可製得乙烯—丙烯無規共聚物或乙烯嵌段共聚物。
（1）主要特性 乙烯含量低時，其透明度明顯提高。而隨著乙烯含量的增大，共聚物的剛度和衝擊強度有所提高。
無規共聚物的熔融溫度範圍寬，成型加工性能好；乙烯嵌段共聚物的衝擊強度(特別是低溫衝擊)隨嵌段量的增加而提高，但其成型加工性較差。
（2）成型加工性 與一般聚丙烯相似，可用注塑、擠塑等一般成型加工方法進行加工，但無規共聚物更易於加工，而乙烯嵌段共聚物則較難。在實際套用中，一般是與其它塑膠共混後進行成型加工，以改進其成型加工性或低溫衝擊性。
（3）主要用途 與等規聚丙烯基本相同，只是無規共聚物的透明度和衝擊性能更好，因而更適於製作要求堅固的透明包裝薄膜。
二、接枝聚丙烯
等規或無規聚丙烯在有機過氧化物引發劑存在下與甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、乙酸乙酯、氯乙烯、丁二烯或異戊二烯等接枝共聚而得的產品。接枝單體含量隨共聚壓力、溫度等條件不同而異。
（1）主要特性 聚丙烯進行接枝共聚改性，一般是為提高其拉伸強度、衝擊強度和與其它材料的粘合性及印刷性等。
（2）成型加工性 接枝聚丙烯的成型加工方法與普逼聚丙烯相似，特別適合於塗覆。
（3）主要用途 可用作聚烯烴粘合劑、塗料及防水塗層等，還可代替交聯聚乙烯制管、板和其他結構材料
三、無規聚丙烯
在生產聚丙烯時，總有5%～10%的無規聚丙烯（APP）作為副產品出現，它在室溫下是非結晶的帶粘性的白色至淺黃色蠟狀固體，相對密度0.86，分子量3000～10000（也有>1萬的），不溶於水和低分子量醇、酮而溶於烷烴、芳烴、高級醇和酯類有機溶劑。軟化點90～150℃，脆化溫度-6～-15℃，Tg>-25℃。電性能、化學穩定性與等規聚丙烯相同，但因分子量小，結構不規整，缺乏內聚力，故力學性能、熱性能差，不宜用作塑膠。
APP有較好的粘附性，易與碳酸鈣或其物質結合，因而大量用於分散性較大的炭黑、顏（染）料等配合制聚乙烯、聚丙烯或其他聚合物的色母料，專用母料，APP作為粘附物質起著重要作用。
APP還用作鑄鐵、鑄鋼用沙模的粘附劑，代替石油瀝青作隔音板、防水卷材、管道防腐塗層，路面標記塗料，房屋嵌縫劑、密封劑，做熱熔膠、壓敏膠的組分，也可作紙張、紙塑、紙與其他材料的粘接複合劑，作潤滑脂的增粘劑、潤滑油和油墨添加劑、可剝性防護層等。
四、氯化聚丙烯
聚丙烯無極性基團，故纖維的染色、薄膜和製品的粘合困難，為此，採用氯化聚丙烯以克服上述缺陷，擴大其用途。
氯化聚丙烯根據含氯量可分為兩類。
（1）高氯化聚丙烯，其含氯度為63%～67%，可作氯化橡膠的代用品，油墨和油漆的粘合邢，阻燃物的添加劑。
（2）低氯化聚丙烯，氯化度為20%～40%，主要用於粘合劑、聚丙烯薄膜熱密封的預塗層、聚丙烯用印刷油墨和油漆的載色劑等。氯化度30%時的軟化點最低。
1．氯化聚丙烯的基本特性
（1）氯化聚丙烯的熔點隨氯化度的增加而迅速降低；均相氯化反應和非均相氯化反應的產品其熔點也不同；隨無規物的增加，氯化聚丙烯的熔點相應降低。·
（2）氯化聚丙烯的相對溶解度隨氯化度的提高而變化，均相法產品比非均相法產品易溶解。
（3）氯化度達30%的氯化聚丙烯有晶體結構，氯化度低於30%時難溶於溶劑。室溫下易凝膠，在較高溫度下易被溶解。凝膠溫度與氯化度呈線性關係，但隨氯化度的提高而降低。
（4）氯化聚丙烯對聚丙烯有良好的粘接作用，非均相法氯化聚丙烯有較高的結晶度，粘接性優於均相法而與氯化度影響不大。
2．氯化聚丙烯的套用
（1）用作雙向拉伸等規聚丙烯薄膜的塗層 產品具有良好的防潮性、尺寸穩定性，可代替玻璃紙用於包裝香菸、磁帶、糖果盒等。
（2）用作雙向拉伸等規聚丙烯與紙的粘合劑可提高印刷品的耐用性、防水性和色澤亮度，用作書籍封面、廣告裝璜、高級包裝材料等。
（3）用作雙向拉伸等規聚丙烯薄膜壓敏膠帶的打底層。
（4）用作聚丙烯薄膜印刷油墨的載色劑。
（5）用作聚丙烯注塑製品的塗料，如汽車部件及內裝飾材料、工業和民用設備等的塗料。
（6）用作聚丙烯薄膜和鋁箱的層壓，聚丙烯管接頭的密封劑，聚丙烯纖維的柔軟改性劑，熱合薄膜的粘合劑，聚丙烯包裝物的防滑劑等。
丙烯共聚物材料命名
命名方法
特徵單元1—特徵單元2—特徵單元3—特徵單元4—特徵單元5
（1）特徵單元1：聚丙烯的縮寫代號和聚合物的類型
按照GB1844的規定，聚丙烯的縮寫代號為英文字母PP。
聚合物的類型按規定以代號表示。聚合物類型代號寫在PP後面，中間空一個字的位置。
H——丙烯均聚物；
B——丙烯嵌段廷聚物，含有不多於50%（m/m）的其它烯烴單體（可以是多種），沒有除烯烴以外的其它基團與丙烯共聚；
R——丙烯無規共聚物，含有不多於50%（m/m）的其它烯烴單體（可以是多種），沒有除烯烴以外的其它基團與丙烯共聚；
Q——多種聚合物的共混物，至少含有50%（m/m）的H（丙烯均聚物）、B（丙烯嵌段共聚物）或R（丙烯元規共聚物）。
