Το πολυπροπυλένιο (PP) είναι ένα άκαμπτο κρυσταλλικό θερμοπλαστικό που χρησιμοποιείται σε καθημερινά αντικείμενα.Υπάρχουν διάφοροι τύποι ΡΡ διαθέσιμο: ομοπολυμερές, συμπολυμερές, κρούση, κ.λπ. Οι μηχανικές, φυσικές και χημικές του ιδιότητες λειτουργούν καλά σε εφαρμογές που κυμαίνονται από την αυτοκινητοβιομηχανία και την ιατρική έως τη συσκευασία.
Τι είναι το πολυπροπυλένιο;
Το πολυπροπυλένιο παράγεται από μονομερές προπενίου (ή προπυλενίου).Είναι μια γραμμική ρητίνη υδρογονάνθρακα.Ο χημικός τύπος του πολυπροπυλενίου είναι (C3H6)n.Το PP είναι ένα από τα φθηνότερα πλαστικά που διατίθενται σήμερα και έχει τη χαμηλότερη πυκνότητα μεταξύ των βασικών πλαστικών.Κατά τον πολυμερισμό, το ΡΡ μπορεί να σχηματίσει τρεις βασικές δομές αλυσίδας ανάλογα με τη θέση των ομάδων μεθυλίου:
Ατακτική (aPP).Ακανόνιστη διάταξη μεθυλομάδας (CH3).
Ισοτακτική (iPP).Ομάδες μεθυλίου (CH3) διατεταγμένες στη μία πλευρά της ανθρακικής αλυσίδας
Συνδιοτακτική (sPP).Εναλλασσόμενη διάταξη μεθυλομάδας (CH3).
Το PP ανήκει στην οικογένεια πολυμερών των πολυολεφινών και είναι ένα από τα κορυφαία τρία πολυμερή που χρησιμοποιούνται περισσότερο σήμερα.Το πολυπροπυλένιο έχει εφαρμογές - τόσο ως πλαστικό όσο και ως ίνα - στην αυτοκινητοβιομηχανία, τις βιομηχανικές εφαρμογές, τα καταναλωτικά αγαθά και την αγορά επίπλων.
Διαφορετικοί τύποι πολυπροπυλενίου
Τα ομοπολυμερή και τα συμπολυμερή είναι οι δύο κύριοι τύποι πολυπροπυλενίου που διατίθενται στην αγορά.
Ομοπολυμερές προπυλενίουείναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος βαθμός γενικής χρήσης.Περιέχει μόνο μονομερές προπυλενίου σε ημι-κρυσταλλική στερεή μορφή.Οι κύριες εφαρμογές περιλαμβάνουν συσκευασία, υφάσματα, υγειονομική περίθαλψη, σωλήνες, αυτοκίνητα και ηλεκτρικές εφαρμογές.
Συμπολυμερές πολυπροπυλενίουχωρίζεται σε τυχαία συμπολυμερή και συμπολυμερή κατά συστάδες που παράγονται με πολυμερισμό προπενίου και αιθανίου:
1. Το τυχαίο συμπολυμερές προπυλενίου παράγεται με πολυμερισμό μαζί αιθενίου και προπενίου.Διαθέτει μονάδες αιθενίου, συνήθως έως και 6% κατά μάζα, ενσωματωμένες τυχαία στις αλυσίδες πολυπροπυλενίου.Αυτά τα πολυμερή είναι εύκαμπτα και οπτικά διαυγή, καθιστώντας τα κατάλληλα για εφαρμογές που απαιτούν διαφάνεια και για προϊόντα που απαιτούν εξαιρετική εμφάνιση.
2. Το μπλοκ συμπολυμερές προπυλενίου περιέχει υψηλότερη περιεκτικότητα σε αιθένιο (μεταξύ 5 και 15%).Έχει μονάδες συν-μονομερών διατεταγμένες σε κανονικό σχέδιο (ή μπλοκ).Το κανονικό σχέδιο κάνει το θερμοπλαστικό πιο σκληρό και λιγότερο εύθραυστο από το τυχαίο συμπολυμερές.Αυτά τα πολυμερή είναι κατάλληλα για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αντοχή, όπως βιομηχανικές χρήσεις.
