氯化聚丙烯

氯化聚丙烯(简称CPP)是一种结构中含有Cl基团的聚丙烯(PP)化学改性产物，外观为白色或微黄色固体，无毒无味，在150C以下稳定，熔点100~120℃，分解温度180~190℃，含氯量可高达65%，能溶于除醇和脂肪烃以外的其他溶剂，其耐磨性、耐老化性及耐酸性都较好，现已成为聚丙烯化学改性的重要产物之一，在涂料、胶粘剂、油墨载色剂及皮革处理剂等方面有着广泛的应用。

1、氯化聚丙烯的类别及结构特征

通常CPP根据氯化程度的不同可分为高氯化聚丙烯及低氯化聚丙烯两大类。高氯化聚丙烯氯化度一般在63%~67%，主要用作氯化橡胶的代用品，油漆胶粘剂及阻燃剂等；低氯化聚丙烯氯化度一般为20%~40%，主要用于胶粘剂，如聚丙烯薄膜热密封的预涂层、聚丙烯制品的印刷油墨及油漆的载色剂等。

此外根据原料聚丙烯的不同，又可分为氯化等规聚丙烯(简称CIPP)及氯化无规聚丙烯(CAPP)。 CIPP及CAPP由于氯化前所用原料等规聚丙烯及无规聚丙烯的晶态的显著差别，前者为结晶态，后者为无定形态，故CIPP与CAPP性能上有一定的差别，应用范围也不尽相同。

有研究者用核磁共振(C¹³-NMR)研究了一系列CAPP的结构，结果表明，在0~52.84%的氯化度范围内，主要为单氯取代，二氯取代很少。其中伯、仲、叔3种氢的相对氯化活性为：R-(-CH)>R-(-CH₂)>R-(-CH₃)，并且氯化反应比较均匀地发生在无规聚丙烯的分子链上。

对于等规聚丙烯的结构与性能的关系也有人作过研究，但等规聚丙烯的氯化活性顺序为：R-(-CH₂) > R-(-CH) >R-(-CH₃)，这表明等规聚丙烯的氯化活性除与键能有关外，还与大分子链的构型有关，这可能是在等规聚丙烯分子链中，由于-CH3的规整排列而削弱了-（-CH）中氢的反应活性，提高了-(-CH₂）中氢的反应活性。

2、氯化聚丙烯的性能特征

氯化聚丙烯特定的分子结构决定了其具有以下一系列的基本性能。

①CPP对酸、碱均具有良好的抗腐蚀作用，具有耐油、耐热、耐紫外线辐射等性能。分子链的极性作用，决定其具有良好的可染性。

②CPP的熔点随氯化度的提高而迅速降低，当氯含量为30%左右时其熔点最低，均相反应和非均相反应的CPP具有不同的最低熔点，既便有相同的氯化度，它们的最低熔点也不同。CIPP和CAPP的熔化情况不同，随着无规物含量的增加，熔点相应提高。

③CPP的相对溶解度随氯化度的提高而增加，对于均相反应的CPP与非均相反应的CPP，当氯化度相当时，前者的氯化度仅为后者的1/3。

④当氯化度为30%时，CPP具有晶体结构，当低于30%时，它难以溶解在溶剂中，在室温下比较容易凝胶化；在较高的温度下容易被溶解，凝胶温度与氯化度成线性关系，随氯化度的提高而降低。

⑤CPP对聚丙烯具有良好的粘结作用。非均相CPP具有较高的结晶度，它的粘结性(粘结系数)大于均相CPP，而两者的粘结性均随氯化度的提高而变小。

当氯含量小于35%时，CIPP粘结强度比CAPP大；当氯化度相同时，悬浮氯化的CIPP粘结强度比溶液氯化的要大；若同是溶液氯化，当原料聚丙烯及氯化度相同时，用不良溶剂制得的CAPP比用良性溶剂制得的粘结强度大，这些差异都是因CPP的结晶度的不同所致，CPP的结晶度越高，其粘结强度越好。CPP的应用性能与氯化度及聚合度的关系见下表。

CPP的应用性能与氯化度及聚合度的关系

上表所列的聚合度是CPP的聚合度，并非原料聚丙烯的聚合度，因为聚丙烯在进行氯化反应时，往往会造成聚合物的部分降解，

3、氯化聚丙烯的应用

CPP主要用于涂料、聚丙烯薄膜的胶粘剂、聚丙烯制品用油漆的胶粘剂及油墨的载色剂等。

①双向拉伸等规聚丙烯(BOPP)薄膜的涂层。涂有CPP的双向拉伸等规聚丙烯薄膜，具有良好的热密封性、防潮性及尺寸稳定性，同时也利于印刷及降低热封温度，可以代替玻璃纸用于包装礼品、香烟、磁带盒等，现已得到广泛应用。

②BOPP薄膜与纸张的胶粘剂。将BOPP薄膜层压在已经印刷了的纸上，可以大大提高印刷品的耐用性、防水性及色泽亮度，现已大量用于书籍封面、广告品、高级包装品等，可利用CPP作为层压胶粘剂。

③BOPP薄膜压敏胶带的内涂层。将CPP涂在BOPP薄膜上作内涂层，然后再涂以压敏胶涂层，可以制得性能优良的压敏胶带。

④ 聚丙烯薄膜的印刷油墨。用CPP配制成的油墨，对于聚丙烯或其共聚物薄膜均具有较好的印刷性能。

⑤聚丙烯注塑制品的涂料。CPP可以作为聚丙烯在注塑制品如汽车部件及内部装饰材料、工业和民用设备的涂料，经久耐用，在实际过程中，根据涂布工艺不同，又分为两步法涂料及一步法涂料。

⑥其他用途。氯化聚丙烯可用作聚丙烯薄膜和铝箔的压层、聚丙烯管材接头的密封剂、聚丙烯纤维的柔软改进剂。

氯化聚丙烯可用于粘结碳粉，制造碳电极，用于电池工业、配制抗冲击的阳离子聚合催化剂、配制药品栓剂及用于配制切削液等。

高氯含量氯化聚丙烯可作为阻燃剂或助增塑剂用于塑料工业或橡胶工业，制造各种塑料、橡胶制品。氯化聚丙烯用NH₃处理后具有半导体特性，用三聚氰胺改性后能够获得更广泛的应用。

作为纤维的加工助剂，经氯化聚丙烯处理过的织物挺括、阻燃、防水，并且可使手感得到大大改善，显示了良好的应用前景。