Polipropylen (PP) to sztywny, krystaliczny materiał termoplastyczny stosowany w przedmiotach codziennego użytku.Dostępne są różne rodzaje PP: homopolimer, kopolimer, udar itp. Jego właściwości mechaniczne, fizyczne i chemiczne dobrze sprawdzają się w zastosowaniach od motoryzacji i medycyny po opakowania.
Co to jest polipropylen?
Polipropylen wytwarza się z monomeru propenu (lub propylenu).Jest to liniowa żywica węglowodorowa.Wzór chemiczny polipropylenu to (C3H6)n.PP jest jednym z najtańszych dostępnych obecnie tworzyw sztucznych i ma najniższą gęstość wśród powszechnie dostępnych tworzyw sztucznych.Podczas polimeryzacji PP może tworzyć trzy podstawowe struktury łańcuchowe w zależności od położenia grup metylowych:
Ataktyczny (aPP).Nieregularny układ grup metylowych (CH3).
Izotaktyczny (iPP).Grupy metylowe (CH3) rozmieszczone po jednej stronie łańcucha węglowego
Syndiotaktyczny (sPP).Naprzemienny układ grup metylowych (CH3).
PP należy do rodziny polimerów poliolefinowych i jest obecnie jednym z trzech najczęściej stosowanych polimerów.Polipropylen ma zastosowanie – zarówno jako tworzywo sztuczne, jak i włókno – w przemyśle motoryzacyjnym, zastosowaniach przemysłowych, towarach konsumpcyjnych i na rynku meblarskim.
Różne rodzaje polipropylenu
Homopolimery i kopolimery to dwa główne rodzaje polipropylenu dostępne na rynku.
Homopolimer propylenujest najczęściej stosowanym gatunkiem ogólnego przeznaczenia.Zawiera wyłącznie monomer propylenu w półkrystalicznej postaci stałej.Główne zastosowania obejmują opakowania, tekstylia, opiekę zdrowotną, rury, motoryzację i zastosowania elektryczne.
Kopolimer polipropylenudzieli się na kopolimery statystyczne i kopolimery blokowe powstałe w wyniku polimeryzacji propenu i etanu:
1. Bezładny kopolimer propylenu wytwarza się poprzez wspólną polimeryzację etenu i propenu.Zawiera jednostki etenowe, zwykle do 6% masowych, włączane losowo w łańcuchy polipropylenu.Polimery te są elastyczne i optycznie przejrzyste, dzięki czemu nadają się do zastosowań wymagających przezroczystości oraz do produktów wymagających doskonałego wyglądu.
2. Kopolimer blokowy propylenu zawiera wyższą zawartość etenu (od 5 do 15%).Zawiera jednostki komonomeru ułożone w regularny wzór (lub bloki).Regularny wzór sprawia, że tworzywo termoplastyczne jest twardsze i mniej kruche niż losowy kopolimer.Polimery te nadają się do zastosowań wymagających dużej wytrzymałości, takich jak zastosowania przemysłowe.
Innym rodzajem polipropylenu jest kopolimer udarowy.Homopolimer propylenu zawierający mieszaną fazę bezładnego kopolimeru propylenu, która ma zawartość etylenu 45-65%, określa się jako kopolimer udarowy PP.Kopolimery udarowe są stosowane głównie w opakowaniach, artykułach gospodarstwa domowego, foliach i rurach, a także w segmentach motoryzacyjnym i elektrycznym.
Homopolimer polipropylenu a kopolimer polipropylenu
Homopolimer propylenuma wysoki stosunek wytrzymałości do masy, jest sztywniejszy i mocniejszy niż kopolimer.Te właściwości w połączeniu z dobrą odpornością chemiczną i spawalnością sprawiają, że jest to materiał z wyboru w wielu konstrukcjach odpornych na korozję.
Kopolimer polipropylenujest nieco bardziej miękki, ale ma lepszą udarność.Jest twardszy i trwalszy niż homopolimer propylenu.Ma zwykle lepszą odporność na pękanie naprężeniowe i wytrzymałość w niższej temperaturze niż homopolimer kosztem niewielkiego pogorszenia innych właściwości.
