Полипропилен обладает высокой ударной вязкостью и повышенной износостойкостью, стоек к многократным изгибам (при холодной гибки ограничен радиус изгиба), физиологически безвреден и годен к контакту с питьевой водой и пищевыми продуктами, водонепроницаем, обладает коррозионной стойкостью, низкой теплопроводностью, точка плавления 160˚С. Полипропилен не обладает запахом, не тонет в воде, в огне горит без дыма, запах при горении острый и сладковатый, плавится каплями.
На нашем предприятии для изготовления резервуаров применяется листовой полипропилен, в форме плит различной толщины, производства ведущих европейских производителей. Изготовление полипропиленовых плит производится методом экструзии, при котором расплавленная полипропиленовая масса на экструзионных линиях проходит через формообразующее устройство, геометрические размеры которого задают размеры полипропиленовому листу. При изготовлении резервуаров соединение полипропиленовых листов производится на специальных станках контактной стыковой сварки. Отдельные элементы соединяются экструзионной сваркой.
Физические свойства плит полипропилена на примере гомополимера PP-DWU AlphaPlus и блок-сополимера PP-В немецкого производителя Simona AG представлены в таблице:
Свойства
PP-DWU AlphaPlus
PP-B
Напряжение при растяжении,МПа
Температурный диапазон применения, ˚С
Удлинение при разрыве, %
Модуль упругости при растяжении, МПа
Ударная вязкость, кДж/м 2
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИПРОПИЛЕНА PP (ПП)
Полипропилен благодаря своей неполярной структуре обладает высокой химической устойчивостью к контакту с органическими и неорганическими кислотами, кроме высококонцентрированных сильных окислителей (HNO3, H2SO4), щелочами, растворами солей, минеральными и растительными маслами, спиртосодержащими продуктами. Полипропилен инертен при контакте с углеводородами, но при длительном контакте с их парами, особенно при температурах свыше 30˚С, происходит набухание. Полипропилен подвержен деструкции при контакте с галогенами, окисляющими газами и солями.
Полипропилен обладая высокой химической устойчивостью и прочностью, является универсальным материалом для изготовления гальванических ванн.
При высоких температурах устойчивость полипропилена к химическим веществам может существенно изменяться. Поэтому очень важно при конструировании учитывать температурный диапазон эксплуатации изделий из полипропилена, контактирующих с химическими растворами.
На полипропилен незначительное влияние оказывает ионизирующее облучение, поэтому материал широко используется в медицине.
Приведенная таблица химической стойкости является весьма условной. Для расчета устойчивости полипропилена к химическим растворам и подбора материала при заданных температурах и условиях эксплуатации обращайтесь к нашим специалистам.
По пожаробезопасности полипропилен, применяющийся в резервуаростроении, отнесен, согласно стандарту DIN 4102, к классу В1 – трудно возгораемые. Температура самовоспламенения полипропилена около 350˚С. Горение полипропилена происходит с выделением углекислого и угарного газа, воды и незначительного количества сажи. Тушение полипропилена может производится водой.
На практике при изготовлении резервуаров применение полипропилена ограничивается его свойствами. Для адаптации свойств материала к определенным условиям в полипропилен добавляют специальные присадки. Например, сам по себе полипропилен практически не электропроводен, но в ряде случаев, например при изготовлении резервуаров для хранения взрывоопасных сред, необходимо чтобы материал при образовании электростатического заряда отводил его. Для увеличения электропроводности в материал добавляют токопроводящие вещества. Поэтому для изготовления резервуаров для хранения взрывоопасных растворов мы применяем электропроводящий полипропилен.
Наука определяет полипропилен как «термопластичный полимер пропилена». Ничего не понятно? Сейчас разберемся! Полимеры — это очень длинные молекулы, похожие на цепочки из множества звеньев. Исходником для синтеза молекул служит пропилен или пропен. Термопластичность — это свойство материала размягчаться при нагреве и становиться твердым при охлаждении.
