PP

Полипропилен (PP), такође познат као полипропен, Је термопластични полимер који се користи у широкој употреби укључујући паковање и етикетирање, текстил (нпр. ужад, термално рубље и теписи), прибор за јело, пластични дијелови и посуде за вишекратну употребу, лабораторијска опрема, звучници, аутомобилске компоненте и полимерне новчанице. Додатни полимер направљен од мономера пропилена, чврст је и неуобичајено отпоран на многа хемијска растварача, базе и киселине.

У 2013. години, глобално тржиште полипропилена било је око 55 милиона тона.

imena
Име ИУПАЦ-а: поли (пропен)
Друга имена: Полипропилен; Полипропен; Полипропен 25 [УСАН]; Пропенски полимери; Пропиленски полимери; 1-пропен
Идентификатори
ЦАС број	9003-07-0
Некретнине
Хемијска формула	(C3H6)n
Густина	КСНУМКС г / см3, аморфан КСНУМКС г / см3, кристални
Тачка топљења	130 до 171 ° Ц (266 до 340 ° Ф; 403 до 444 К)
Осим ако је другачије наведено, подаци се дају и за њихове материјале стандардно стање (на 25 ° Ц [77 ° Ф], 100 кПа).

Хемијска и физичка својства

Полипропилен је у многим аспектима сличан полиетилену, посебно у понашању раствора и електричним својствима. Додатно присутна метил група побољшава механичка својства и топлотну отпорност, док хемијска отпорност опада. Особине полипропилена зависе од молекуларне тежине и расподеле молекулске тежине, кристалности, врсте и пропорције комономера (ако се користи) и изотактичности.

Механичка својства

Густина ПП је између 0.895 и 0.92 г / цмXNUMX. Стога је ПП ПП робна пластика са најнижом густином. Са нижом густином, делови за лајсне са мањом тежином и више делова одређене масе пластике могу се произвести. За разлику од полиетилена, кристалне и аморфне области незнатно се разликују по својој густини. Међутим, густина полиетилена може се значајно променити са пунилима.

Иоунгов модул ПП је између 1300 и 1800 Н / мм².

Полипропилен је обично чврст и флексибилан, посебно када се кополимеризира са етиеном. То омогућава да се полипропилен користи као инжењерска пластика, такмичећи се са материјалима попут акрилонитрил бутадиен стирена (АБС). Полипропилен је економичан.

Полипропилен има добру отпорност на умор.

Термичка својства

Тачка топљења полипропилена се јавља у одређеном опсегу, па се тачка топљења одређује проналажењем највише температуре на табели диференцијалне скенирајуће калориметрије. Савршено изотактички ПП има тачку топљења од 171 ° Ц (340 ° Ф). Комерцијални изотактички ПП има тачку топљења која се креће од 160 до 166 ° Ц (320 до 331 ° Ф), у зависности од атактичког материјала и кристалности. Синдиотацтиц ПП са кристалношћу од 30% има тачку топљења од 130 ° Ц (266 ° Ф). Испод 0 ° Ц, ПП постаје ломљив.

Термичка експанзија полипропилена је веома велика, али нешто мања од оне полиетилена.

Хемијска својства

Полипропилен је осим јаких оксиданса отпоран на масти и готово све органске раствараче на собној температури. Неоксидирајуће киселине и базе могу се чувати у контејнерима од ПП. На повишеној температури, ПП се може решити у растварачима ниске поларности (нпр. Ксилен, тетралин и декалин). Због терцијарног атома угљеника ПП је хемијски мање отпоран од ПЕ (види правило Марковников).

Већина комерцијалног полипропилена је изотактичка и има средњи ниво кристалности између нивоа полиетилен ниске густине (ЛДПЕ) и полиетилена високе густине (ХДПЕ). Изотактички и атактички полипропилен растворљив је у П-ксилолу на 140 степени Целзијуса. Изотактични талог се таложи када се раствор охлади на 25 степени Целзијуса, а атактички део остаје растворљив у П-ксилолу.