Ένας άλλος τύπος πολυπροπυλενίου είναι το συμπολυμερές κρούσης.Ένα ομοπολυμερές προπυλενίου που περιέχει μια συν-αναμειγμένη φάση τυχαίου συμπολυμερούς προπυλενίου που έχει περιεκτικότητα σε αιθυλένιο 45-65% αναφέρεται ως συμπολυμερές κρούσης ΡΡ.Τα συμπολυμερή κρούσης χρησιμοποιούνται κυρίως σε εφαρμογές συσκευασίας, οικιακών ειδών, μεμβρανών και σωλήνων, καθώς και στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας και των ηλεκτρικών.
Ομοπολυμερές πολυπροπυλενίου έναντι συμπολυμερούς πολυπροπυλενίου
Ομοπολυμερές προπυλενίουέχει υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος και είναι πιο άκαμπτο και ισχυρότερο από το συμπολυμερές.Αυτές οι ιδιότητες σε συνδυασμό με την καλή χημική αντοχή και τη δυνατότητα συγκόλλησης το καθιστούν ένα υλικό επιλογής σε πολλές ανθεκτικές στη διάβρωση δομές.
Συμπολυμερές πολυπροπυλενίουείναι λίγο πιο μαλακό αλλά έχει καλύτερη αντοχή στην κρούση.Είναι πιο σκληρό και πιο ανθεκτικό από το ομοπολυμερές προπυλενίου.Τείνει να έχει καλύτερη αντοχή σε ρωγμές σε καταπόνηση και χαμηλότερη ανθεκτικότητα στη θερμοκρασία από το ομοπολυμερές σε βάρος μιας μικρής μείωσης σε άλλες ιδιότητες.
Εφαρμογές PP ομοπολυμερούς και συμπολυμερούς PP
Οι εφαρμογές είναι σχεδόν πανομοιότυπες λόγω των ευρέως κοινών ιδιοτήτων τους.Ως αποτέλεσμα, η επιλογή μεταξύ αυτών των δύο υλικών γίνεται συχνά με βάση μη τεχνικά κριτήρια.
Η εκ των προτέρων διατήρηση πληροφοριών σχετικά με τις ιδιότητες ενός θερμοπλαστικού είναι πάντα ευεργετική.Αυτό βοηθά στην επιλογή του σωστού θερμοπλαστικού για μια εφαρμογή.Βοηθά επίσης στην αξιολόγηση της απαίτησης τελικής χρήσης εάν πληρούται ή όχι.Ακολουθούν ορισμένες βασικές ιδιότητες και οφέλη του πολυπροπυλενίου:
Σημείο τήξης πολυπροπυλενίου.Το σημείο τήξης του πολυπροπυλενίου εμφανίζεται σε μια περιοχή.
● Ομοπολυμερές: 160-165°C
● Συμπολυμερές: 135-159°C
Πυκνότητα πολυπροπυλενίου.Το PP είναι ένα από τα ελαφρύτερα πολυμερή μεταξύ όλων των βασικών πλαστικών.Αυτό το χαρακτηριστικό το καθιστά κατάλληλη επιλογή για εφαρμογές ελαφριάς/εξοικονόμησης βάρους.
● Ομοπολυμερές: 0,904-0,908 g/cm3
● Τυχαίο συμπολυμερές: 0,904-0,908 g/cm3
● Συμπολυμερές κρούσης: 0,898-0,900 g/cm3
Χημική αντοχή σε πολυπροπυλένιο
● Εξαιρετική αντοχή σε αραιωμένα και συμπυκνωμένα οξέα, αλκοόλες και βάσεις
● Καλή αντοχή σε αλδεΰδες, εστέρες, αλειφατικούς υδρογονάνθρακες και κετόνες
● Περιορισμένη αντοχή σε αρωματικούς και αλογονωμένους υδρογονάνθρακες και οξειδωτικά μέσα
Άλλες αξίες
● Το PP διατηρεί τις μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες σε υψηλές θερμοκρασίες, σε συνθήκες υγρασίας και όταν βυθίζεται στο νερό.Είναι ένα αδιάβροχο πλαστικό
● Το PP έχει καλή αντοχή σε περιβαλλοντικές καταπονήσεις και ρωγμές
● Είναι ευαίσθητο σε προσβολές μικροβίων (βακτήρια, μούχλα κ.λπ.)