Физические характеристики
Плотность полипропилена 0,91 г/см. Это наименьшее значение плотности среди всех известных пластмасс. Несмотря на малую плотность, материал достаточно надежный. Он обладает высокой прочностью, устойчивостью к истиранию и воздействию высокой температуры. По прочности этот материал превосходит любимый многими заводами полиэтилен.
Пластик начинает размягчаться при температуре 140-160 градусов. Когда значение температуры достигает 175 градусов, материал плавится. В быту подобные температуры встречаются редко. Можно стерилизовать изделия горячим паром, наливать кипяток в пластиковую посуду. Изделия из полипропилена не подходят для промышленных цехов с высокой температурой.
Материал почти не впитывает воду. При погружении в воду на 6 месяцев, она займет только 0,5% от объема материала. Если повторить эксперимент при нагреве до 60 градусов, водопоглощение вырастет всего до 2%. Из полипропилена изготавливают кессоны, септики, трубы для установки в грунт.
Вещество не проводит электрический ток. Из пропилена делают изоляционные оболочки. Хотя по популярности в роли диэлектрика он уступает ПВХ. Но зато берет реванш в сфере пеноизоляции, где успешно конкурирует с полиэтиленом.
Основные характеристики полипропилена
Химические свойства полипропилена
Полипропилен — «стойкий оловянный солдатик». Он не реагирует с агрессивными веществами, будь то кислоты, щелочи или соли. Но идеально устойчивый материал пока не изобретен. Так что есть ограниченный список веществ, которые действуют и на этот полимер:
При комнатной температуре материал невозможно растворить. Даже 58%-ная серная кислота не оставит на нем следов. Так что не переживайте: бытовые растворили (уксус, перекись водорода и другие вещества) не нанесут вреда изделиям из полипропилена.
Но если увеличить градус накала, можно растворить его в эфире, бензоле и других органических веществах. Для протекания реакции нужно нагреть изделие как минимум до 100 градусов. Мы не советуем проводить такие эксперименты в домашних условиях.
Как изготавливают полипропилен
Полипропилен изготавливают с помощью реакции полимеризации. Чтобы эта реакция произошла, нужно нагреть пропилен до 80 градусов и обеспечить давление в 10 атмосфер. Тогда в молекулах пропилена образуются активные центры, за счет которых цепочка начнет удлиняться. К активным центрам присоединяются короткие молекулы, и длина цепочек растет.
Химическую реакцию ускоряют катализаторы Циглера-Натта. Это группа веществ, которые были открыты немецким химиком Карлом Циглером и итальянцем Джулио Наттой. Совместная работа привела к спору двух исследователей за патент на открытие.
💡 За открытие катализаторов Циглера-Натта оба ученых получили Нобелевскую премию по химии.
✍ Форма выпуска
Чистый полипропилен выглядит как твердое белое вещество. Но белый цвет смотрится скучно, в формулу часто добавляют красители. На производстве используют натуральные пигменты или красители, полученные искусственным путем.
Полипропилен выпускают в виде порошка, гранул и капсул. Насыпная плотность материала от 0,4 до 0,5 г/см3. Маленькие фрагменты плавятся при высокой температуре. Заготовки принимают новую форму и превращается во что-то полезное.
Заготовки обрабатывают разными методами:
Готовый изделия маркируют буквами ПП или РР, цифрами 05. Маркировка нужна для правильной сортировки пластика.
✍ Сколько прослужит материал
Срок службы полипропилена зависит от состава материала и условий эксплуатации. Возьмем для примера водопроводные трубы. Если по ним течет холодная вода, трубы прослужат до 50 лет. А если трубы использовали для горячего водоснабжения, они прослужат 25-30 лет.
Добавки стабилизаторы защищают полипропилен от старения. Но когда срок действия добавок закончится, материал начинает разрушаться. При старении ухудшаются свойства материала, на поверхности появляются трещины. Испорченные или ненужные предметы рекомендуем сдавать на переработку.
