Полипропилен

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 полипропилен. Наиб. пром. значение имеет изотактический полипропилен (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 полипропилена характерны высокая ударная вязкость, стойкость к многократным изгибам, хорошие износостойкость (сравнима с износостойкостью полиамидов), повышающаяся с ростом мол. массы, и диэлектрич. св-ва. Полипропилен плохо проводит тепло. В зависимости от мол. массы: s_раст 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.

Полипропилен легко окисляется на воздухе, особенно выше 100 °С; термоокислит. деструкция протекает автокаталитически. Термич. деструкция начинается при 300 °С. Макс. т-ра эксплуатации изделий из полипропилена 120-140 °С. Полипропилен легко подвергается хлорированию (см. Полиолефины хлорированные).

Атактический полипропилен (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 полипропилена из пром. изотактического полипропилен Из последнего кипящим гептаном экстрагируют и стерео-блочный полипропилен (его макромолекулы построены из чередующихся блоков изотактич. и атактич. строения). Атактический полипропилен-пластификатор, добавка к гидрофобным композициям.

Изотактический полипропилен 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 полипропилена в р-рителе 300-400 г/л. После отделения на центрифуге полипропилен отмывают от остатков катализатора спиртом, смесью воды со спиртом или пропиленок-сидом. Порошкообразный полипропилен 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 полипропилена. При использовании титанмагниевых катализаторов из технология, цикла исключаются стадии отмывки полимера от катализатора и грануляции полипропилена, т.к. он получается в виде сферич. частиц.

Технология получения полипропилена в псевдоожиженном слое (70-80 °С, 1,8-2,5 МПа) почти такая же, как полиэтилена в газовой фазе.

Образование полипропилена 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 полипропилена 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 полипропилен содержит небольшое кол-во этиленовых звеньев в цепи и обладает морозостойкостью до -40 °С.

Из полипропилена литьем под давлением (осн. метод) изготовляют детали машин, арматуру, экструзией-пленки, трубы; ок. 40% полипропилена перерабатывают в волокна (см. Полиолефиновые волокна). Большое значение приобретают наполненные композиции на основе полипропилена (наполнители - мел, тальк, графит, сажа и др.), в т. ч. электропроводные и магнитоактивные.

Впервые высокомол. кристаллический полипропилен 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.