聚丙烯無規(guī)共聚物也是聚丙烯的一種,它的高分子鏈的基本結(jié)構(gòu)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(zhì)的改變.與PP均聚物相比,無規(guī)共聚物改進(jìn)了光學(xué)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(xué)穩(wěn)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(fā)了將改進(jìn)了的透明度和沖擊強(qiáng)度結(jié)合起來的PP無規(guī)共聚物,應(yīng)用于吹塑、注塑、薄膜和片材擠壓加工領(lǐng)域,作食品包裝材料、醫(yī)藥包裝材料和日常消費(fèi)品.

一、無規(guī)共聚物PP的化學(xué)性能

PP無規(guī)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(guī)則地插在丙烯分子中間.在這種無規(guī)的或統(tǒng)計學(xué)共聚物中,大多數(shù)(通常75％)的乙烯是以單分子插入的方式結(jié)合進(jìn)去的,叫做X3基團(tuán)(三個連續(xù)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(jié)合進(jìn)主鏈的,又叫X5基團(tuán),因?yàn)橛?個連續(xù)的亞甲基團(tuán)(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(tuán)如X7、X9等加以區(qū)分.鑒于此,把XS和更高基團(tuán)的乙烯含量一起統(tǒng)計為＞X3％.
  
無規(guī)度比值X3/X5可以測定.當(dāng)X3以上基團(tuán)的百分比很大時,將顯著降低共聚物的結(jié)晶度,這對無規(guī)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(jié)晶度的影響,類似于高無規(guī)聚丙烯含量時的作用.
  
無規(guī)PP共聚物不同于均聚物,因?yàn)闊o規(guī)地插入聚合物主鏈中的乙烯分子阻礙了聚合物分子的結(jié)晶型排列.共聚物結(jié)晶度的降低引起物理性質(zhì)的改變:無規(guī)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(yīng)用時的優(yōu)點(diǎn).
  
無規(guī)共聚物含有較多的可革取物和無規(guī)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(lián)邦食品管理局(FDA)關(guān)于食品接觸的規(guī)定上造成困難.

二、PP無規(guī)共聚物制造方法

乙烯/丙烯無規(guī)共聚物是由乙烯分子和丙烯分子同時進(jìn)行聚合反應(yīng)而制得的,所用反應(yīng)器與生產(chǎn)PP均聚物的一樣.乙烯分子比丙烯分子小,反應(yīng)快于(反應(yīng)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(dǎo)致無規(guī)聚丙烯生成量增多.為了減少這種無規(guī)物的生成,需要降低反應(yīng)溫度,從而降低催化劑的活性,并減少最終產(chǎn)物中無規(guī)異構(gòu)體的含量,得到一種具有較均衡性能的產(chǎn)品.
  
乙烯含量高(＞3％)的無規(guī)共聚物在生產(chǎn)過程中處理起來比較困難,也很難在己烷稀釋劑中進(jìn)行聚合反應(yīng),因?yàn)榉磻?yīng)的二級副產(chǎn)品(無規(guī)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(yīng)也是一樣,盡管溶解度較低.己烷稀釋工藝生產(chǎn)出的大量副產(chǎn)品,必須在己烷再循環(huán)階段分離出來,這會增加總生產(chǎn)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(zhì)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(chǎn)品中含有較多的可溶性雜質(zhì).使用有機(jī)溶劑進(jìn)行二次清洗,可除去大部分雜質(zhì),但又會提高共聚物的總生產(chǎn)成本.一般地,副產(chǎn)物含量高時,薄片狀無規(guī)共聚物會變得較粘,當(dāng)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(yīng)器溫度導(dǎo)致無規(guī)共聚物較低的生產(chǎn)速度.而且無規(guī)共聚物的生產(chǎn)周期通常很短.這些因素使無規(guī)共聚物的總生產(chǎn)成本高于均聚物,對乙烯含量高的無規(guī)共聚物更是如此.
  
共聚物熔點(diǎn)降低和乙烯含量直接相關(guān).據(jù)報導(dǎo),乙烯含量為7％時,共聚物的熔點(diǎn)低達(dá)152°F.X3含量對共聚物熔點(diǎn)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(tuán)代替以X5基團(tuán)結(jié)合乙烯的能力.

三、PP無規(guī)共聚物的物理性能

物理性能:一般地說,無規(guī)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(qiáng)度,而當(dāng)溫度降至-4°F時,有用性就有限了.共聚物的彎曲模量(1％應(yīng)變時的割線模量)在483～1034MPa范圍內(nèi),而均聚物則在1034～1379MPa范圍內(nèi).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?jīng)_擊強(qiáng)度一般在0．8～1．4英尺?磅/英寸的范圍內(nèi).
  
耐化學(xué)性能:無規(guī)PP共聚物對酸.堿、醇、低沸點(diǎn)碳?xì)浠衔锶軇┘霸S多有機(jī)化學(xué)品的作用有很強(qiáng)的抵抗力.室溫下,PP共聚物基本不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑.而且,當(dāng)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(fā)生環(huán)境應(yīng)力斷裂損壞.當(dāng)與某些化學(xué)品接觸時,特別是液體烴.氯代有機(jī)物和強(qiáng)氧化劑,能引起表面裂紋或溶脹.非極性化合物一般比極性化合物更容易為聚丙烯所吸收.
  
阻隔性能:PP共聚物和均聚物都有很低的水蒸汽滲透率(0．5克/毫升/100平方英寸/24小時).這些性質(zhì)可以通過定向加以改進(jìn).拉伸吹塑型聚丙烯瓶子已把抗水蒸汽滲透性能改進(jìn)至0．3,氧氣滲透率到2500.
  
電性能:一般地,聚丙烯有很好的電性能,包括:高介電強(qiáng)度,低介電常數(shù)和低損耗因子；然而,電力應(yīng)用一般選擇均聚物.

四、無規(guī)共聚物PP的用途

無規(guī)共聚型聚丙烯主要用于薄膜、吹塑和注塑等要求高透明度的場合.乙烯含量較高的共聚物,由于熔接起始溫度較低而廣泛用作共擠出薄膜結(jié)構(gòu)的特殊密封層.

聚丙烯無規(guī)共聚物也是聚丙烯的一種,它的高分子鏈的基本結(jié)構(gòu)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(zhì)的改變.與PP均聚物相比,無規(guī)共聚物改進(jìn)了光學(xué)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(xué)穩(wěn)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(fā)了將改進(jìn)了的透明度和沖擊強(qiáng)度結(jié)合起來的PP無規(guī)共聚物,應(yīng)用于吹塑、注塑、薄膜和片材擠壓加工領(lǐng)域,作食品包裝材料、醫(yī)藥包裝材料和日常消費(fèi)品.