聚丙烯（PP）
表1：PP基本屬性
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中文名 |
聚丙烯 |
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英文名 |
polypropylene |
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產品特性 |
良好的流動性、化學穩定性、耐熱性、電絕緣性 |
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適用范圍 |
家電、汽車零配件、食品包裝、玩具及民生用品 |
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CAS編號 |
9003-07-0 |
發展歷史
通用塑料中，聚丙烯（PP）發展歷史雖短，卻是發展最快的一種。與其他通用塑料相比，PP具有較好的綜合性能，例如：相對密度小，有較好的耐熱性能，維卡軟化點高于HDPE和ABS，加工性能優良：機械性能如拉伸強度和彈性模量均較高，剛性和耐磨都叫優異；具有較小的介電率，電絕緣性良好，耐應力開裂及耐化學藥品性能較佳等。
材料分類
均聚聚丙烯（PP-H）
由單一的丙烯單體聚合而成，分子鏈中不含乙烯單體，因此分子鏈的規整度很高，結晶度高、沖擊性能較差。為改善PP-H的較脆的問題，部分原料供應商也采用聚乙烯及乙丙膠共混改性的方法來提高材料的韌性，但卻不能從本質上解決PP-H的長期耐熱穩定性能。
無規共聚聚丙烯（PP-R）
由丙烯單體和少量的乙烯（1-4%）單體在加熱、加壓和催化劑作用下共聚得到的，乙烯單體無規、隨機地分布到丙烯的長鏈中。乙烯的無規加入降低了聚合物的結晶度和熔點、改善了材料的沖擊、長期耐靜水壓、長期耐熱氧老化及管材加工成型等方面的性能。PP-R分子鏈結構、乙烯單體含量等指標對材料的長期熱穩定性、力學性能及加工性能都有著直接的影響。
嵌段（耐沖擊）共聚聚丙烯（PP-B）
乙烯含量較高，一般為7～15%，但由于PP-B中兩個乙烯單體及三個單體連接在一起的概率非常高，因此說明由于乙烯單體僅存在嵌段相中，并未將PP-H的規整度降低，因而達不到改善PP-H熔點、長期耐靜水壓、長期耐熱氧老化及管材加工成型等方面的性能的目的。
圖：PP原料粒子
合成工藝
溶液法
溶液法是早期采用的方法。丙烯在160-170℃的溫度和2.8～7.0Mpa的壓力下進行聚合，所得到的PP溶解到溶劑中。這種方法可以迅速測定其聚合物粘度，易于控制分子量和分子量分布，但所生成的樹脂分子量低，特別是工藝流程長，無規物多達20%～30%，生產成本極高。
漿液法
早期的漿液法是采用常規催化劑。用溶劑作催化劑，將丙烯和催化劑加入到幾個串聯的反應器中。在50～80℃、1～2Mpa下進行聚合，生成的聚合物成粉粒狀懸浮在稀釋劑中。反應結束后的漿液，經閃蒸脫除為反應的單體、脫除催化劑殘渣和脫除無規物等工序，然后經干燥造粒得到成品。漿液法因其生產過程復雜、經濟效益差、產品用途不廣而不再發展。
液相本體法
是將催化劑直接分散在液相丙烯中，進行丙烯液相本體聚合反應。以催化劑為中心的PP末在液相丙烯中不斷生長，懸浮在液相丙烯中，隨催化劑停留時間增加，PP顆粒在液相丙烯中濃度增加。PP顆粒隨液相丙烯從反應器中不斷流出，經閃蒸回收未聚合的丙烯單體，得到PP粉末產品。該工藝聚合反應熱由夾套冷卻水撤出。該工藝流程短，設備少，投資省，經濟效益顯著，且基本消除三廢。
氣相本體法法
是將催化劑直接分散在氣相丙烯中，進行丙烯氣相聚合反應。該工藝聚合反應熱由反應器中丙烯的汽化而散發。未反應的氣相丙烯經冷凝、壓縮后再回到反應器中使用。氣相本體聚合法傳熱情況良好、反應溫度均勻、設備生產能力高。但操作技術要求高，循環丙烯所消耗動力大。