Брзина протока талине (МФР) или индекс протока талине (МФИ) је мера молекулске тежине полипропилена. Мера помаже да се утврди колико ће лако растопљена сировина тећи током обраде. Полипропилен са вишим МФР лакше ће испунити пластични калуп током процеса убризгавања или обликовања дувањем. Како се проток талине повећава, међутим, нека физичка својства, попут ударне чврстоће, смањиваће се. Постоје три опште врсте полипропилена: хомополимер, случајни кополимер и блок кополимер. Комономер се обично користи са етиленом. Етилен-пропиленска гума или ЕПДМ додата полипропиленском хомополимеру повећава његову ударну чврстоћу при ниским температурама. Насумично полимеризовани етилен мономер додат полипропиленском хомополимеру смањује кристалност полимера, снижава тачку топљења и чини полимер прозирнијим.

деградација

Полипропилен се може разградити у ланцу због излагања топлоти и УВ зрачењу, као што је оно присутно на сунчевој светлости. Оксидација се обично јавља на терцијарном атому угљеника који је присутан у свакој поновљеној јединици. Овде се формира слободни радикал, који затим даље реагује са кисеоником, праћен ланчаним цепањем дајући алдехиде и карбоксилне киселине. У спољашњим применама приказује се као мрежа финих пукотина и пукотина које постају све дубље и теже са временом излагања. За спољне примене морају се користити адитиви који апсорбују УВ. Чађа такође пружа одређену заштиту од УВ напада. Полимер се такође може оксидирати на високим температурама, што је чест проблем током калуповања. Обично се додају антиоксиданти да би се спречила разградња полимера. Показало се да микробне заједнице изоловане из узорака тла помешаних са скробом могу разградити полипропилен. Извештено је да се полипропилен разграђује док се налази у људском телу као имплантабилни мрежасти уређај. Разграђени материјал на површини мрежастих влакана формира слој попут коре дрвета.

Оптичке особине

ПП може бити прозиран када није обојен, али није тако лако транспарентан као полистирен, акрил или нека друга пластика. Често се користи непрозирна или обојена пигментима.

историја

Кемичари Пхиллипс Петролеума Ј. Паул Хоган и Роберт Л. Банкс први пут су полимеризирали пропилен 1951. Пропилен је први полимеризовао у кристални изотактички полимер Гиулио Натта, као и њемачки хемичар Карл Рехн у марту 1954. Ово пионирско откриће довело је до великих обимна комерцијална производња изотактичног полипропилена од италијанске фирме Монтецатини од 1957. надаље. Синдиотацтиц полипропилен су такође први синтетизовали Натта и његови сарадници.

Полипропилен је друга најважнија пластика, чији приходи се очекују да ће до 145. премашити 2019 милијарди УСД, а продаја овог материјала се очекује до 5.8% годишње до 2021.

Синтеза

Важан концепт у разумевању везе између структуре полипропилена и његових својстава је тактичност. Релативна оријентација сваке метил групе (CH
3 на слици) у односу на метилне групе у суседним мономерним јединицама снажно утиче на способност полимера да ствара кристале.

Зиеглер-Натта катализатор је у стању да ограничи повезивање молекула мономера на одређену правилну оријентацију, било изотактичну, када су све метилне групе постављене на истој страни у односу на окосницу полимерног ланца, или синдиотактичку, када су положаји метилне групе се смењују. Комерцијално доступан изотактички полипропилен израђен је од две врсте Зиеглер-Натта катализатора. Прва група катализатора обухвата чврсте (углавном подржане) катализаторе и одређене врсте растворљивих металоценских катализатора. Такве изотактичке макромолекуле се завијају у спирални облик; ове завојнице се затим нижу једна поред друге да би створиле кристале који комерцијалном изотактичном полипропилену дају многа пожељна својства.

Друга врста металоценских катализатора производи синдиотактички полипропилен. Ове макромолекуле се такође савијају у хеликоптере (различитог типа) и формирају кристалне материјале.

Када метилне групе у полипропиленском ланцу не показују пожељну оријентацију, полимери се називају атактички. Атактични полипропилен је аморфни гумени материјал. Може се произвести комерцијално било помоћу посебне врсте подржаног Зиеглер-Натта катализатора или са неким металоценским катализаторима.