Zastosowania homopolimerów i kopolimerów PP
Aplikacje są prawie identyczne ze względu na ich szeroko wspólne właściwości.W rezultacie wyboru między tymi dwoma materiałami często dokonuje się w oparciu o kryteria nietechniczne.
Zawsze korzystne jest wcześniejsze posiadanie informacji o właściwościach tworzywa termoplastycznego.Pomaga to w wyborze odpowiedniego tworzywa termoplastycznego do danego zastosowania.Pomaga także w ocenie, czy wymagania dotyczące końcowego zastosowania zostaną spełnione, czy nie.Oto kilka kluczowych właściwości i zalet polipropylenu:
Temperatura topnienia polipropylenu.Temperatura topnienia polipropylenu mieści się w pewnym zakresie.
● Homopolimer: 160-165°C
● Kopolimer: 135-159°C
Gęstość polipropylenu.PP jest jednym z najlżejszych polimerów spośród wszystkich dostępnych na rynku tworzyw sztucznych.Ta funkcja sprawia, że jest to odpowiednia opcja do zastosowań lekkich/oszczędnych na wadze.
● Homopolimer: 0,904-0,908 g/cm3
● Losowy kopolimer: 0,904-0,908 g/cm3
● Kopolimer udarowy: 0,898-0,900 g/cm3
Odporność chemiczna polipropylenu
● Doskonała odporność na rozcieńczone i stężone kwasy, alkohole i zasady
● Dobra odporność na aldehydy, estry, węglowodory alifatyczne i ketony
● Ograniczona odporność na węglowodory aromatyczne i halogenowane oraz środki utleniające
Inne wartości
● PP zachowuje właściwości mechaniczne i elektryczne w podwyższonych temperaturach, w wilgotnych warunkach i po zanurzeniu w wodzie.Jest to wodoodporny plastik
● PP ma dobrą odporność na naprężenia środowiskowe i pękanie
● Jest wrażliwy na ataki drobnoustrojów (bakterie, pleśń itp.)
● Wykazuje dobrą odporność na sterylizację parową
Dodatki polimerowe, takie jak klarowniki, środki zmniejszające palność, włókna szklane, minerały, wypełniacze przewodzące, smary, pigmenty i wiele innych dodatków mogą dodatkowo poprawić właściwości fizyczne i/lub mechaniczne PP.Na przykład PP ma słabą odporność na promieniowanie UV, dlatego stabilizacja światłem za pomocą amin z przeszkodami zwiększa żywotność w porównaniu z niemodyfikowanym polipropylenem.
Wady polipropylenu
Słaba odporność na promieniowanie UV, uderzenia i zarysowania
Kruchość poniżej -20°C
Niska górna temperatura robocza 90-120°C
Zaatakowany przez silnie utleniające kwasy, szybko pęcznieje w chlorowanych rozpuszczalnikach i związkach aromatycznych
Kontakt z metalami niekorzystnie wpływa na stabilność starzenia cieplnego
Zmiany wymiarowe po formowaniu ze względu na efekty krystaliczności
Słaba przyczepność farby
Zastosowania polipropylenu
Polipropylen jest szeroko stosowany w różnych zastosowaniach ze względu na dobrą odporność chemiczną i spawalność.Niektóre typowe zastosowania polipropylenu obejmują:
Aplikacje opakowaniowe
Dobre właściwości barierowe, wysoka wytrzymałość, dobre wykończenie powierzchni i niski koszt sprawiają, że polipropylen idealnie nadaje się do wielu zastosowań opakowaniowych.
Elastyczne opakowanie.Doskonała przejrzystość optyczna folii PP i niska przepuszczalność pary wodnej sprawiają, że nadaje się ona do stosowania w opakowaniach do żywności.Inne rynki obejmują folie termokurczliwe, folie dla przemysłu elektronicznego, zastosowania graficzne oraz zakładki i zamknięcia do jednorazowych pieluch.Folia PP jest dostępna jako folia wylewana lub PP zorientowany dwuosiowo (BOPP).
