聚丙烯無規共聚物 知識介紹

聚丙烯無規共聚物

聚丙烯無規共聚物也是聚丙烯的一種，它的高分子鏈的基本結構用加入不同種類的單體分于加以改性。乙烯是最常用的單體，它引起聚丙烯物理性質的改變。與PP均聚物相比，無規共聚物改進了光學性能（增加了透明度并減少了濁霧），提高了抗沖擊性能，增加了撓性，降低了熔化溫度，從而也降低了熱熔接溫度；同時在化學穩定性、水蒸汽隔離性能和器官感覺性能（低氣味和味道）方面與均聚物基本相同。

開發了將改進了的透明度和沖擊強度結合起來的PP無規共聚物，應用于吹塑、注塑、薄膜和片材擠壓加工領域，作食品包裝材料、醫藥包裝材料和日常消費品。

化學

PP無規共聚物一般含有 1－ 7％（重量）的乙烯分子及 99— 93％（重量）的丙烯分子。在聚合物鏈上，乙烯分子無規則地插在丙烯分子中間。在這種無規的或統計學共聚物中，大多數（通常 75％）的乙烯是以單分子插入的方式結合進去的，叫做X3基團（三個連續的乙烯［CH2］依次排列在主鏈上），這還可看成是一個乙烯分子插在兩個丙烯分子中間。

另有 25％的乙烯是以多分子插入的方式結合進主鏈的，又叫X5基團，因為有5個連續的亞甲基團（兩個乙烯分子一起插在兩個丙烯分子中間）。很難把X5和更高的基團如X7、X9等加以區分。鑒于此，把XS和更高基團的乙烯含量一起統計為＞X3％。

無規度比值X3／X5可以測定。當X3以上基團的百分比很大時，將顯著降低共聚物的結晶度，這對無規共聚物的最終性能影響很大。共聚物中極高含量的乙烯對聚合物結晶度的影響，類似于高無規聚丙烯含量時的作用。

無規PP共聚物不同于均聚物，因為無規地插入聚合物主鏈中的乙烯分子阻礙了聚合物分子的結晶型排列。共聚物結晶度的降低引起物理性質的改變：無規共聚物與PP均聚物相比剛度降低，抗沖擊性能提高，透明度更好。乙烯共聚物還有較低的熔化溫度，這成了它們在某些方面應用時的優點。

無規共聚物含有較多的可革取物和無規PP，以及乙烯含量高得多的聚合物鏈。這種較高的可革取物含量，視不同的聚合過程，不同程度地存在于所有的商品共聚物材料中，并在滿足聯邦食品管理局（FDA）關于食品接觸的規定上造成困難。

制造方法

乙烯／丙烯無規共聚物是由乙烯分子和丙烯分子同時進行聚合反應而制得的，所用反應器與生產PP均聚物的一樣。乙烯分子比丙烯分子小，反應快于（反應活性約十倍）丙烯。這使催化劑的立體定向性減弱而活性增大，從而導致無規聚丙烯生成量增多。為了減少這種無規物的生成，需要降低反應溫度，從而降低催化劑的活性，并減少最終產物中無規異構體的含量，得到一種具有較均衡性能的產品。

乙烯含量高（＞3％）的無規共聚物在生產過程中處理起來比較困難，也很難在己烷稀釋劑中進行聚合反應，因為反應的二級副產品（無規聚丙烯和含乙烯量很高的共聚物）能溶于己烷。這在液體丙烯的本體聚合反應也是一樣，盡管溶解度較低。己烷稀釋工藝生產出的大量副產品，必須在己烷再循環階段分離出來，這會增加總生產成本，然而卻能得到合少量可溶組分的較清潔的聚合物。 在本體聚合工藝中，這些雜質會留在聚合物中，并在處理薄片狀材料時帶來麻煩。而且，最終共聚產品中含有較多的可溶性雜質。使用有機溶劑進行二次清洗，可除去大部分雜質，但又會提高共聚物的總生產成本。一般地，副產物含量高時，薄片狀無規共聚物會變得較粘，當乙烯含量高于3．5％（重量）時，這個問題更突出。

處理問題增多，以及較低的反應器溫度導致無規共聚物較低的生產速度。而且無規共聚物的生產周期通常很短。這些因素使無規共聚物的總生產成本高于均聚物，對乙烯含量高的無規共聚物更是如此。

共聚物熔點降低和乙烯含量直接相關。據報導，乙烯含量為7％時，共聚物的熔點低達152°F。X3含量對共聚物熔點的影響比兒及更高基因含量的影響更大。它還取決于催化劑本身，及其以X3基團代替以X5基團結合乙烯的能力。

性能

物理性能：一般地說，無規PP共聚物比PP均聚物的撓曲性好而剛性低。它們在溫度降至32°F時，還能保持適中的沖擊強度，而當溫度降至-4°F時，有用性就有限了。共聚物的彎曲模量（ 1％應變時的割線模量）在 483～1034MPa范圍內，而均聚物則在1034～1379MPa范圍內。PP共聚物材料的分子量對剛性的影響不如PP均聚物的大。帶切口的懸臂梁式沖擊強度一般在0．8～1．4英尺·磅／英寸的范圍內。

耐化學性能：無規PP共聚物對酸。堿、醇、低沸點碳氫化合物溶劑及許多有機化學品的作用有很強的抵抗力。室溫下，PP共聚物基本不溶于大多數有機溶劑。而且，當暴露在肥皂、皂堿液。水性試劑和醇類中時，它們不象其它許多聚合物那樣會發生環境應力斷裂損壞。當與某些化學品接觸時，特別是液體烴。氯代有機物和強氧化劑。