Влияние структуры на свойства материала
У полипропилена есть несколько разновидностей. Они отличаются по строению молекул, хотя формула вещества остается неизменной. Если меняется расположение атомов, то меняются и свойства материала. Какое вещество получится в химической реакции, зависит от катализаторов.
В готовом материале встречаются молекулы всех трех типов. Но изотактическая форма является самой распространенной. Изотактический пластик занимает 76% от объема рынка. Форма обладает упорядоченной структурой, которая придает материалу прочность и твердость, высокую теплостойкость. Но низкая температура снижает ударопрочность полимера, если в его составе нет добавок.
Если добавить в формулу этилен, получится сополимер. Этилен повышает устойчивость к ударам. Даже при низкой температуре изделие будет не так-то просто разбить. Наличие этилена упрощает вторичную переработку материала.
Атактический полипропилен — это мягкое, гибкое и немного липкое вещество. По прочности он уступает изотактическому аналогу. Атактический материал напоминает каучук своими свойствами. Из него изготавливают замазки, клеи, липкие пленки, дорожные покрытия. Но этот вид пластика не подходит для изготовления твердых предметов.
Что изготавливают из полипропилена
Примерно 40% выпущенного полипропилена идет на производство упаковки. Еще 30% служит для выпуска нитей и волокон. Оставшуюся долю рынка занимают пленки, трубы и другие изделия. На данный момент производство материала пока превышает спрос. Многие производители сделали ставку на полипропилен как на пластик нового поколения. Но часть заводов-потребителей пока не спешит отказываться от привычных решений.
✍ Упаковочные материалы
В пленку из полипропилена можно упаковать что угодно. Материал конкурирует с полиэтиленом. Недавно были открыты пленки, в которых волокна полипропилена направлены перпендикулярно. Такая структура увеличивает прочность, жесткость и прозрачность материала. Ориентированные пленки лучше пропускают свет.
Перечислим достоинства полипропиленовых пленок:
Полипропиленовую пленку можно стерилизовать при температуре +100 С. После стерилизации прочность материала не уменьшается. Полипропиленовые пленки востребованы в медицине и фармацевтике, пищевой промышленности. В составе пленок нет опасных компонентов. В пленках можно заворачивать еду и не бояться отравления.
Из полипропилена изготавливают не только пленки, но и пакеты любой формы. На готовые пакеты можно наносить рисунки, надписи, логотипы брендов. Магазины, которые заботятся об экологии, отказываются от полиэтиленовых пакетов, заменяя их полипропиленовыми. Хотя покупатели вряд ли понимают разницу. А еще из полипропилена делают мешки для выноса мусора.
В производстве бутылок и крышечек полипропилен заменяет полиэтилентерефталат. Этикетки на бутылки можно изготавливать из непрозрачной полипропиленовой пленки. Материал применяют и для выпуска объемной тары: контейнеров, цистерн и т.д. В пластиковых цистернах можно хранить агрессивные химические вещества, питьевую воду, сыпучие продукты.
✍ Промышленность
Полипропилен используют в автомобилестроении, машиностроении, станкостроении, а также во многих других сферах. Этот материал применяют для изготовления электроники и электротехники. Пластиковые заготовки можно распиливать, варить (не в кастрюле) сверлить, сгибать без особых усилий.
Полипропилен служит сырьем для производства:
Из полимера изготавливают катушки, корпуса, ламповые патроны, детали для станков и бытовых приборов. Полипропиленовые детали можно найти внутри холодильников, вентиляторов, радио, пылесосов, телевизоров, смартфонов.
Автомобилисты, посмотрите внимательнее на вашу машину: из полипропилена делают бамперы, элементы кузова, амортизаторы, предохранители, комплектующие для окон и сидений.
