無規聚丙烯APP性能及在母料中的應用

  • A+
所屬分類:塑料文章

無規聚丙烯在行業內的應用已經有將近20年的歷史,但是隨著聚丙烯聚合催化劑效率的提高,無規聚丙烯副產物越來越少,這幾年以埃克森為代表又出現了茂金屬催化合成工藝的無規聚丙烯。

下面對這幾款無規聚丙烯的性能和應用做一個簡單的總結和探討。

1、市面上目前無規聚丙烯的形態和性能

1.1、韓國和遼陽石化大塊狀無規聚丙烯

這種大塊無規聚丙烯在母料中的應用時間最長,按照相對分子量大小可分為高分子量無規聚丙烯與低分子量無規聚丙烯。

高分子量無規聚丙烯分子量較大,是一種彈性體材料,其抗氧化和防老化性能優良,具有良好拉伸和抗沖性能以及光學性能,粘度也比較大,一般在1.5萬和10萬cp之間,在醫療器械、包裝、纖維、薄膜等方面有很好應用前景。

三種形態實拍圖-【雪花狀】【蝌蚪狀】【塊狀】

低分子量無規聚丙烯粘度在15000到3000cp之間,一般用做熱熔膠黏劑、紙張涂料、瀝青的改性劑等,應用也非常廣泛。

這種無規聚丙烯是典型的聚丙烯主鏈上其甲基支鏈是無規隨機排列分布的,是非結晶、微帶粘性的白色蠟狀固體,沒有明顯的熔點,軟化點為70~150℃,平均分子量3000~10000。

缺點:含水,含水量5-17%,批次物性不穩定,因為石化廠生產不同型號的聚丙烯副產物粘度和分子量不同,造成批次物性和粘度波動大,殘留催化劑和小分子物質有氣味。

1.2、埃克森茂金屬催化無規聚丙烯

埃克森茂金屬催化無規聚丙烯分子結構為乙烯丙烯無規共聚,其中乙烯含量9-15%,透明顆粒,分子量高,分子量分布窄,是一種高分子量的彈性體,因而具有優良的拉伸和抗沖性能,不同牌號常溫狀態有粘性。

目前根據分子量有以下三個牌號8380、8780、8880,一般以POE作為材料名稱。

2、無規聚丙烯的應用領域

目前工業化的低分子量的無規聚丙烯因其具有良好的粘附性和相容性得到廣泛應用。

2.1、用于瀝青及其防水卷材改性。無規聚丙烯與瀝青有良好的相容性能,可以加入瀝青中,用于提高其高溫性能。用無規聚丙烯改性的瀝青材料改善了瀝青在高溫下抗流延性,低溫下的抗龜裂性能,提高了瀝青自身的曲撓性、韌性和內聚力,并且提高了其產品利用率,可以廣泛應用于路面的鋪設以及防水卷材中

2.2、用于填充母料。由無規聚丙烯和納米碳酸鈣制成填充母料。利用聚烯烴樹脂與無規聚丙烯良好的相容性,在聚烯烴產品的加工中添加該母料后,能夠明顯提高被填充材料的韌性、彈性、塑性,還能有效降低生產成本。

2.3、因無規聚丙烯具有良好的粘附性和相容性,所以可大量用于生產熱熔膠、膠粘材料、橡塑和電子絕緣材料、改性涂料、防水紙、房屋嵌縫劑、密封材料、管道防腐涂層等。

另外,還可以對無規聚丙烯進行交聯、氯化等化學改性,進一步提高其性能拓寬其應用。

3、埃克森高分子量無規聚丙烯應用

相對高分子量無規聚丙烯具有透明度高、彈性好、剛性強度好、抗蠕變性能在較高溫度下表現良好的特點, 有效改善了等規聚丙烯的“低溫冷脆性” ,近年來得到了越來越多的應用。 由于等規聚丙烯與無規聚丙烯相似的分子結構和良好的相容性,將等規聚丙烯與無規聚丙烯共混,改善等規聚丙烯在室溫下的韌性和延展性是一種良好的方法。

