聚丙烯无规共聚物也是
聚丙烯的一种,它的
高分子链的
基本结构用加进不同种类的单体分子加以改性。
乙烯是最常用的单体,它引起聚丙烯
物理性质的改变。与
PP均聚物相比,无规共聚物改进了光学性能(增加了
透明度并减少了浊雾),提高了抗
冲击性能,增加了
挠性,降低了
熔化温度,从而也降低了热熔接温度;同时在
化学稳定性、
水蒸汽隔离性能和器官感觉性能(低气味和味道)方面与均聚物基本相同。应用于
吹塑、注塑、挤塑、薄膜和
片材挤压加工领域,作家用自来水管、
食品包装材料、医药包装材料和日常消费品。
PP无规共聚物一般含有 1- 7%(重量)的
乙烯分子及 99— 93%(重量)的丙烯分子。在聚合物链上,乙烯分子无规则地插在丙烯分子中间。在这种无规的或统计学
共聚物中,大多数(通常 75%)的乙烯是以单分子插进的方式结合进往的,叫做X3基团(三个连续的乙烯[
CH2]依次排列在主链上),这还可看成是一个乙烯分子插在两个丙烯分子中间。
另有 25%的乙烯是以多分子插进的方式结合进主链的,又叫X5基团,由于有5个连续的
亚甲基团(两个乙烯分子一起插在两个丙烯分子中间)。很难把X5和更高的基团如X7、X9等加以区分。鉴于此,把XS和更高基团的
乙烯含量一起统计为>X3%。
无规度比值X3/X5可以测定。当X3以上基团的
百分比很大时,将明显降低共聚物的
结晶度,这对无规共聚物的终极性能影响很大。共聚物中极高含量的乙烯对聚合物结晶度的影响,类似于高
无规聚丙烯含量时的作用。
无规PP共聚物不同于
均聚物,由于无规地插进
聚合物主链中的乙烯分子阻碍了聚合物分子的结晶型排列。共聚物结晶度的降低引起
物理性质的改变:无规共聚物与PP均聚物相比刚度降低,抗冲击性能进步,透明度更好。乙烯共聚物还有较低的
熔化温度,这成了它们在某些方面应用时的优点。
无规共聚物含有较多的可革取物和无规PP,以及乙烯含量高得多的
聚合物链。这种较高的可革取物含量,视不同的聚合过程,不同程度地存在于所有的商品
共聚物材料中,并在满足联邦食品治理局(
FDA)关于食品接触的规定上造成困难。
乙烯/
丙烯无规共聚物是由乙烯分子和丙烯分子同时进行
聚合反应而制得的,所用
反应器与生产PP
均聚物的一样。乙烯分子比丙烯分子小,反应快于(反应活性约十倍)丙烯。这使催化剂的立体定向性减弱而活性增大,从而导致
无规聚丙烯天生量增多。为了减少这种无规物的天生,需要降低反应温度,从而降低催化剂的活性,并减少终极产物中无规异构体的含量,得到一种具有较均衡性能的产品。
乙烯含量高(>3%)的无规
共聚物在
生产过程中处理起来比较困难,也很难在
己烷稀释剂中进行
聚合反应,由于反应的二级副产品(无规聚丙烯和含乙烯量很高的共聚物)能溶于己烷。这在液体丙烯的
本体聚合反应也是一样,尽管
溶解度较低。己烷稀释工艺生产出的大量副产品,必须在己烷再循环阶段分离出来,这会增加总生产本钱,然而却能得到合少量可溶组分的较清洁的聚合物。 在本体
聚合工艺中,这些杂质会留在聚合物中,并在处理薄片状材料时带来麻烦。而且,终极共聚产品中含有较多的可溶性杂质。使用
有机溶剂进行二次清洗,可除往大部分杂质,但又会进步共聚物的总生产本钱。一般地,副产物含量高时,薄片状无规共聚物会变得较粘,当
乙烯含量高于3.5%(重量)时,这个题目更突出。
共聚物熔点降低和乙烯含量直接相关。据报导,乙烯含量为7%时,共聚物的熔点低达152°F。X3含量对共聚物熔点的影响比儿及更高基因含量的影响更大。它还取决于催化剂本身,及其以X3基团代替以X5基团结合乙烯的能力。
物理性能:一般地说,无规PP共聚物比PP
均聚物的挠曲性好而刚性低。它们在温度降至32°F时,还能保持适中的
冲击强度,而当温度降至-4°F时,有用性就有限了。共聚物的
弯曲模量( 1%应变时的
割线模量)在 483~1034MPa范围内,而均聚物则在1034~1379MPa范围内。PP共聚物材料的分子量对刚性的影响
耐
化学性能:无规PP共聚物对酸。碱、醇、低沸点
碳氢化合物溶剂及很多有机化学品的作用有很强的
抵抗力。室温下,PP共聚物基本不溶于大多数有机溶剂。而且,当暴露在肥皂、皂
碱液。水性试剂和醇类中时,它们不象其它很多聚合物那样会发生
环境应力断裂损坏。当与某些化学品接触时,特别是液体烃。氯代
有机物和
强氧化剂,能引起
表面裂纹或
溶胀。非极性化合物一般比极性化合物更轻易为
聚丙烯所吸收。