폴리프로필렌(PP)은 δ-TiCl3-(C2H5)2AlCl 또는 TiCl3-(C2H5)3Al(TiCl3 그램당 폴리프로필렌 300~900g의 효율)과 같은 유기금속 입체특이성 촉매(Ziegler-Natta 유형)를 사용하여 제어된 온도 및 압력 하에서 프로필렌 단량체로부터 합성됩니다. 사용된 촉매 및 중합 공정에 따라 생성된 폴리머는 다양한 비율로 세 가지 유형의 입체화학 구조(아이소택틱, 신디오택틱 및 어택틱)를 나타냅니다. 아이소택틱 폴리프로필렌-가장 일반적인 상업적 형태-에서 메틸 그룹은 폴리머 백본의 같은 쪽에 위치하며, 이는 쉽게 결정화를 촉진하는 구성입니다. 아이소택틱 형태의 결정성은 뛰어난 내용매성과 내열성을 부여합니다. 지난 10년 동안 개발된 촉매 기술은 비-이소택틱 이성질체의 형성을 최소화하여 가치가 낮은 어택틱 구성 요소를 분리할 필요성을 없애고 생산 단계를 단순화했습니다. 폴리프로필렌을 생산하는 주요 공정에는 기체상 공정과 액체 프로필렌 슬러리 공정의 두 가지가 있습니다. 또한 일부 오래된 슬러리 공정 공장은 액체 포화 탄화수소를 반응 매질로 활용하여 계속 운영되고 있습니다.
이에 비해, 고밀도-밀도 폴리에틸렌과 저밀도 폴리에틸렌-은 모두 상대적으로 밀도가 높고 녹는점이 상당히 낮으며 굴곡 계수(즉, 강성)가 낮습니다. 이러한 속성의 차이로 인해 최종{5}}사용 용도가 구분됩니다. 강성과 배향 용이성으로 인해 폴리프로필렌 단독중합체는 다양한 섬유 및 연신 테이프 제조에 적합하며, 우수한 내열성은 견고한 고압 용기, 가전제품 및 성형된 자동차 부품에 사용할 수 있습니다.
폴리프로필렌 단독중합체의 가공 특성과 물리적 특성에 영향을 미치는 주요 요인에는 분자량(일반적으로 용융 유속으로 표시됨), 분자량 분포(MWD), 입체특이성 및 첨가제가 포함됩니다. 폴리프로필렌의 평균 분자량은 약 200,000~600,000입니다. 분자량 분포는 일반적으로 폴리머의 중량-평균 분자량($M_w$)과 수-평균 분자량($M_n$)의 비율로 표현됩니다. 이 비율은 다분산 지수로 알려져 있습니다.
폴리머의 분자량 분포는 폴리머의 가공성과 최종{0}}사용 성능에 큰 영향을 미칩니다. 이는 용융 폴리프로필렌이 전단-민감-하기 때문입니다. 즉, 적용된 압력이 증가하면 겉보기 점도가 감소하기 때문입니다. 넓은 분자량 분포를 갖는 폴리프로필렌은 좁은 분포를 갖는 폴리프로필렌보다 전단{5}}민감합니다. 결과적으로 분포가 넓은 재료는 사출 성형 중에 가공하기가 더 쉽습니다. 특정 용도, 특히 섬유에는 좁은 분자량 분포가 필요합니다. 분자량 분포는 촉매 시스템과 중합 공정 모두에 의해 영향을 받습니다. 과산화물은 화학적 분해(제어된 절단)를 유도하여 분자량 분포를 좁히기 위해 반응기 후 압출 단계에서 일반적으로 사용됩니다. 이 과정은 제어된 유변학(CR)으로 알려져 있습니다.
폴리에틸렌에 비해 이소택틱 폴리프로필렌은-독특한 분자 구조와 나선형 결정 형태로 인해-빛과 열로 인한 산화 분해에 더 민감한 분자 사슬을 가지고 있습니다. 일반적인 가공 및 최종 사용 조건에서 폴리프로필렌은 무작위 사슬 절단을 거쳐 분자량이 감소하고 용융 유속이 증가합니다. 모든 상용-등급 폴리프로필렌에는 가공 중에 재료를 보호하고 만족스러운 최종 사용 성능을 보장하기 위한 안정제가 포함되어 있습니다.- 특수 용도에는 항산화제 및 UV 안정제 외에 추가 첨가제가 필요합니다. 예를 들어, 마찰 계수를 줄이고 필름이 스스로 달라붙는 것을 방지하기 위해 윤활제와-블로킹 방지제를 필름 제제에 첨가합니다. 대전방지제는 포장재에 첨가하여 정전기를 제거하고, 핵제는 투명성을 높이거나 성형주기를 단축시키기 위해 사용됩니다. 단독중합체 수지는 일반적으로 용융 유속과 최종{11}}사용 용도에 따라 분류됩니다. 용융 유속은 평균 분자량과 분자량 분포에 의해 결정됩니다. 일부 특수 용도에서는 최대 400dg/min의 용융 유속이 요구되는 반면, 표준 상용 호모폴리머의 범위는 일반적으로 0.5~50dg/min입니다. 용융 유속은 일반적으로 가공 특성을 결정하는 주요 요소입니다.