✍ Медицинские изделия
Благодаря устойчивости к нагреву, полипропилен востребован в медицины. Из него изготавливают инструменты, которые будут стерилизовать при высокой температуре, ингаляторы и одноразовые шприцы.
Также из полипропилена делают флаконы для хранения лекарств, таблетницы и другие изделия. Из полипропилена изготавливают одноразовые салфетки, детские и взрослые подгузники и прочие предметы гигиены.
✍ Товары для детей
Многочисленные исследования доказали безопасность полипропилена. Так что родители могут не волноваться, увидев его в составе игрушки или детской посуды. С пластиковыми игрушками дети могут играть без вреда для здоровья, и даже облизывать эти предметы.
✍ Строительство
Полипропилен используют для шумоизоляции и виброизоляции зданий. Он поглощает вибрацию и гасит звуковые волны. (Если у вас шумные соседи, берите это на заметку). Пластик подходит для создания «плавающего пола». Этот пол не закрепляют на бетонной плите, что повышает уровень изоляции квартиры.
Благодаря химической инертности пластика, он подходит для монтажа вентиляции и воздуховодов на опасном производстве. Также его используют при строительстве очистных сооружений.
✍ Текстильные изделия
Полипропилен подходит для синтеза нитей и волокон. Из 1 кг полипропилена получается больше волокон, чем из любого другого пластика. Из полимерных нитей изготавливают нетканые коврики, пледы и домашний текстиль.
Синтетические изделия долго не выцветают, не рвутся, хотя легко тянутся. Но они чувствительны к ультрафиолету. Этот недостаток замедляет использование материала в легкой промышленности.
Востребован ли материал на рынке?
Популярность полипропилена стремительно растет, открываются новые сферы его применения. Преимущества материала по сравнению с другими пластиками:
Полипропилен является «убийцей» полистирола, АВС-пластика, ПВХ и поливинилхлорида. Он заменяет эти полимеры, вытесняя их с рынка. Перечисленные материалы сложно утилизировать, а полипропилен лишен этого недостатка. И самое главное — он дешевле, чем аналоги. А многие компании сейчас ищут способы удешевить продукцию без потери качества.
В западных странах общество заботится о сохранении экологии. В Евросоюзе действуют законы, ограничивающие выпуск и потребление пластика. Крупные компании переходят на полипропилен, чтобы выполнять установленные требования Развивающиеся страны перенимают этот опыт.
Полипропилен пока не является «королем пластмасс», как его иногда называют. На рынке все еще лидирует полиэтилен. Но объемы производства полипропилена увеличиваются. Эксперты считают, что в 21-ом веке будут открыты новые способы его применения. Возможно, к концу столетия материал станет самым популярным из полимеров (если не будут открыты улучшенные аналоги).
Технология переработки
Изделия из полипропилена не следует выбрасывать. В природной среде он будет разлагаться на протяжении сотен лет. Нельзя сжигать отходы, при горении они выделяют формальдегид. Самый цивилизованный способ утилизации отходов — сдать их на переработку
В развитых странах переработка любого пластика не вызывает затруднений. В России не так-то просто сдать полипропилен. Одни заводы не принимают материал, другие берут в промышленных объемах. В нашей стране эта отрасль заточена на работу с юридическими лицами.
Чтобы сдать бытовые отходы, возможно, понадобится обзвонить несколько приемных пунктов. В маленьком городе может не найтись возможности сдать пластик. Известны случаи, когда с пунктов приема отходы направлялись на сжигание, а не на переработку. В нормальных пунктах принятые отходы отмывают от грязи. Отсортированное сырье отправляют на заводы.
На перерабатывающем заводе отходы снова разбивают на мелкие гранулы. Сырье, полученное таким путем, стоит дешевле новых гранул. Чтобы снизить цену товаров, многие производители смешивают первичное и вторичное сырье. Подобная смесь обладает свойствами нового пластика.