Модерни подржани Зиеглер-Натта катализатори развијени за полимеризацију пропилена и других 1-алкена до изотактичних полимера обично се користе ТиЦл
4 као активни састојак и МгЦл
2 као ослонац. Катализатори такође садрже органске модификаторе, било естре и диестере ароматичне киселине или етре. Ови катализатори се активирају посебним кокатализаторима који садрже органоалуминумско једињење као што је Ал (Ц₂H₅)₃ и други тип модификатора. Катализатори се разликују у зависности од поступка који се користи за обликовање честица катализатора из МгЦл₂ и у зависности од врсте органских модификатора који се користе током припреме катализатора и употребе у реакцијама полимеризације. Две најважније технолошке карактеристике свих подржаних катализатора су висока продуктивност и висок удео кристалног изотактичног полимера који производе на 70–80 ° Ц у стандардним полимеризационим условима. Комерцијална синтеза изотактичног полипропилена обично се изводи или у медијуму течног пропилена или у реакторима са гасном фазом.

Комерцијална синтеза синдиотактичког полипропилена се врши уз употребу посебне класе металоценских катализатора. Они користе премошћене комплексе бис-металоцена типа моста- (Цп₁) (Цп₂) ЗрЦл₂ где је први Цп лиганд циклопентадиенил група, други Цп лиганд је флуоренил група, а мост између два Цп лиганда је -ЦХ₂-ЦХ₂-,> СиМе₂, или> СиПх₂. Ови комплекси се претварају у катализаторе полимеризације активирајући их посебним органоалуминијевим кокатализатором, метилалумоксоксаном (МАО).

Индустријски процеси

Традиционално, три производна процеса су најрепрезентативнији начини за производњу полипропилена.

Угљиководична суспензија или суспензија: Користи течни инертни разблаживач угљоводоника у реактору да олакша пренос пропилена до катализатора, уклањање топлоте из система, деактивацију / уклањање катализатора као и растварање атактичког полимера. Опсег оцена које се могу произвести био је веома ограничен. (Технологија је престала да се користи).

Насипна (или масна каша): Користи течни пропилен уместо течни инертни разблаживач угљоводоника. Полимер се не раствара у разблаживачу, већ се вози на течни пропилен. Настали полимер се повуче и сваки нереаговани мономер се отпухне.

Гасна фаза: Користи гасовити пропилен у контакту са чврстим катализатором, што резултира флуидом са флуидним слојем.

Производња

Процес топљења полипропилена може се постићи екструзијом и калупа. Уобичајене методе екструзије укључују производњу влакана од истопљеног и завртног везивања како би се формирали дугачки ваљци за будућу претворбу у широки спектар корисних производа, попут маски за лице, филтера, пелена и марамица.

Најчешћа техника обликовања је бризгање, која се користи за делове као што су шоље, прибор за јело, бочице, поклопци, посуде, кућни предмети и аутомобилски делови као што су батерије. Сродне технике дување ињекционо растезање Такође се користе, која укључују и екструзију и ливење.

Велики број апликација за крајњу употребу за полипропилен је често могућ због способности прилагођавања разреда са специфичним молекуларним својствима и адитивима током његове производње. На пример, могу се додати антистатички адитиви који помажу да површине полипропилена одолевају прашини и прљавштини. Многе технике завршне обраде могу се користити и на полипропилену, као што је машинска обрада. Површински третмани се могу применити на делове од полипропилена како би се потакнуло лепљење штампарске боје и боја.

Двоосно оријентисан полипропилен (БОПП)

Када се полипропиленски филм екструдира и растеже у смеру машине и преко смера машине, то се назива биаксијално оријентисан полипропилен. Осовинска оријентација повећава чврстоћу и јасноћу. БОПП се широко користи као амбалажни материјал за паковање производа као што су храна за ужину, свежи производи и кондиторски производи. Лако се премазати, штампати и ламинат да би се добио жељени изглед и својства за употребу као амбалажни материјал. Овај се поступак обично назива претварање. Обично се производи у великим колутима који се на машинама за резање режу на мање ваљке за употребу на машинама за паковање.

Трендови развоја

Са порастом нивоа перформанси потребног за квалитет полипропилена последњих година, у процес производње полипропилена интегрисане су разне идеје и доприноси.

Постоје отприлике два смера за специфичне методе. Један је побољшање уједначености полимерних честица произведених коришћењем реактора циркулацијског типа, а други је побољшање уједначености полимерних честица произведених коришћењем реактора са уском расподјелом времена задржавања.

aplikacije

Како је полипропилен отпоран на умор, већина пластичних живих шарки, попут оних на преклопним боцама, направљена је од овог материјала. Међутим, важно је осигурати да су ланчани молекули оријентисани преко шарке како би се повећала снага.