● Παρουσιάζει καλή αντοχή στην αποστείρωση με ατμό
Πολυμερή πρόσθετα όπως διαυγαστές, επιβραδυντικά φλόγας, ίνες γυαλιού, ορυκτά, αγώγιμα πληρωτικά, λιπαντικά, χρωστικές και πολλά άλλα πρόσθετα μπορούν να βελτιώσουν περαιτέρω τις φυσικές ή/και μηχανικές ιδιότητες του ΡΡ.Για παράδειγμα, το PP έχει χαμηλή αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία, επομένως η σταθεροποίηση του φωτός με παρεμποδισμένες αμίνες ενισχύει τη διάρκεια ζωής σε σύγκριση με το μη τροποποιημένο πολυπροπυλένιο.
Μειονεκτήματα του πολυπροπυλενίου
Χαμηλή αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία, κρούση και γρατσουνιές
Εύθραυστο κάτω από -20°C
Χαμηλή ανώτερη θερμοκρασία λειτουργίας, 90-120°C
Προσβάλλεται από πολύ οξειδωτικά οξέα, διογκώνεται γρήγορα σε χλωριωμένους διαλύτες και αρωματικά
Η σταθερότητα στη θερμική γήρανση επηρεάζεται αρνητικά από την επαφή με μέταλλα
Αλλαγές διαστάσεων μετά τη χύτευση λόγω των επιδράσεων κρυσταλλικότητας
Κακή πρόσφυση βαφής
Εφαρμογές Πολυπροπυλενίου
Το πολυπροπυλένιο χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες εφαρμογές λόγω της καλής χημικής του αντοχής και συγκολλητικότητας.Μερικές κοινές χρήσεις του πολυπροπυλενίου περιλαμβάνουν:
Εφαρμογές Συσκευασίας
Οι καλές ιδιότητες φραγμού, η υψηλή αντοχή, το καλό φινίρισμα της επιφάνειας και το χαμηλό κόστος καθιστούν το πολυπροπυλένιο ιδανικό για πολλές εφαρμογές συσκευασίας.
Ευέλικτη συσκευασία.Η εξαιρετική οπτική διαύγεια των μεμβρανών PP και η χαμηλή μετάδοση υγρασίας-ατμού τα καθιστούν κατάλληλο για χρήση σε συσκευασίες τροφίμων.Άλλες αγορές περιλαμβάνουν το περιτύλιγμα με φιλμ συρρίκνωσης, τις ηλεκτρονικές μεμβράνες βιομηχανίας, τις εφαρμογές γραφικών τεχνών και τις γλωττίδες και τα πώματα για πάνες μιας χρήσης.Το φιλμ PP διατίθεται είτε ως χυτό φιλμ είτε ως διαξονικά προσανατολισμένο PP (BOPP).
Άκαμπτη συσκευασία.Το PP χυτεύεται με εμφύσηση για να παράγει κιβώτια, μπουκάλια και γλάστρες.Τα δοχεία με λεπτό τοίχωμα PP χρησιμοποιούνται συνήθως για τη συσκευασία τροφίμων.
Καταναλωτικά αγαθά.Το πολυπροπυλένιο χρησιμοποιείται σε πολλά οικιακά προϊόντα και εφαρμογές καταναλωτικών αγαθών, συμπεριλαμβανομένων ημιδιαφανών εξαρτημάτων, οικιακών ειδών, επίπλων, συσκευών, αποσκευών και παιχνιδιών.