Заключение
За день вы могли бы насчитать десятки изделий из полипропилена, если бы умели определять природу вещества на глаз. Этот материал присутствует везде: в строительстве, машиностроении, медицине, пищевой промышленности и других сферах. Открытие полипропилена — это один из шагов к выходу из пластикового кризиса. Полимерные изделия служат долго, а использованные предметы можно переработать.
Полипропилен – это твёрдое белое вещество, являющееся крайне стойким материалом. Его используют всё чаще, так как он финансово выгоднее других полимеров, легко утилизируется и поддаётся трансформации.
Его свойства варьируются в широких пределах и зависят от содержащейся в нём изотактической части, а также молекулярного веса.
В промышленности используется полипропилен с содержанием 80-98% изотактической части и молекулярным весом 80 000-200 000 г/моль.
Химическая формула полипропилена
(C3H6)n
Химические свойства полипропилена
Пропилен состоит из трёх атомов углерода. Когда происходит ступенчатая полимеризационная реакция, из пропилена образуется полимер, к цепочке которого присоединяются метиловые группы – полипропилен.
Происходит формирование нескольких видов полипропилена: синдиотактический, изотактический и аттактический. Отличаются они позиционированием в пространстве метиловых групп. В первом виде метиловые группы могут находиться с одной стороны полимерной цепи, во втором виде – с различных сторон, а в третьем они находятся в хаотичном порядке.
Полипропилен химически устойчив. На него могут воздействовать только сильнейшие окислители: азотная дымящая кислота, хлорсульфоновая кислота, олеум и галогены.
Это лёгкий полукристаллический и водостойкий материал, устойчивый к агрессивным средам.
В растворителях органического типа полипропилен в условиях комнатной температуры немного набухает. При температуре, свыше100ºC, он растворяется в ароматических углеводородах.
Физические свойства полипропилена
Плотность полипропилена – около 0,92 г/см3. Также он является наиболее твёрдым из всех видов пластика, у него большая устойчивость к истиранию.
Он термостойкий (размягчение материала происходит при температуре 140°C, а плавление – при 175°C). Отмечается хорошей тепло- и морозостойкостью.
Полипропилен защищён от коррозийного растрескивания, но чувствителен к свету и кислороду. Из-за подобного «отношения» к кислороду, этот материал склонен к старению. Чтобы понизить чувствительность, нужно ввести в материал стабилизаторы.
Механические свойства полипропилена
Полипропилен отличается хорошими механическими свойствами.
Его поведение во время растяжения зависит от температуры и скорости, с которой создаётся нагрузка. Чем ниже скорость растяжения, тем выше показатель механических свойств данного материала.
Полипропилен имеет высокую ударопрочность и низкую влагопоглощаемость. У него отличные электроизоляционные свойства почти при любой температуре.
В заключение
Полипропилен для производства обычно выпускают в виде гранул или в виде прутка.
Различают голополимер, блок-сополимер (с этиленом), статистический сополимер (random copolymer), металлоценовый полипропилен (mPP) и сшитый полипропилен (PP-X, PP-XMOD).
Полипропилен – что это за материал, его свойства и применение
Полипропилен – это пластиковый полимер с крайне широкой областью применения. На настоящее время, он является самым востребованным пластиком. Как и для всех остальных полимолекулярных соединений, широкое применение обусловлено свойствами полимера.
Технические характеристики
Полипропилен – материал, занимающий второе место в мире по объему потребления, уступает он лишь полиэтилену. Но полиэтилен и полипропилен – это не полимеры конкуренты, а взаимодополняющие друг друга вещества.
Полипропилен – это твердое вещество, белого цвета. Он является продуктом, синтезированным в результате полимеризации пропилена. Относится к классу полиолеофинов.
Физические свойства полипропилена
Химические свойства полипропилена
Полипропилен, относительно химически стойкий материал. Он не вступает в реакцию с большинством кислот, что позволяет его широко использовать в химической промышленности, особенно при обустройстве вентиляционных каналов, на химических и промышленных предприятиях.
