ПОЛИПРОПИЛЕН
(хостален,
данлай, моплен, новолен, оле-форм, поли-про, пропатен, профакс и др.) [—СН2СН
(СН3)—]„, бесцв. термопластичный полимер. В зависимости от пространств.
расположения групп СН3 известны изотактич., синдиотактич., атактич.
и стереоблочный П. Наиб. пром. значение имеет изотактический П. (степень изотактйчности
95-99%), макромолекулы к-рого имеют спиральную кон-формацию. Его среднечисловая
мол. м. (75-300)·103; он легко кристаллизуется (макс. степень кристалличности
75%); т.пл. 160-176°С; плотн. 0,90-0,92 г/см3; т. стекл. от —
10 до — 20°С; не раств. в орг. р-рителях, в т.ч. кипящем гептане; ММР 3-20.
Устойчив в воде (вплоть до 130°С) и агрессивных средах, кроме сильных окислителей
(конц. HNO3, H2SO4, хромовая смесь). В тонких
пленках практически прозрачен.
Для изотактического П.
характерны высокая ударная вязкость, стойкость к многократным изгибам, хорошие
износостойкость (сравнима с износостойкостью полиамидов), повышающаяся с ростом
мол. массы, и диэлектрич. св-ва. П. плохо проводит тепло. В зависимости от мол.
массы: sраст 30-35 МПа; предел текучести 27-30 МПа; относит.
удлинение 200-800%; ударная вязкость (с надрезом) 5-12 кДж/м2;1,93
кДж/(кг·К); теплопроводность 0,15 Вт/(м·К); теплостойкость по Вика 95-110 °С,
морозостойкость от -5 до -25°С;1014
Ом·см.
П. легко окисляется на
воздухе, особенно выше 100 °С; термоокислит. деструкция протекает автокаталитически.
Термич. деструкция начинается при 300 °С. Макс. т-ра эксплуатации изделий
из П. 120-140 °С. П. легко подвергается хлорированию (см. Полиолефины хлорированные).
Атактический П. (т. размягч.
30-80 °С, плотн. 0,84-0,85 г/см3) хорошо раств. в гептане; на
этом св-ве основано извлечение при 20 °С этого П. из пром. изотактического
П. Из последнего кипящим гептаном экстрагируют и стерео-блочный П. (его макромолекулы
построены из чередующихся блоков изотактич. и атактич. строения). Атактический
П.-пластификатор, добавка к гидрофобным композициям.
Изотактический П. в пром-сти
получают стереоспецифич. полимеризацией пропилена гл. обр. в массе, а также
в р-ре или псевдоожиженном слое [кат.-хлориды Ti или V с алю-минийорг. соединениями,
чаще всего Т1С13 с А1(С2Н5)2С1 или
А1(С2Н5)3, а также титанмагниевые на неорг.
или орг. носителях]. Полимеризацию в р-ре (р-ритель-гептан, низкооктановые фракции
бензина; 70-80 °С, 0,5-1,0 МПа) проводят до содержания П. в р-рителе 300-400
г/л. После отделения на центрифуге П. отмывают от остатков катализатора спиртом,
смесью воды со спиртом или пропиленок-сидом. Порошкообразный П. сушат, смешивают
со стабилизаторами, красителями и затем гранулируют.
Р-цию в массе осуществляют
в среде жидкого мономера при 70-80 °С и 2,7-3,0 МПа. Благодаря отсутствию
р-рите-ля упрощаются выделение и сушка П. При использовании титанмагниевых
катализаторов из технология, цикла исключаются стадии отмывки полимера от катализатора
и грануляции П., т.к. он получается в виде сферич. частиц.
Технология получения П.
в псевдоожиженном слое (70-80 °С, 1,8-2,5 МПа) почти такая же, как полиэтилена в газовой фазе.
Образование П. протекает
по координационно-ионному механизму (см. Координационно-ионная полимеризация).
Скорость р-ции обычно пропорциональна концентрации мономера и TiCl3.
Осн. акт ограничения роста цепи-передача цепи на мономер. Поэтому степень полимеризации
практически не зависит от концентрации мономера. Для регулирования мол. массы
П. используют агенты передачи цепи-водород или металлоорг. соединения. Энергия
активации роста цепи 50-60 кДж/моль.
Катализаторы на основе
соединений V менее селективны; в их присут. образуются фрагменты цепи, построенные
по типу присоединения мономерных звеньев "голова к голове" и в положение
1,3. Такой П. содержит небольшое кол-во этиленовых звеньев в цепи и обладает
морозостойкостью до -40 °С.
Из П. литьем под давлением
(осн. метод) изготовляют детали машин, арматуру, экструзией-пленки, трубы; ок.
40% П. перерабатывают в волокна (см. Полиолефиновые волокна). Большое
значение приобретают наполненные композиции на основе П. (наполнители - мел,
тальк, графит, сажа и др.), в т. ч. электропроводные и магнитоактивные.
Впервые высокомол. кристаллический
П. получил Дж. Натта в 1954.
Мировое произ-во ок. 8
млн. т (1987) и имеет тенденцию к росту.
Лит.: Иванюков Д.
В., Фридман М. Л., Полипропилен, М., 1974; Coordination polymerization, ed.
by J.C. W. Chien, N.Y., 1975; Catalytic polymerization of defines, ed. by T.
Keii, K. Soga, Tokyo-Amst., 1986. Ф. С. Дьячковский.
|