Врло танки листови (~ 2–20 µм) полипропилена користе се као диелектрик у одређеним импулсним РФ кондензаторима високих перформанси.

Полипропилен се користи у производњи система цевовода; и оне које се баве високом чистоћом и оне дизајниране за чврстоћу и крутост (нпр. оне намењене за употребу у водоводима за пиће, хидрауличком грејању и хлађењу и рециклираној води). Овај материјал се често бира због отпорности на корозију и хемијско испирање, отпорности на већину облика физичких оштећења, укључујући ударе и смрзавање, користи за животну средину и способности спајања топлотном фузијом, а не лепљењем.

Многи пластични предмети за медицинску или лабораторијску употребу могу се направити од полипропилена јер може поднијети врућину у аутоклаву. Његова отпорност на топлоту такође му омогућава да се користи као производни материјал котлићи за потрошаче. Посуде за храну направљене од ње неће се растопити у машини за прање судова, нити се топити током индустријских процеса врућег пуњења. Из тог разлога, већина пластичних каде за млечне производе је полипропилен запечаћен алуминијумском фолијом (оба материјала отпорна на топлоту). Након што се производ охлади, у кади се често добијају поклопци направљени од мање отпорног на топлоту материјала, као што су ЛДПЕ или полистирен. Такви спремници пружају добар пример разлике у модулу, јер је гумени (мекши, флексибилнији) осећај ЛДПЕ у односу на полипропилен исте дебљине лако видљив. Чврсти, прозирни, пластични контејнери за вишекратну употребу израђени у различитим облицима и величинама за потрошаче из различитих компанија, као што су Руббермаид и Стерилите, обично су израђени од полипропилена, иако су поклопци често направљени од нешто флексибилнијег ЛДПЕ-а, тако да се могу прикључити на контејнер да га затворите. Полипропилен се такође може направити у боце за једнократну употребу да садрже течне, прашкасте или сличне потрошачке производе, мада се за прављење боца обично користе и ХДПЕ и полиетилен терефталат. Пластичне канте, аутомобилске батерије, канте за отпад, апотеке, хладњаче, посуде и посуде често се праве од полипропилена или ХДПЕ-а, који обично имају сличан изглед, осећај и својства на собној температури.

Уобичајена примена за полипропилен је као двоаксијално оријентисан полипропилен (БОПП). Ови листови БОПП користе се за израду широког спектра материјала, укључујући бистре кесе. Када је полипропилен двоаксијално оријентисан, постаје кристално чист и служи као одличан материјал за паковање уметничких и малопродајних производа.

Полипропилен, високо бојан, широко се користи у производњи тепиха, простирки и простирки за употребу код куће.

Полипропилен се широко користи у ужадима, карактеристичан по томе што су довољно лагани да плутају у води. За једнаку масу и конструкцију, полипропиленско уже је по снази слично полиестерском ужету. Полипропилен кошта мање од већине осталих синтетичких влакана.

Полипропилен се такође користи као алтернатива поливинилхлориду (ПВЦ) као изолација електричних каблова за ЛСЗХ каблове у окружењима са слабом вентилацијом, пре свега тунелима. То је зато што емитује мање дима и нема токсичних халогена, што може довести до стварања киселине у условима високе температуре.

Полипропилен се такође користи у посебним кровним мембранама као хидроизолациони горњи слој једнослојних система за разлику од модификованих битних система.

Полипропилен се најчешће користи за пластичне калупе, при чему се убризгава у калуп док се топи, формирајући сложене облике по релативно ниској цени и великој запремини; примери укључују врхове боца, боце и фитинге.

Такође се може производити у облику листова, широко се користи за производњу фасцикли за канцеларијски материјал, амбалаже и кутија за одлагање. Широк спектар боја, трајност, ниска цена и отпорност на прљавштину чине га идеалним као заштитни поклопац за папире и друге материјале. Због ових карактеристика користи се у налепницама Рубик'с Цубе.

