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​聚丙烯的结晶性

与PE一样,工业上也习惯使用MFR间接表示注塑件加工PP的相对分子质量,但测定条件有所不同。PP的MFR的测定条件为:温度230℃,负荷2160g。工业上生成的PP的MFR通常为0.1-30g/10min。PP树脂大多为乳白色粒状物,无味、无臭、无毒,外观与HDPE相似,但比HDPE密度低、透明性好,是常用树脂中最轻的一种。
 
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粒的载体树脂收到较好效果。PP具有很强的结晶能力,结晶速率和结晶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。
 
相对分子质量分布对PP性能的影响比较复杂。从对不同相对分子质量PP共混物的研究结果得知:相对分子质量分布越宽,拉伸强度和断裂伸长率越小;相对分子质量分布大致相同而相对分子质量增加时,PP的熔体流动性能变差,熔体强度增大;相对分子质量接近而分布增宽时,熔体的流动性变化不大,但材料的力学强度降低。
 
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软性。
 
聚合过程中异相成核会改变结晶形态,目前使用成核技术制得的透明PP品种就是因为成核剂的加入提高了结晶温度、减小了球晶尺寸、增加了球晶数目所致。同时,由于晶体尺寸减小并趋于均匀,材料和制品的内应力下降,韧性提高。PP常用的成核剂有苯甲酸钠、碱性二甲酸铝等。
 
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。
 
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,它在注塑加工成型后的24h内可大部分完成。工业生产的PP相对分子质量在20万-70万之间,随着相对分子质量增加,PP的熔体黏度、拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度均有所提高。但由于相对分子质量增加使结晶困难,会导致屈服强度、硬度、刚性、耐热性下降。
 
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