化學(xué)結(jié)構(gòu)
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(jì)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(gè)連續(xù)的乙烯[CH2]依次排列在主鏈上),這還可看成是一個(gè)乙烯分子插在兩個(gè)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(gè)連續(xù)的亞甲基團(tuán)(兩個(gè)乙烯分子一起插在兩個(gè)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(jì)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(shí),,將顯著降低共聚物的結(jié)晶度,,這對(duì)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(duì)聚合物結(jié)晶度的影響,,類似于高無規(guī)聚丙烯含量時(shí)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(shí)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,。
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(shí)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(jí)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(huì)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(huì)留在聚合物中,并在處理薄片狀材料時(shí)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(huì)提高共聚物的總生產(chǎn)成本。一般地,,副產(chǎn)物含量高時(shí),,薄片狀無規(guī)共聚物會(huì)變得較粘,當(dāng)乙烯含量高于3.5%(重量)時(shí),,這個(gè)問題更突出,。