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可热封PP--1955 年,意大利科学家纳塔发明了改进的齐格勒催化剂(即齐格勒—纳塔催化剂),成功地将丙烯聚合成等规聚丙烯(简称聚丙烯,PP),并于1957 年在意大利实现了工业化生产。PP发展速度较快的原因主要是丙烯来源丰富,价格低廉,合成工艺较简单,合成的PP具有较好的综合性能。与HDPE相比,PP不但有较高的拉伸强度、刚度、硬度、耐应力开裂性和耐热性,而且有**的延伸性和抗弯曲疲劳性,成型加工性能也较为优良。同时,通过改性后PP可用于工程领域,显示了较大的发展潜力。
可热封PP--聚丙烯的化学结构
PP是线型碳氢聚合物,在物理性能、化学性能、电性能和卫生性等方面与PE相似。但由于PP分子主链碳原子上交替存在甲基,在一些方面与PE的性能又有很大差别。例如,甲基的存在使PP主链稍微僵硬一些,分子的对称性亦降低,前者的效应使其结晶熔融温度升高,后者的效应又使熔融温度降低,但由于使用齐格勒-纳塔催化剂可制得高度规整性的PP,因而二者的净效应使PP的熔点比HDPE提高了约40℃。同时,力学性能也有所提高。
按大分子链上甲基的空间排列方式不同,PP可分为等规、间规和无规三种立体结构。等规PP的甲基全部排列在大分子链的一侧,由于位阻效应,这样的分子不能像PE分子那样呈平面锯齿形排列,而是呈三个结构单元为一周期的螺旋形构象。主链上的甲基排列在主链构成的平面的一侧,称为全同立构PP,即等规PP;若甲基交替排列在由主链构成的平面两侧,具有间同立构的PP则称为间规PP。当甲基在主链构成的平面两侧不规则排列时为无规立构,称为无规PP。
由于等规PP分子链具有高度的立构规整性,很容易结晶,因而具有较高的力学强度,是目前工业生产的主要品种,产量占PP总产量的95%左右;但随着茂金属催化剂在PP合成中的应用,间规PP的生产技术已取得一定突破,产品已获得不同程度的开发和应用;无规PP为无定形聚合物,是生产等规PP时的副产物,作为塑料的应用价值不大,在20世纪80 年代开发作为填充母料的载体树脂收到较好效果。
可热封PP--聚丙烯的结晶性
PP 具有很强的结晶能力,结晶速率和结晶度与等规度和相对分子质量有关。PP的等规度越高结晶速率越大,结晶度越高;相对分子质量越大,大分子链扩散越困难,结晶速率减小,结晶度趋低。通常PP的结晶度为70%左右。PP的结晶度提高,拉伸强度、刚度、硬度、熔点也随之提高。在成型加工中,PP的结晶度和结晶形态取决于熔体的冷却速率。从熔融状态冷却所形成的晶体,一般都具有球晶结构。冷却速率慢,结晶温度高,结晶速率大,结晶度高,易于形成较大尺寸的球晶;相反则结晶度低,形成的球晶尺寸较小。大球晶使制品的刚性和耐热性提高,但冲击强度降低;小球晶使制品具有较好的透明性和柔韧性。
由于PP的Tg 低于室温,制品在室温下往往可继续结晶,造成制品后收缩,这种现象称为后期结晶,它在成型加工后的24h内可大部分完成。
可热封PP--聚丙烯的性能
PP树脂大多为乳白色粒状物,无味、无臭,外观与HDPE相似,但比HDPE密度低、透明性好,密度为0.89~0.91g/cm3,是常用树脂中较轻的一种。力学性能:PP 具有良好的综合力学性能,力学性能的高低与相对分子质量、等规度和结晶度有密切关系,并受环境温度的影响。PP的屈服强度与等规度有很大关系,等规度增加时,屈服强度明显增加,等规度相同时,MFR越大,屈服强度越高。这是因为MFR大的树脂相对分子质量较低,易于结晶,结晶度提高,屈服强度增大。拉伸强度和伸长率变化恰好相反,当MFR较大时,由于相对分子质量较低,拉伸时尚未伸展定向就会发生破坏,拉伸强度和伸长率均较低;当MFR较小时,由于拉伸过程中产生定向作用,伸长率可达900%,拉伸强度也较高。PP的拉伸强度**PE、聚苯乙烯和ABS树脂,并且受温度影响较小,即使在100℃时仍能保留常温时拉伸强度的1/2。PP在室温以上有较好的抗冲击性能,由于它本身分子结构的规整度很高,低温冲击强度较PE低,而且对缺口较敏感。、除环境温度外,PP冲击强度还与等规度、相对分子质量、成型加工条件有关。
PP的刚性和硬度比PE高,二者均随等规度和MFR的增加而增大。在同一等规度时,MFR大的PP 表现出高的刚性和硬度。这是由于相对分子质量降低、结晶度增加的结果。优良的耐弯曲疲劳性是PP的一个特殊力学性能。把PP薄片直接弯曲成铰链或注射成型的铰链,能经受几十万次的弯曲而不损坏。PP的这一特性使它适合于制造文件夹、盖体合一的容器等。与HDPE相比,PP有良好的耐环境应力开裂性,它的相对分子质量越大,耐环境应力开裂性越好。
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