Доступност лима полипропилена пружила је прилику за употребу материјала од стране дизајнера. Лагана, издржљива и шарена пластика чини идеалан медиј за стварање светлих нијанси, а велики број дизајна је развијен помоћу пресјека који се међусобно закључавају како би се створили сложени дизајни.

Листови од полипропилена популарни су избор за колекционаре трговинских картица; испоручују се с џеповима (девет за картице стандардне величине) за уметање картица и користе се за заштиту њиховог стања, а намењене су чувању у везиву.

Експандирани полипропилен (ЕПП) је пенаст облик полипропилена. ЕПП има веома добре карактеристике удара због мале крутости; ово омогућава ЕПП-у да настави свој облик након удара. ЕПП се од стране хобиста широко користи у авионима модела и другим радио-управљаним возилима. То се углавном дешава због његове способности да апсорбује ударце, што је чини идеалним материјалом за РЦ авионе за почетнике и аматере.

Полипропилен се користи у производњи погонских јединица звучника. Његову употребу пионирирали су инжењери ББЦ-а, а права на патенте које је Миссион Елецтроницс потом откупила за употребу у свом звучнику Миссион Фреедом и звучнику Миссион 737 Ренаиссанце.

Полипропиленска влакна се користе као додатак бетону за повећање чврстоће и смањење пуцања и љуштења. У подручјима подложним земљотресу, тј. У Калифорнији, ПП влакна се додају са земљиштем ради побољшања чврстоће и пригушења тла приликом изградње темеља конструкција као што су зграде, мостови итд.

Полипропилен се користи у полипропиленским бубњевима.

Одећа

Полипропилен је главни полимер који се користи у нетканим материјалима, са преко 50% који се користи за пелене или санитарне производе где се третира да упија воду (хидрофилна) уместо да природно одбија воду (хидрофобна). Остале занимљиве неткане употребе укључују филтере за ваздух, гас и течности у којима се влакна могу формирати у листове или мреже који се могу набрати да би се формирали кертриџи или слојеви који филтрирају у различитим ефикасностима у опсегу од 0.5 до 30 микрометара. Таква примена се јавља у кућама као што су филтери за воду или филтри клима уређаја. Неткани материјали велике површине и природно олеофилни полипропилен идеални су упијачи изливања нафте са познатим плутајућим препрекама у близини изливања нафте на рекама.

Полипропилен или „полипро“ се користи за производњу основних слојева у хладним временским условима, као што су кошуље са дугим рукавима или дуго доње рубље. Полипропилен се такође користи у одећи за топло време, у којој одводи зној са коже. Скорије, Полиестер је заменио полипропилен у тим применама у америчкој војсци, као што је у ЕЦВЦС. Иако полипропиленска одећа није лако запаљива, може се истопити, што може довести до озбиљних опекотина ако је носилац умешан у експлозију или пожар било које врсте. Полипропиленско рубље је познато по задржавању телесних мириса које је тада тешко уклонити. Тренутна генерација полиестера нема овај недостатак.

Неки модни дизајнери прилагодили су полипропилен за израду накита и других носивих предмета.

Медицински

Његова најчешћа медицинска употреба је у синтетичком, неупирујућем шаву пролен.

Полипропилен се користи у операцијама поправке кила и карличних органа како би се тело заштитило од нових кила на истој локацији. Мала мрља материјала се поставља преко места киле, испод коже, и безболна је и ретко, ако икад, тело одбаци. Међутим, полипропиленска мрежа ће током дана из године у годину ерозити ткиво које га окружује у неизвесном периоду. Због тога је ФДА издао неколико упозорења на употребу медицинских сетова од полипропиленских мрежа за одређене примене у пролапсу карличних органа, посебно када се уводи у близину зида вагине због сталног пораста броја ерозија ткива изазваних мрежицама, које су пријавили пацијенти у последњих неколико година. Недавно, 3. јануара 2012., ФДА је наручио 35 произвођача ових мрежастих производа да проуче споредне ефекте ових уређаја.

Првобитно сматран инертним, откривено је да се полипропилен у тијелу разграђује. Деградирани материјал формира љуску сличну кору на мрежним влакнима и склони су пуцању.

