聚丙烯塑料的研究与应用

聚丙烯塑料的研究与应用

张开玲

湖北枝江

摘要：聚丙烯（PP）是人们日常工作胜过中最常见的塑料，是丙烯最主要的制品之一，具有优异的综合性能，使其在多个领域均有较为广泛的应用，然而聚丙烯塑料自身存在的缺点限制了它的应用范围。本文介绍了聚丙烯塑料的应用及其优缺点，并就聚丙烯本身的缺点进行讨论，研究通过改性的方法改善其物理和化学性能，从而拓宽其应用范围。

关键词：聚丙烯，塑料，应用，改性

聚丙烯塑料的概述

聚丙烯（PP）是一种十分常见的塑料，聚丙烯是由丙烯分子发生聚合而成，在1954年，由意大利著名化学家纳塔发明其制备方法。根据其结构的不同，聚丙烯可分为随机型、等规型和间规聚丙烯型^[1]，作为一种轻质塑料，密度为0.9~0.91g/cm³，并且聚丙烯耐热性能优秀，但是耐低温性能一般，低温环境中聚丙烯容易发生开裂^[2]。

聚丙烯有良好的力学性能、化学稳定性和耐腐蚀性^[3]。除此之外，聚丙烯塑料作为一种综合性能优异的热塑性通用塑料，还具有电绝缘性、耐疲劳性和耐热性等优良性能，这些优异的性能也使得聚丙烯塑料有良好的市场前景^[4]。

1.聚丙烯塑料的应用

市场上，聚丙烯是一类重要的塑料树脂，聚丙烯的塑料制品用量很大，应用范围也很广，一般的日用品和食品级塑料以普通聚丙烯塑料为主，如PP包装盒、PP塑料杯等。特别适用于需要兼顾透明度，柔韧性和机械强度的薄膜和容器的包装行业。

PP注塑：PP注塑主要应用范围为：汽车零配件、小型家电、饰品、玩具等，在韧性和强度作为重要标准的应用中，例如汽车保险杠的制造，开发出了聚丙烯和乙丙橡胶的多相共聚物共混物，性能优异，取代了镀铬金属的聚酯-聚碳酸酯共混物。随着人们生活水平的不断提高，对PP注塑类商品的需求量呈现逐年上升的趋势，总体来看PP注塑制品的应用相对频繁。

PP拉丝：PP拉丝主要用于塑料编织制品，如塑料袋、编织袋、食品包装袋等，其市场需求量也相当巨大，但塑料编织制品的大量使用会带来严重的环境问题，不可降解类塑料编织制品会对自然环境造成相当大的危害。

PP管材：利用PP无毒和耐高温的特性，可加工成管材，用于给排水系统和供热供暖系统。与传统的PE管相比，PP管具有重量轻、环保性能好、可回收利用等优点，使其越来越受到人们的重视。

虽然聚丙烯塑料制品在很多方面有较好的应用，然而聚丙烯自身也存在着许多缺点，如抗蠕变性能差、熔点低、尺寸稳定性差、低温脆性大等，制约了其在工程材料方面的应用^[5]。想要提高聚丙烯的耐热性和冲击强度，拓宽其应用范围，就必须对聚丙烯进行改性。

2. 聚丙烯改性

2.1 聚丙稀改性目的

聚丙烯其自身的脆性温度为-35℃，低温脆性大、不耐老化且膨胀系数大，研究人员发现，通过对聚丙烯进行改性，可以改善或提高聚丙烯塑料的某些性能，使其能够满足更多产业的应用需求，拓展聚丙烯塑料的应用范围。早在20世纪50年代末、60年代初，美国DOW化学公司就已经开始了聚合物的共混改性对高抗冲聚苯乙烯的开发研究。随着科技的不断进步，许多研究者发现通过物理或化学的方法对聚丙稀聚合过程进行作用，从而改变生成的聚丙烯的某些特定的性能，使其达到预期的目标，拓展其应用范围^[6]。聚丙烯改性的研究可分为以下几类：

（1）物理改性：包括填充、共混和增强改性。

（2）化学改性：通过接枝、嵌段、共聚、交联等方法将其他组分引入到聚丙烯分子链中。

（3）其他改性。

2.2 聚丙烯物理改性

（1）填充改性：通常以碳酸钙、高岭土等无机材料和木粉、花生壳等植物材料作为填充改性材料对聚丙烯进行填充改性，研究发现当使用碳酸钙对聚丙烯进行填充改性后，能够明显提高聚丙烯塑料的刚性，强度和韧性，同时可以减少聚丙烯填充系统的生产成本，当使用硅灰石对聚丙烯进行填充改性后，聚丙烯塑料中的很多玻璃纤维会被硅灰石所取代，其强度得到提升，同时使增强塑料的生产成本降低^[7]。

（2）共混改性：以聚丙烯塑料为基体，通过挤出、炼塑等混合方法，将另外一种或几种塑料或弹性体混入聚丙烯基体内，以此改变聚丙烯塑料力学性能，物理性能性能，提高聚丙烯塑料的韧性性能，共混改性简便、有效，适用规模化生产，而在小批量、多品种要求产品生产的生产中并不适用^[8]。

2.3 聚丙烯化学改性

（1）共聚改性：在丙烯分子的聚合阶段，在催化剂的作用下，加入烯烃类单体对其进行化学改性，使烯烃类单体与丙烯分子进行共聚，发现生成的聚丙烯抗冲击性能、透明性和加工流动性等性能得到提高^[9]。

（2）接枝改性：通过将极性支链引入到聚丙烯分子链上，改善聚丙烯本身性能上的缺陷，同时利用支链的特殊性能，给聚丙烯增加很多新的性质，使其性能得到进一步的改善，且工艺较为简单^[10]。

3 结论

聚丙烯塑料具有优异的综合性能，使其在日用品、塑编制品、汽车零配件、食品包装等方面由着广泛的应用，但是聚丙烯塑料自身存在低温脆性、抗蠕变性差等方面的缺点，限制了其应用范围，本文综述了通过改性的方法，可以改善聚丙烯塑料的物理和化学性能，拓宽其应用范围。

参考文献

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