Sztywne opakowanie.PP jest formowany z rozdmuchem w celu produkcji skrzynek, butelek i garnków.Do pakowania żywności powszechnie stosuje się pojemniki cienkościenne z PP.
Dobra konsumpcyjne.Polipropylen jest stosowany w kilku produktach gospodarstwa domowego i towarach konsumpcyjnych, w tym w częściach półprzezroczystych, sprzęcie gospodarstwa domowego, meblach, sprzęcie AGD, bagażu i zabawkach.
Zastosowania motoryzacyjne.Ze względu na niski koszt, doskonałe właściwości mechaniczne i łatwość formowania polipropylen jest szeroko stosowany w częściach samochodowych.Główne zastosowania obejmują obudowy i półki na akumulatory, zderzaki, wykładziny błotników, wykończenia wnętrza, panele przyrządów i tapicerki drzwi.Inne kluczowe cechy PP w zastosowaniach motoryzacyjnych obejmują niski współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej i ciężar właściwy, wysoką odporność chemiczną i dobrą odporność na warunki atmosferyczne, przetwarzalność oraz równowagę udarności i sztywności.
Włókna i tkaniny.Duża ilość PP jest wykorzystywana w segmencie rynku znanym jako włókna i tkaniny.Włókno PP jest wykorzystywane w wielu zastosowaniach, w tym w rafii / folii ciętej, taśmach, taśmach, ciągłym włóknie luzem, włóknach ciętych, wiązaniu typu spun bond i włóknie ciągłym.Liny i sznurki PP są bardzo mocne i odporne na wilgoć, doskonale nadają się do zastosowań morskich.
Zastosowania medyczne.Polipropylen znajduje zastosowanie w różnych zastosowaniach medycznych ze względu na wysoką odporność chemiczną i bakteryjną.Ponadto PP klasy medycznej wykazuje dobrą odporność na sterylizację parową.
Jednorazowe strzykawki są najczęstszym medycznym zastosowaniem polipropylenu.Inne zastosowania obejmują fiolki medyczne, urządzenia diagnostyczne, szalki Petriego, butelki dożylne, butelki na próbki, tacki na żywność, patelnie i pojemniki na pigułki.
Zastosowania przemysłowe.Arkusze polipropylenowe są szeroko stosowane w sektorze przemysłowym do produkcji zbiorników na kwasy i chemikalia, arkuszy, rur, zwrotnych opakowań transportowych (RTP) i innych produktów ze względu na ich właściwości, takie jak wysoka wytrzymałość na rozciąganie, odporność na wysokie temperatury i odporność na korozję.
PP w 100% podlega recyklingowi.Obudowy akumulatorów samochodowych, lampki sygnalizacyjne, kable akumulatorowe, miotły, szczotki i skrobaczki do lodu to tylko kilka przykładów produktów, które można wykonać z polipropylenu pochodzącego z recyklingu (rPP).
Proces recyklingu PP obejmuje głównie topienie odpadowego tworzywa sztucznego do temperatury 250°C w celu pozbycia się zanieczyszczeń, a następnie usuwanie pozostałych cząsteczek pod próżnią i zestalanie w temperaturze prawie 140°C.Ten PP z recyklingu można mieszać z PP pierwotnym w ilości do 50%.Głównym wyzwaniem w recyklingu PP jest jego ilość zużywana – obecnie prawie 1% butelek PP jest poddawanych recyklingowi w porównaniu do 98% wskaźnika recyklingu butelek PET i HDPE razem wziętych.
Stosowanie PP jest uważane za bezpieczne, ponieważ nie powoduje żadnych znaczących skutków z punktu widzenia bezpieczeństwa i higieny pracy, pod względem toksyczności chemicznej.Aby dowiedzieć się więcej o PP, zapoznaj się z naszym przewodnikiem, który zawiera informacje dotyczące przetwarzania i nie tylko.
Czas publikacji: 03 lipca 2023 r