Εφαρμογές αυτοκινήτου.Λόγω του χαμηλού κόστους, των εξαιρετικών μηχανικών ιδιοτήτων και της ικανότητας χύτευσης, το πολυπροπυλένιο χρησιμοποιείται ευρέως σε ανταλλακτικά αυτοκινήτων.Οι κύριες εφαρμογές περιλαμβάνουν θήκες και δίσκους μπαταριών, προφυλακτήρες, επενδύσεις φτερών, εσωτερική επένδυση, πίνακες οργάνων και επενδύσεις θυρών.Άλλα βασικά χαρακτηριστικά των εφαρμογών του PP στην αυτοκινητοβιομηχανία περιλαμβάνουν χαμηλό συντελεστή γραμμικής θερμικής διαστολής και ειδικό βάρος, υψηλή χημική αντοχή και καλή αντοχή στις καιρικές συνθήκες, δυνατότητα επεξεργασίας και ισορροπία κρούσης/ακαμψίας.
Ίνες και υφάσματα.Ένας μεγάλος όγκος ΡΡ χρησιμοποιείται στο τμήμα της αγοράς που είναι γνωστό ως ίνες και υφάσματα.Η ίνα PP χρησιμοποιείται σε μια σειρά εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένης της μεμβράνης raffia/σχισμής, της ταινίας, της ταινίας, του χύδην συνεχούς νήματος, των μη συνεχών ινών, του στροβιλισμού και του συνεχούς νήματος.Το σχοινί και ο σπάγκος PP είναι πολύ ισχυρά και ανθεκτικά στην υγρασία, πολύ κατάλληλα για θαλάσσιες εφαρμογές.
Ιατρικές εφαρμογές.Το πολυπροπυλένιο χρησιμοποιείται σε διάφορες ιατρικές εφαρμογές λόγω της υψηλής χημικής και βακτηριακής αντοχής.Επίσης, το ιατρικού βαθμού PP παρουσιάζει καλή αντοχή στην αποστείρωση με ατμό.
Οι σύριγγες μιας χρήσης είναι η πιο κοινή ιατρική εφαρμογή του πολυπροπυλενίου.Άλλες εφαρμογές περιλαμβάνουν ιατρικά φιαλίδια, διαγνωστικές συσκευές, τρυβλία Petri, ενδοφλέβιες φιάλες, φιάλες δειγμάτων, δίσκους τροφίμων, τηγάνια και δοχεία χαπιών.
Βιομηχανικές εφαρμογές.Τα φύλλα πολυπροπυλενίου χρησιμοποιούνται ευρέως στον βιομηχανικό τομέα για την παραγωγή όξινων και χημικών δεξαμενών, φύλλων, σωλήνων, επιστρεφόμενων συσκευασιών μεταφοράς (RTP) και άλλων προϊόντων λόγω των ιδιοτήτων τους όπως η υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και αντοχή στη διάβρωση.
Το PP είναι 100% ανακυκλώσιμο.Θήκες μπαταριών αυτοκινήτου, φώτα σηματοδότησης, καλώδια μπαταριών, σκούπες, βούρτσες και ξύστρες πάγου είναι μερικά παραδείγματα προϊόντων που μπορούν να κατασκευαστούν από ανακυκλωμένο πολυπροπυλένιο (rPP).
Η διαδικασία ανακύκλωσης PP περιλαμβάνει κυρίως τήξη απορριμμάτων πλαστικού στους 250°C για την απαλλαγή από ρύπους, ακολουθούμενη από αφαίρεση υπολειμματικών μορίων υπό κενό και στερεοποίηση στους σχεδόν 140°C.Αυτό το ανακυκλωμένο PP μπορεί να αναμιχθεί με παρθένο PP σε ποσοστό έως και 50%.Η κύρια πρόκληση στην ανακύκλωση PP σχετίζεται με την ποσότητα που καταναλώνεται - επί του παρόντος ανακυκλώνεται σχεδόν το 1% των φιαλών PP, σε σύγκριση με το ποσοστό ανακύκλωσης 98% των φιαλών PET και HDPE μαζί.
Η χρήση του ΡΡ θεωρείται ασφαλής γιατί δεν έχει αξιοσημείωτη επίδραση από άποψη υγείας και ασφάλειας στην εργασία, όσον αφορά τη χημική τοξικότητα.Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με το PP, ανατρέξτε στον οδηγό μας, ο οποίος περιλαμβάνει πληροφορίες επεξεργασίας και πολλά άλλα.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-03-2023