聚丙烯(PP)是中空容器常用的材料,其容器耐热性好,可在100℃长期使用,适于热灌装,透明性好、强度高、耐水性好、卫生性能好、成本低。但耐低温性差,在0℃左右即变脆,成型性差,熔体黏度低,型坯抗垂延性差,不适于大型容器的吹塑。
由于PP的加工性能不如PE和PET,阻隔性能不如PE及PVC,因此应用面较小,由于具有耐高温及价格两方面的优势,仍有一定的潜在市场。PP可用挤出吹塑、挤出-拉伸-吹塑、注射吹塑的方法成型,但以挤出拉伸吹塑最为常用。PP经拉伸后,力学性能、韧性、透明性、阻隔性、光泽性都可大幅度提高,瓶壁厚度可减少30%左右,使成本降低1/3。
用于中空容器的PP原料可为均聚和共聚两种,其中挤出吹塑法和挤出拉伸吹塑法可选用熔体流动速率为0.5~1.5g/10min的树脂,注射吹塑法可选用熔体流动速率为2~4g/10min的树脂。
聚丙烯也是常用的注塑材料,主要成型条件:
设定温度温度(℃)
机筒后部160~170
机筒中部200~230
权筒前部180~200
喷嘴170~190
模具40~80
聚丙烯的注射温度的确定与PE相似,考虑到其为结晶聚合物,结晶晶核熔融需要吸收热量,因此注射温度应高于熔点(~170℃),但是聚丙烯长期受热易发生氧化反应,分解温度又较低(300℃),因此温度不应过高,通常选择200~230℃。
模具的温度亦对PP结晶性能有较大影响,模具温度高,结晶度高,刚性高,但收缩率大;反之模具温度低,制品结晶度低,韧性好,收缩率降低。因此一般情况模具温度控制在40~80℃并通水冷却。
此外应注意PP制品存在着后收缩的可能,即制品脱模后仍会继续收缩,致使制品翘曲变形。在生产大面积薄制品中常有此现象出现,在工艺上控制的办法是脱模后在室温下固定一段时间,待其充分冷却定型稳定后,再取走固定件。如在生产周转箱时,北京塑料制品厂中经常采取此办法保证其尺寸稳定性,取得了良好效果。
聚丙烯一般指等规聚丙烯 (IPP)的性能,它有如下一些性能。
(1)PP密度在0.89~0.91g/cm3,是一种无色、无臭、无味、无毒的白色固体颗粒或粉末,是结晶型热塑性塑料。
(2)PP同PE一样,易燃,离火能继续燃烧,有烧滴现象;火焰无烟,呈黄色,有蜡烛油气味,氧指数17.5。
(3)PP熔点170~172℃,可连续在110~120℃下使用。
(4)PP同PE一样,是非极性聚合物,表面能较低为24×10-5N/cm;印刷、涂装或用胶黏剂粘接时,应事先用电晕、砂磨或喷砂等方法处理后,提高到40×10-5N/cm才能有良好的附着力。
(5)PP刚性好,耐磨性好,抗冲强度好;由于流动性好,所以易加工成型。
(6)PP同PE一样,是优良的高阻湿性材料,用于包装干燥食品时有良好保质期;但透气性大,市售的PP中,等规度达95% (即不溶于正庚烷中的PP质量),等规度愈高,结晶度愈高。随结晶度的提高,熔点、密度、耐热性、刚性及屈服强度增加。
(7)同PE相比,若屈服应力相同时,PP结晶度稍低,因而透明性较好,制品收缩率低。PP的冲击强度由等规度、球晶大小、MI和温度来决定,MI是由分子量及分子量分布决定的:MI增大,分子链变短,冲击强度降低,拉伸强度和伸长率降低;分子量分布宽的PP,冲击强度比窄的高,等规度提高,冲击强度降低。PP冲击强度对温度很敏感,其低温脆性大,不能用于0℃以下场合。
(8)PP有良好的耐水、耐化学药品性,也耐酸、耐碱,可用于油性食品及各种化学品的包装容器的生产。PP同PE一样,成型加工方便,可用于挤出、注塑、吹塑、回转成型及电镀等。由于其熔体黏度对温度和剪切速率都较敏感,PP也同LLDPE一样,常采用提高速率,同时提高温度来成型。
氯化聚丙烯 (chlorinatedpolypropylene)是1961年在美国工业化生产的,它同氯化聚乙烯的生产方法相似,是将各类聚丙烯溶于四氯化碳或氯苯中,加入少量引发剂 (如偶氮二异丁腈),在常压和60℃的温度下通入氯气氯化而成。
氯化聚丙烯一般是白色粉末状固体,(聚丙烯的性能可查看http://www.bjslsl.com/blog/?p=667)150℃以下稳定,熔点100~120℃,分解温度180~190℃。氯化聚丙烯含氯量随制备工艺条件而异,最高可达65%,含氯量低于30%的氯化聚丙烯在有机溶剂中的溶解度不好。随含氯量的提高,溶解度也提高,但黏结性下降,凝胶化温度提高。因此,氯化聚丙烯作为聚氨酯干式复合用油墨的黏结料使用时,其最佳的含氯量应在35%~40%。
氯化聚丙烯同古马隆树脂、醇酸树脂、马来酸树脂、煤焦油树脂、石油树脂、酚醛树脂、松脂均有良好相容性,氯化聚丙烯不能溶于醇类和脂肪烃,但易溶于芳烃、酯类、酮类溶剂。
透明聚丙烯是PP的一个重要改性品种,是近几年才开发的。其制造原理是在普通PP树脂中加入山梨醇类的成核剂,从而使其具有较高的透明性。与普通PP相比,透明PP的透明度高(80%以上)、雾度低(10%以下)、耐热性提高、表面光泽度高、耐低温冲击性好(-20℃),但拉伸强度有所下降。
近年来,透明PP的市场在塑料加工厂应用越来越广泛,可以代替PET、PVC、GPPS等树脂,用于医疗器械、透明包装、家庭用品等方面。2005年全球的需求量已经达到了250万吨消费水平,而我国2005年也已达到30万吨的消费水平。
目前透明PP在国内生产量较少,以进口为主。