полипропилен

ПОЛИПРОПИЛЕН (хостален, данлай, моплен, новолен, олеформ, поли-про, пропатен, профакс и др.) [—CH₂СН (CH₃)—]_n

бесцв. термопластичный полимер. В зависимости от пространств. расположения групп CH₃ известны изотактич., синдиотактич., атактич. и стереоблочный П. Наиб. пром. значение имеет изотактический П. (степень изотактичности 95–99%), макромолекулы которого имеют спиральную кон-формацию. Его среднечисловая мол. м. (75–300)∙10³; он легко кристаллизуется (макс. степень кристалличности 75%); т. пл. 160–176 °C; плотн. 0,90–0,92 г/см³; т. стекл. от −10 до −20 °C; не раств. в органических растворителях, в т. ч. кипящем гептане; ММР 3–20. Устойчив в воде (вплоть до 130 °C) 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. свойства. П. плохо проводит тепло. В зависимости от мол. массы: σ_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 °C, морозостойкость от −5 до −25 °C; 10¹⁴ Ом∙см.

П. легко окисляется на воздухе, особенно выше 100 °C; термоокислит. деструкция протекает автокаталитически. Термич. деструкция начинается при 300 °C. Макс. температура эксплуатации изделий из П. 120–140 °C. П. легко подвергается хлорированию (см. полиолефины хлорированные).

Атактический П. (т. размягч. 30–80 °C, плотн. 0,84–0,85 г/см³) хорошо раств. в гептане; на этом свойстве основано извлечение при 20 °C 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 промышленности получают стереоспецифич. полимеризацией пропилена гл. обр. в массе, а также в растворе или псевдоожиженном слое [кат. — хлориды Ti или V с алю-минийорг. соединениями, чаще всего TlCl₃ с А1(C₂H₅)₂Cl или А1(C₂H₅)₃, а также титанмагниевые на неорг. или орг. носителях]. Полимеризацию в растворе (растворитель-гептан, низкооктановые фракции бензина; 70–80 °C, 0,5–1,0 МПа) проводят до содержания П. в растворителе 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.

Реакцию в массе осуществляют в среде жидкого мономера при 70–80 °C и 2,7–3,0 МПа. Благодаря отсутствию растворите-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 °C, 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 реакции 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 количество этиленовых звеньев в цепи и обладает морозостойкостью до −40 °C.

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 производство 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}