（2）特徵單元2：材料的主要用途或加工方法、重要性能，添加劑和附加說明
聚丙烯的主要甲途或加工方法在第一位寫出：重要性能、添加劑、顏色和狀態（粒狀或粉狀）在第二位至第五位寫出。按下圖的規定以代號表示
本色（無著色）、粒狀材料不需寫出；有顏色（著色）、粉狀材料則需寫明。
塑膠材料都應具有一般的加工穩定性，因此，只含有必需量加工穩定劑的聚丙烯在命名中不需標明。
特徵單元2 代號（3）特徵單元3：聚合物的等規指數標稱值，熔體流動速率標稱值及其測試條件
在本特徵單元中，聚合物等規指數標稱值的範圍用兩位數字表示（見表3）。熔體流動速率標稱值範圍用一個字母和三個數字表示（見表），寫在等規指數範圍後面。
上述兩項特徵數值，如果落在或接近某檔極限，生產廠應確定該槓料按某檔次命名。如果因生產誤差而造成個別試驗值落在某檔極限或在某檔極限的任何一側，命名下受影響。
對於丙烯嵌段共聚物（B）、丙烯無規共聚物（R）和多種聚合物的共混物（Q），如生產廠不需要測定其等規指數時，則可在命名中略去。
1、等規指數
等規指數按GB 2412進行測定。
等規指數標稱值範圍分為六個檔次，以兩位數字表示，如表1所規定。對丙烯均聚物樹脂，當其等規指數標稱值大於90時，可在命名中省略。
代號 | 範圍 | 代號 | 範圍 |
95 | >90 | 65 | >60～70 |
85 | >80～90 | 55 | >50～60 |
75 | >70～80 | 45 | ≤50 |
2、熔體流動速率
熔體流動速率按GB 3682進行測定。
聚丙烯熔體流動速率的試驗條件及其代號如表4所規定。
代號 | 測量溫度/℃ | 標稱負荷/kg |
M | 230 | 2.16 |
T | 190 | 5.00 |
（4）特徵單元4：填料、增強材料及其標稱含量
在本特徵單元，填料或增強材料的類型用一個字母為代號在第一位寫出：其物理狀態用另一個字母為代號在第二位寫出（見表3），其質量含量用兩位數字為代號在第三位寫出（見表4）。
代號 | 材料（第一位） | 代號 | 狀態（第二位） |
B | 硼 | B | 球狀、珠狀 |
C | 碳 | D | 粉狀 |
G | 玻璃 | F | 纖維狀 |
K | 碳酸鈣 | G | 碎粒狀、碎纖維狀 |
L | 纖維素 | H | 須晶 |
M | 礦物、金屬 | S | 鱗狀、片狀 |
S | 有機合成物 | X | 無說明 |
T | 滑石 | Z | 其他 |
W | 木 |
代號 | 質量含量，%（m/m）（第三位） | 代號 | 質量含量，%（m/m）（第三位） |
05 | <7.5 | 40 | >37.5～42.5 |
10 | >7.5～12.5 | 45 | >42.5～47.5 |
15 | >12.5～17.5 | 50 | >47.5～55 |
20 | >17.5～22.5 | 60 | >55～65 |
25 | <22.5～27.5 | 70 | >65～75 |
30 | >27.5～32.5 | 80 | >75～85 |
35 | >32.5～37.5 | 90 | >85 |
若填料和增強材料為多種材料或多種狀態的混合物，可用”+”將其相應的代號組合。再打上括弧。例如含有25%（25）的玻璃纖維（GF）和10%（10）的礦物粉（MD）的混合物，則可在第一位以（G+M）表示，在第二位以（F+D）表示：第三位以（25+10）表示。
（5）特徵單元5：為了詳細說明問題，可加上此特徵單元作為補充說明
需作補充說明的內容，奉標準不作規定，但套用儘量少的英文字母為代號表示。
（6）在特徵單元之間用連字元（—）分隔，若有一個特徵單元不用，套用兩個連宇符（—）分隔。
命名舉例
1、某丙烯均聚物（H），主要用於擠出扁絲（T），本色（無著色），顆粒狀，等規指數標稱值為96（95），熔體流動速率標稱值為2.5 g/10min（022），試驗條件為230℃，2.16 kg（M）命名為：PPH—T—022
PP——特徵單元1：縮寫代號；H——均聚物；T——特徵單元2：第一位：擠出扁絲；022——特徵單元3：熔體流動速率。
2、某種40%碳酸鈣粉填充（KD40）的丙烯均聚物（H）材料，顆粒狀，已著色（C），具有抗靜電性能（Z），主要用於擠出片材（E），基礎聚合物的等規指數標稱值為96，熔體流動速率標稱值為0.15 g/10min（001），試驗條件為230℃，2.16kg（M）命名為：PPH—EZC—001—KD40
PP——特徵單元1：縮寫代號；H——均聚物；E——特徵單元2：第一位：擠出片狀；Z——特徵單元2：第二位：抗靜電；C——特徵單元2：第三位：已著色；001——特徵單元3：熔體流動速率；K——特徵單元4：第一位：填充碳酸鈣；D——特徵單元4：第二位：粉狀；40——特徵單元4：第三位：質量含量。