通過接枝引入極性基團對無規聚丙烯進行改性,可以顯著擴大其應用。常采用的方法有溶液接枝、熔融接枝和固相接枝、超臨界CO2流體改性接枝等。特別是近年來發展起來的利用超臨界CO2流體技術進行聚合物改性的新方法。此技術可以使無規聚丙烯接枝馬來酸酐的最大接枝率達5.1%,雙組分接枝產物的最大接枝率為10.8%,而不降低無規聚丙烯的熱性能。無規聚丙烯用馬來酸酐接枝改性制得的無規聚丙烯鈷離聚體膜,能促進輸送CO2氣體,具有較好的CO2滲透系數和CO2/N2分離系數,具有較好的使用強度,應用前景良好。

4、無規聚丙烯在母料應用中的特性

4.1、無規聚丙烯相比傳統的聚乙烯蠟粘度高,無析出,對螺桿剪切不敏感,特別是無紡布填充領域,如蠟小分子加的多會造成熔體強度下降,滴漿現象發生。而添加無規聚丙烯因其相對聚乙烯蠟粘度高,具有出色分散性和丙烯相容性,耐溫性和穩定性,從而提高母料穩定性。

4.2、無規聚丙烯出色的流動性,熔指往往1000+,特別是現在高扭矩雙螺桿,三螺桿,連續密煉設備,這種追求高產量的設備對流動性要求越來越高,無規聚丙烯恰恰可以滿足他們對流動性的要求,特別是連續密煉設備剪切力弱時間段,對熔體的流速和分散性要求很高,如果用蠟來提高往往制品不符合質量要求,這時候熔指高達1000的APP正好可以提供幫助。還有一些時間比較長的雙螺桿,磨損嚴重,套筒間隙大,剪切力弱,這時APP出色的流動性正好可以匹配他們的剪切力無需過多剪切就可以做到很好的分散。廠家越來越追求產量,這時候塑化能力,粉體的包覆能力必須跟上,APP可以滿足。

4.3、高濃度無載體色母和母料中的應用,更離不開APP出色的流動性和包覆性,APP在母料中的應用靠的是他天然的物性,高流動性,無析出,和聚烯烴出色的相容性。在超高濃度色母和無載體色母中APP可以利用其流動性和包覆能力讓設備運轉無需過多剪切,產品分散可以做的更好,濃度提高成為可能。

5、APP、PPR、IPP的區別

無規聚丙烯APP是均聚物,是相對等規聚丙烯、間規聚丙烯來說的。

無規共聚聚丙烯PPR是共聚物,采用的是少量無規共聚的方式,無規共聚相對的是嵌段共聚PPB。

具體的說,按照單體種類的不同,聚丙烯主要分為均聚聚丙烯(H-PP)和共聚聚丙烯(Co-PP)。其中,按照主鏈上碳原子的不對稱性所造成的叔碳上甲基空間排布方式的不同,又可將均聚聚丙烯分為等規立構聚丙烯(IPP)、間規立構聚丙烯(SPP)和無規立構聚丙烯(APP)。根據共聚合工藝和共聚單體含量的不同,共聚聚丙烯也可分為無規共聚聚丙烯(PPR)與嵌段共聚聚丙烯(PPB)。

APP 具有結晶度低、熔點低、耐化學性、抗濕性良好等特點。由于等規的可結晶鏈段結成的微晶起到物理交聯的作用,使之具有良好的彈性和機械性能,因而APP又是一種新型的熱塑性彈性體。目前APP主要應用于熱熔膠粘劑、涂料、改性水泥、防水卷材、高分子加工助劑等領域。

PPR也稱三型聚丙烯,是由乙烯(約1%~7%)和丙烯(約99%~93%)同時進行聚合而合成的。由于共聚單體的引入,分子鏈的柔順性得以增加,但鏈段規整性降低又導致PP結晶度降低,因而PPR的透明性、沖擊強度均優于IPP,比IPP更易進行熱熔接,但剛度、強度、硬度低于IPP。PPR可廣泛用于管材、片材、日用品、家用電器部件、包裝材料以及薄膜等領域。

 

  • TPV/TPE業務助理
  • weinxin
  • 更多好文敬請關注
  • weinxin
轉載橡塑文章,請獲得美特授權
韌性哥

發表評論

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: