В книге собран и обобщен обширный литератур­ный материал, характеризующий современное состояние производства полипропилена.

Рассматриваются технологические схемы производ­ства, механизм полимеризации, свойства исходного сырья, а также влияние отдельных параметров техноло­гического процесса производства на свойства полипро­пилена.

Приведены данные по структуре полипропилена, методам определения его молекулярного веса, старения и других свойств.

Освещены также вопросы переработки полипропи­лена в изделия и его применения.

Книга является ценным руководством для научных и инженерно-технических работников промышленности пластмасс и их потребителей. Она может быть полезна также для студентов вузов и техникумов.

ПРЕДИСЛОВИЕ 

К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ

В связи с быстрым развитием производства полипропилена и расширением областей его применения в периодической печати появилось большое ч^сло работ, посвященных, этому материалу. Интерес к полипропилену в Советском Союзе особенно возрос в связи с началом его промышленного производства.

Предлагаемая читателям книга «Полипропилен» написана кол­лективом известных чехословацких специалистов. В ней довольно полно изложены вопросы, начиная от синтеза мономера до полу­чения готовых изделий из полипропилена. В книге широко исполь­зованы литературные данные и материалы работ, проведенных авторами.

Книга состоит из 12 глав, носящих обзорный характер. Наибо­лее интересны, на наш взгляд, главы по полимеризации пропилена, структуре и свойствам основных изделий из полипропилена.

Некоторые проблемы даны ретроспективно и показаны воз­можные пути их решения.

Ряд вопросов, излагаемых в книге, в настоящее время рас­сматривается с несколько других позиций. Это относится, в част­ности, к механизму полимеризации, реологии расплавов, поведе­нию полимеров при больших деформациях.

Некоторым вопросам не уделено должного внимания. Это ка­сается получения морозостойких марок полипропилена, окраши­ваемое™ и др. Отдельные характеристики полимеров, приведенные в книге, не приняты в Советском Союзе (например, вязкостное число). Для ряда показателей, относящихся к полимерам, авторы, к сожалению, не приводят подробных методик испытания, так что их невозможно сопоставить с данными других работ.

При редактировании перевода были устранены замеченные ошибки чехословацкого издания.

Несмотря на мелкие недочеты, настоящая книга, содержащая большое количество нового, хорошо систематизированного мате­риала, может явиться ценным справочным пособием для специа­листов, связанных с получением и переработкой полимерных мате­риалов.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие к русскому изданию............ 5

Из предисловия авторов ............... 6

1. МИРОВОЕ РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИПРОПИЛЕНА . . . 7

История развития стереоспецифической полимеризации ... 7

Состояние производства полипропилена .......... 10

Ассортимент полимеров пропилена ........... 12

Литература ....................14

2. ПРОПИЛЕН....................... 15

Получение..................... 15

Выделение и очистка................. 18

Анализ..................... 18

Свойства.....................-20

Литература.................... 21

3. ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ ПРОПИЛЕНА ........... 22

Стереоспецифическая полимеризация .......... 22

Катализаторы стереоспецифической полимеризации .... 22 Механизм стереоспецифической полимеризации .... 29 Влияние условий проведения реакции на процесс полимери­зации.............38

Регулирование свойств продукта , . ..... .... 47

Промышленное производство изотактического полипропилена 52

Полимеризация при низком давлении......... 52

Производство полипропилена в США.........53

Схема производства полипропилена фирмы Монтекатини , 53

Другие схемы производства полипропилена ....... 56

Сополимеризация пропилена .......... 57

Сополимеризация пропилена с этиленом ........ 58

Другие сополимеры пропилена............ 59

Литература ................... 60

4. СТРУКТУРА ПОЛИПРОПИЛЕНА .............. 62

Стереоизомерия .................. 63

Кристаллическая структура ..... ......... 65

Определение степени кристалличности ......... .70

Определение молекулярного веса...........,74

Ориентация.................... 76

Методы оценки степени ориентации полипропиленового волокна 86

Рентгенографический метод............. 86

Метод двойного лучепреломления .......... 89

Метод инфракрасной спектроскопии в поляризованном свете 90

Литература j.................. 92

5 СВОЙСТВА ПОЛИПРОПИЛЕНА........^......95

Взаимосвязь структуры и свойств............95

Механические свойства................98

Диаграмма растяжения ... ...........99

Диаграммы «напряжение^—деформация» при сжатии и изгибе 102

Прочность прк длительны^ нагрузках ....... 103

Ползучесть и релаксация напряжения........ 104

Сопротивление ударной и циклической нагрузке .... 106 Динамический модуль упругости и коэффициент механиче­ских потерь . . . . V...........107

Диэлектрические свойства . . . \.......... 108

Поверхностные свойства-.....V.......... 110

Теплофизические свойства . . . \..........ПО

Оптические свойства . . . '. . ............118

Газо- и паропроницаемость..............118

Химическая стойкость................121

Токсикологические свойства ....... ; ...... 124

Литература .............. 124

6. ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ПОЛИПРОПИЛЕНА........ 126

Термическая деструкция ...............126

Реакции, инициированные ионизирующим и ультрафиолетовым

излучением.................. 128

Окисление................... 129

Окисление полипропилена воздухом и кислородом . . . 130

Озонирование................. 132

Другие способы окисления полипропилена ...... 133

Галогенирование и другие реакции замещения...... 133

Хлорирование полипропилена .... ...... 133

Влияние содержания хлора на свойства хлорированного по­липропилена ......... ...... 134

Применение хлорированного полипропилена ..... 135

Бронирование полипропилена ........ 136

Хлорсульфонирование полипропилена ........ 136

Хлорфосфорилирование полипропилена ....... 139

Другие химические методы модификации полипропилена . 140 Модификация методом привитой полимеризации 140 Привитая полимеризация, основанная на реакции передачи

цепи 141 Привитая полимеризация с предварительным окислением -по­липропилена ..... . . • 148

Привитая полимеризация под действием радиационного об­лучения ........ 153

Другие способы получения блок- и привитых сополимеров

полипропилена............... 153

Сшивание полипропилена...............154

Литература...................155

7. СТАРЕНИЕ И СТАБИЛИЗАЦИЯ ПОЛИПРОПИЛЕНА.......160

Механизм реакции окисления ....... 160

Ингибиторы цепной реакции окисления 164 Вещества, реагирующие с радикалами с образованием мало-" ' активных продуктов ... ............ '65

Вещества, реагирующие с гидроперекисями с образованием

неактивных продуктов ... 169 Вещества, поглощающие ультрафиолетовые лучи 171 Миграция стабилизаторов..............174

Стабилизаторы полипропилена ............ .175

Термоокислительиые стабилизаторы......... . 175

Смеси термоокислительиых стабилизаторов...... . 177

Светостабилизаторы.............. . 178

Синергетический эффект............. . 179

Влияние металлов на скорость окисления ...... . . 182

Оценка эффективности термо- и светостабилизаторов . . . . 186 Ускоренные методы определения термоокислительной стой­кости (при 160—200° С)...........о ■ 186

Определение термоокислительной стойкости при 100—130° С 188 Испытания на стойкость полипропилена к УФ-излучеНИю 189

Изменение свойств полипропилена при старении '90 I Литература................. . 191

8. ПОДГОТОВКА ПОЛИМЕРА К ПЕРЕРАБОТКЕ........194

Термостабилизаторы ..............• • 194

Светостабилизаторы................. 195

Красители .................... 195

Наполнители................... . 195

Добавка полимеров.................• 196

Грануляция................ . 197

Направленная деструкция.............. • 198

Литература.................. . 201

9. МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ................. 202

Экструзия ..................• ■ 207

Одночервячные экструзионные машины....... • 207

Многочервячиые экструзионные машины....... .214

Технологический режим экструзии.......... .215

Литье под давлением ,.............. .216

Литьевые машины ............... • 216

Формы .................221

Технологический режим литья под давлением..... ■ 222

Прессование .......... ...... ■ 227

Другие методы переработки............. • 228

Литература .................. • 228

10. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ОСНОВНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИ-

ПРОПИЛЕНА ............... 229

Волокно.....................229

Способность полипропилена к волокнообразованию . . . • 229 Экономическая целесообразность производства полипропиле­нового волокна.......... ■ 230

Современное состояние производства полипропиленового во­локна................... 231

Основные требования к исходному полимеру.....■ 234

Методы определения качества полипропилена.....■ 235

Формование полипропиленового волокна....... 236

Крашение и матирование полипропиленовых волокон в массе 248

Свойства полипропиленового волокна ........ • 249

Возможности улучшения физико-механических свойств поли­пропиленовых волокон........ . • 253

Трубы ................254

Марки полипропилена, пригодные для изготовления труб . ■ 254

Производственное оборудование........... 255--

Технологическнй режим производства труб ....... 257

Испытания труб................. 258

Пленки и листы ................ 261

Требования к полимеру .............. 261

Методы получения пленок и листов ......... 262

Технологический режим производства полипропиленовой

пленки......... ..... 267

Свойства пленок...... ...... 268

Производство полых изделий методом раздувания ..... 271

Инжекцнонно-выдувной метод ............ 271

Экструзионно-выдувной метод............ 272

Пенопласт.................... 274

Литература................... 275

И. ПЕРЕРАБОТКА ПОЛУФАБРИКАТОВ, СВАРКА И СКЛЕИВАНИЕ 278

Формование................... 278

Ориентация ........ .......... 279

Ориентация полипропиленовых пленок ... ...... 280

Ориентация полипропиленовых труб......... 285

Механическая обработка............... 285

Сварка...................... 286

Сварка горячим газом.............. 286

Кондукционная сварка............... 288

Сварка трением ................. 289

Сварка ультразвуком .......... ..... 289

Сварка труб.................. 290

Склеивание ............ ........ 290

Литература .................... 291

12, ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИПРОПИЛЕНА.............292

Полипропилен как конструкционный материал....... 292-

Тара и упаковка ...........293

Волокно . ...................295

Полипропилен как антикоррозионный материал ....... 298

Применение в машиностроении ............29'J

Применение в электротехнике.............301

Изделия широкого потребления............30"

Применение в медицине...............ЗОо

Применение в строительстве..............306

Трубопроводы .................306

Полипропилен как изоляционный и защитный материал . . . 307

Полипропилен как декоративный материал.......3 '9

Модификация асфальтов..............i,,>9

Другие области применения ..............■'-■'О

Литература ...................й;1