Hóa học và tính chất của hạt Polypropylen

Aug 16, 2026 Để lại lời nhắn

Polypropylen (PP) được tổng hợp từ monome propylene trong điều kiện nhiệt độ và áp suất được kiểm soát bằng cách sử dụng chất xúc tác đặc trưng lập thể kim loại hữu cơ (loại Ziegler-Natta), chẳng hạn như δ-TiCl3-(C2H5)2AlCl hoặc TiCl3-(C2H5)3Al (với hiệu suất 300–900 g polypropylen trên mỗi gam TiCl3). Tùy thuộc vào chất xúc tác và quá trình trùng hợp được sử dụng, polyme thu được thể hiện ba loại cấu trúc hóa học lập thể riêng biệt với các tỷ lệ khác nhau: đồng vị, syndiotactic và atactic. Trong polypropylen đẳng hướng-dạng thương mại phổ biến nhất{20}}các nhóm metyl được đặt ở cùng một phía của khung polyme, một cấu hình dễ dàng tạo điều kiện cho quá trình kết tinh. Độ kết tinh của dạng đồng vị mang lại khả năng chịu nhiệt và dung môi tuyệt vời. Các công nghệ xúc tác được phát triển trong thập kỷ qua đã giảm thiểu sự hình thành các đồng phân không{22}đẳng vị, do đó loại bỏ nhu cầu tách các thành phần kém hoạt động có giá trị thấp và đơn giản hóa các bước sản xuất. Có hai quy trình chính để sản xuất polypropylen: quy trình pha khí và quy trình bùn propylen lỏng. Ngoài ra, một số nhà máy chế biến bùn cũ vẫn còn hoạt động, sử dụng hydrocarbon bão hòa lỏng làm môi trường phản ứng.


Để so sánh, cả polyetylen-mật độ cao và-mật độ thấp đều có mật độ tương đối cao, điểm nóng chảy thấp hơn đáng kể và mô đun uốn thấp hơn (tức là độ cứng). Những khác biệt về thuộc tính này dẫn đến các ứng dụng-dùng cuối khác biệt. Độ cứng và khả năng định hướng dễ dàng làm cho polyme đồng nhất polypropylen thích hợp để sản xuất nhiều loại sợi và băng kéo căng, đồng thời khả năng chịu nhiệt vượt trội cho phép sử dụng trong các bình -áp suất cao cứng nhắc và các bộ phận ô tô đúc sẵn.


Các yếu tố chính ảnh hưởng đến đặc tính xử lý và tính chất vật lý của homopolyme polypropylen bao gồm trọng lượng phân tử (thường được biểu thị bằng tốc độ dòng chảy), phân bố trọng lượng phân tử (MWD), tính đặc hiệu lập thể và chất phụ gia. Trọng lượng phân tử trung bình của polypropylene dao động từ khoảng 200.000 đến 600.000. Sự phân bố trọng lượng phân tử thường được biểu thị bằng tỷ lệ giữa trọng lượng-trọng lượng phân tử trung bình ($M_w$) của polyme với số-trọng lượng phân tử trung bình ($M_n$); tỷ lệ này được gọi là chỉ số polydispersity.


Sự phân bổ trọng lượng phân tử của polyme ảnh hưởng đáng kể đến khả năng xử lý và hiệu suất sử dụng cuối cùng của nó. Điều này là do polypropylen nóng chảy-nhạy cảm-có nghĩa là độ nhớt biểu kiến ​​của nó giảm khi áp suất tăng. Polypropylen có phân bố trọng lượng phân tử rộng sẽ-nhạy cảm hơn so với nhựa có phân bố hẹp; do đó, các vật liệu có phân bố rộng sẽ dễ xử lý hơn trong quá trình ép phun. Một số ứng dụng cụ thể, đặc biệt là sợi, yêu cầu phân bố trọng lượng phân tử hẹp. Sự phân bố trọng lượng phân tử bị ảnh hưởng bởi cả hệ thống xúc tác và quá trình trùng hợp. Peroxit thường được sử dụng trong giai đoạn ép đùn sau-lò phản ứng để tạo ra sự phân hủy hóa học (phân hạch có kiểm soát), do đó thu hẹp sự phân bổ trọng lượng phân tử. Quá trình này được gọi là lưu biến có kiểm soát (CR).


So với polyetylen, polypropylen đẳng hướng-do cấu trúc phân tử độc đáo và dạng tinh thể xoắn ốc-có chuỗi phân tử dễ bị phân hủy oxy hóa do ánh sáng và nhiệt hơn. Trong các điều kiện xử lý và sử dụng cuối cùng-thông thường, polypropylen trải qua quá trình phân cắt chuỗi ngẫu nhiên, dẫn đến trọng lượng phân tử giảm và tốc độ tan chảy tăng lên. Tất cả các loại polypropylen cấp thương mại đều chứa chất ổn định để bảo vệ vật liệu trong quá trình xử lý và đảm bảo hiệu suất sử dụng cuối cùng đạt yêu cầu. Các ứng dụng chuyên biệt yêu cầu các chất phụ gia bổ sung ngoài chất chống oxy hóa và chất ổn định tia cực tím; ví dụ: chất bôi trơn và chất chống{8}}ngăn chặn được thêm vào công thức màng để giảm hệ số ma sát và ngăn màng tự dính vào chính nó. Các chất chống tĩnh điện được thêm vào vật liệu đóng gói để loại bỏ điện tích tĩnh, trong khi các chất tạo mầm được sử dụng để tăng cường độ trong suốt hoặc rút ngắn chu kỳ đúc. Nhựa đồng nhất thường được phân loại dựa trên tốc độ dòng chảy tan chảy và ứng dụng{11}sử dụng cuối cùng. Tốc độ dòng chảy nóng chảy được xác định bởi cả trọng lượng phân tử trung bình và sự phân bố trọng lượng phân tử. Trong khi một số ứng dụng chuyên biệt yêu cầu tốc độ dòng chảy nóng chảy cao tới 400 dg/phút, thì các homopolyme thương mại tiêu chuẩn thường dao động từ 0,5 đến 50 dg/phút. Tốc độ dòng chảy nóng chảy thường là yếu tố chính quyết định đặc tính xử lý.