聚丙烯的特性及应用范围详解

丙烯的高相对分子质量聚合物，称为聚丙烯。聚丙烯密度小，为现有聚合物中最轻的一种，且具有良好的电性能和化学稳定性，其力学性能和耐热性高于高密度聚乙烯，所以发展迅速，已成为世界五大塑料品种之一。

一、聚丙烯的结构

聚丙烯的结构式为，根据甲基在空间的排列不同，有等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯3种不同的结构形式，如图4-2所示。

图4-2 聚丙烯结构

（a）等规聚丙烯（b）间规聚丙烯（c）无规聚丙烯

目前市售聚丙烯一般等规度为90%～95%，等规度越高，结晶度越大，熔点越高，相应的拉伸强度、硬度、模量等也越大。

聚丙烯形态结构比较复杂，已知的大约有α、β、γ、δ和拟六方5种晶体结构。聚丙烯的数均相对分子质量M_n为3.8万～6万，重均相对分子质量M_w为2.2万～7万，随着相对分子质量增大，聚丙烯熔体黏度和冲击强度增加，但屈服强度、刚性和软化点却降低，出现这一反常现象是由于高相对分子质量聚丙烯不如低相对分子质量聚丙烯易结晶所致。

二、聚丙烯的性能

聚丙烯为白色蜡状固体，外观与聚乙烯相似，但比聚乙烯更透明，无色、无味、无毒，属于通用型热塑性材料，相对密度小（0.90～0.91），是常用塑料（不包括发泡塑料）中密度最小的。它具有良好的韧性、刚性、硬度，耐磨性比聚苯乙烯好，但不及聚氯乙烯，聚丙烯对水特别稳定，在水中有不沉的特性。聚丙烯成型加工性能好，缺点是成型收缩率较大（1%～2%），耐老化性和冲击强度差，且由于聚丙烯不含有极性基团，染色性也不好。为了克服其缺点，在聚丙烯上嵌段共聚2%～3%的乙烯，得到乙丙嵌段共聚物，则具有低压聚乙烯和等规聚丙烯的优点。

典型聚丙烯的性能见表4-6。

表4-6 聚丙烯性能

1.力学性能(www.xing528.com)

聚丙烯结构规整，结晶性能高，故具有优良的力学性能，其屈服强度、拉伸强度、抗压强度、硬度、弹性等指标比聚乙烯高；缺点是抗冲击强度较差，但可通过提高相对分子质量或用橡胶、弹性体进行增韧改性克服。

与其他塑料相比，聚丙烯塑料具有较大的弯曲疲劳寿命，如用聚丙烯注射成型的铰链（盖和本体合一的各种容器），经过700万次开闭折弯未产生损坏和破裂现象。聚丙烯制品对缺口是敏感的，因此在设计产品时，应避免尖角存在，否则容易因应力集中而破坏。

2.热性能

聚丙烯具有良好的耐热性，熔点为164～170℃，而纯等规聚丙烯的熔点高达176℃。聚丙烯制品能耐100℃以上的温度煮沸消毒，如在135℃下于水中煮100h而不被破坏，可在100～120℃长期使用。无外力作用下，聚丙烯制品于150℃使用时不变形，但在低负荷下也可在110℃连续使用。聚丙烯低温使用温度可达—20～-15℃，其脆性温度为—35℃，耐低温性能不如聚乙烯。

3.电性能

聚丙烯的高频绝缘性能优良，并且因为它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响，击穿电压也高。聚丙烯体积电阻很高，室温时体积电阻率为10¹⁷Ω·cm，但随温度升高，体积电阻反而下降。

4.化学性能

聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸和浓硝酸侵蚀外，对其他各种化学试剂都比较稳定，但是低相对分子质量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀。聚丙烯的化学稳定性随结晶度的增加而有所提高。

三、聚丙烯的用途

在制鞋业中也有应用。聚丙烯与聚乙烯的基本性能相似，但很少用它作鞋楦。近几年来，开始利用它的高韧性制作塑料勾心，这样既可减轻皮鞋内底的重量，又可简化工序，减少部件，使内底、半托底和勾心于一体，对实现皮鞋生产装配化很有好处。