Летелица модела ЕПП

Од 2001. године експандиране полипропиленске пене (ЕПП) добијају на популарности и у примени као структурни материјал у авионима хобистичких радио-модела. За разлику од експандиране полистиренске пене (ЕПС) која је растрљива и лако се ломи при удару, ЕПП пена је у стању да врло добро апсорбује кинетичке ударе без ломљења, задржава свој првобитни облик и показује карактеристике меморијског облика који јој омогућавају да се врати у свој изворни облик у кратко време. Као последица тога, модел радио-управљања чија су крила и труп израђени од ЕПП пене изузетно је еластичан и способан да апсорбује ударе који би резултирали потпуним уништењем модела израђених од лакших традиционалних материјала, попут балзе или чак ЕПС пене. ЕПП модели, када су прекривени јефтиним самољепљивим тракама импрегнираним стаклопластиком, често показују знатно повећану механичку чврстоћу, заједно са лакоћом и површинском завршном обрадом који се поклапају са моделима горе поменутих типова. ЕПП је такође хемијски високо инертан, што дозвољава употребу широког спектра различитих лепкова. ЕПП се може топлотно обликовати, а површине се лако обрађују употребом алата за резање и абразивног папира. Главна подручја израде модела у којима је ЕПП нашао велико прихватање су подручја:

• Вјетровине нагиба нагиба
• Затворени електрични модели са електричним погоном
• Ручно лансирана једрилица за малу децу

На пољу узлета косина ЕПП је нашао највећу корист и употребу, јер дозвољава изградњу радио-контролисаних моделних једрилица велике чврстоће и покретљивости. Као последица тога, дисциплине борбе на косини (активни процес пријатељских такмичара који покушавају да међусобним авионима нокаутирају ваздух директним контактом) и трке на пилону на косини постале су уобичајене, што је директна последица карактеристика чврстоће материјала ЕПП.

Грађевинарство

Када је катедрала на Тенерифеу, катедрала Ла Лагуна, поправљена 2002–2014, показало се да су сводови и купола у прилично лошем стању. Због тога су ови делови зграде срушени и замењени конструкцијама из полипропилена. Ово је пријављено као први пут када је овај материјал коришћен у овим размерама у зградама.

Рециклажа

Полипропилен се може рециклирати и има број „5“ идентификациони код смоле.

Поправке

Многи предмети су направљени од полипропилена управо зато што је еластичан и отпоран на већину растварача и лепкова. Такође, врло је мало доступних лепкова посебно за лепљење ПП. Међутим, чврсти ПП предмети који нису подложни прекомерном флексирању могу се на задовољавајући начин спојити са дводелним епоксидним лепком или употребом пиштоља са врућим лепком. Припрема је важна и често је корисно површину учврстити картоном, шареним папиром или другим брусним материјалом како би се обезбедило боље сидрење за лепак. Такође се пре лепљења препоручује чишћење са минералним пићима или сличним алкохолом да би се уклонила било каква уља или друга контаминација. Можда ће бити потребно неко експериментирање. На располагању су и индустријски лепкови за ПП, али то је тешко пронаћи, посебно у малопродаји.

ПП се може отопити техником заваривања брзином. Брзим заваривањем, пластични заваривач, сличан лемилици по изгледу и снази, опремљен је доводном цевчицом за пластичну шипку за заваривање. Врх за брзину загрева шипку и подлогу, док истовремено притиска растопљену заварену шипку на своје место. У зглоб се положи зрно омекшане пластике, а делови и шипка за заваривање осигуравају. Са полипропиленом, растопљена шипка за заваривање мора се „мешати“ са полурастопљеним основним материјалом који се израђује или поправља. „Пиштољ“ брзих врхова је у основи лемило са широким, равним врхом који се може користити за топљење завареног споја и материјала за пуњење како би се створила веза.

Здравствени проблеми

Радна група за заштиту животне средине класификује ПП као малу до умерену опасност. ПП је обојен дрогом, за његово бојење се не користи вода, за разлику од памука.

Током 2008. године, истраживачи у Канади тврдили су да квартерни амонијумски биоциди и олеамид истјечу из одређених лабораторијских производа од полипропилена, што утиче на експерименталне резултате. Како се полипропилен користи у великом броју контејнера за храну, попут оних за јогурт, представник за штампу Хеалтх Цанада Паул Дуцхесне рекао је да ће одељење преиспитати налазе како би утврдило да ли су потребни кораци да се заштите потрошачи.