Более значительное воздействие на полипропилен оказывают сильные окислители, такие как азотная кислота, олеум, галогены. Концентрированная серная кислота и перекись водорода, реагируют только при длительном контакте и при температуре 600 С, они приводят к разрушению материала.
Многочисленные исследования показали, что полипропилен отличается высокими показателями по экологической безопасности и безопасности для человека. Он не выделят вредных веществ в окружающую среду. Его можно спокойно, без опасений отравления, использовать для изготовления ёмкостей для питьевой воды и продуктов питания.
Переработка полипропилена
В наши дни существует пять основных способов переработки полипропилена – это экструзия, выдув, литье под давлением, вспенивание, формование.
Экструдированный изготавливают следующим способом: порошок или гранулы полипропилена загружают в камеру, нагретую паром, из нее соединение выдавливают через формующие отверстие. По мере выхода из реактора полипропилен застывает.
Литьевой полипропилен получают путем нагрева без доступа воздуха порошкообразного/гранулированного полипропилена, достояния вязкого, текучего вещества, далее его переносят в форму, где происходит застывание.
Сфера применения полипропилена
Отладка технологии получения полипропилена стала настоящим технологическим прорывом для предприятий по всему миру. Низкая стоимость, высокие физические и химические характеристики, способствовали быстрому распространению материала под названием «полипропилен» в различные области производства.
Полипропилен смог заменить многие дорогостоящие материалы, значительно повысив эффективность производства.
Упаковочные материалы и полипропиленовые волокна
Широкое применение полипропилен нашел в производстве упаковочных материалов. Полипропиленовые пленки знают все, даже дети. Но мало кто может отличить полиэтиленовую пленку от полипропиленовой, как правило мы об этом не задумываемся.
Хотя отличия есть. Основными отличительными свойствами полипропилена являются следующие:
В последние годы на рынке полимерных пленок появились новые образцы, так называемых ориентированных пленок. Это улучшенные материалы, которые отличаются повышенной прозрачностью.
Также полипропилен используют при производстве пищевых и химических контейнеров, бутылок для воды и т.п.
Есть еще один материал, полипропиленовый, который нельзя оставлять без внимания – это полипропиленовые волокна.
Полипропиленовые волокна – это маленькие синтетические нити. Крохотные помощники, способные в разы увеличить прочность бетона, избавив его от излишней склонности к потрескиванию из-за пластической усадки.
Применение полипропилена в машиностроении и электронике
Повышенная износостойкость – это то свойство, которое позволило полипропилену найти признание в промышленности. Многие комплектующие и корпуса для бытовой техники выполнены из полипропилена, детали салона автомобилей, бампера, амортизаторы и многие другое произведено из полипропилена.
Использование полипропилена в медицине
Полипропилен позволяет выпускать товары медицинского назначения, которые можно спокойно стерилизовать, не боясь порчи. Это возможно, благодаря стойкости материала, к действию высоких температур. Так же материалы из полипропилена – абсолютно безопасны для человеческого организма.
Товары для детей, изготовленные из полипропилена
Экологичность и безопасность использования,позволяют применять полипропилен для изготовления товаров для самых маленьких пользователей, без страха принести вред их здоровью.
Для детей из полипропилена изготавливают посуду, которую невозможно разбить, а также бытовые принадлежности, игрушки. Данные материалы крепкие и удобные, можно давать их ребенку без опасения, что он сломает что-то и сам поранится.
Ежегодно область применения полипропилена только возрастает. Экологичность, безопасность в сочетании с повышенной износостойкостью и прочностью делают материал незаменимым в различных областях производства.
А еще одним положительным качеством полипропилена является низкая стоимость материала.
Полипропилен постепенно захватывает все новые и новые сферы производства, и не просто занимает пустующие ниши, но и вытесняет, такие не менее популярные материалы, как полиэтилен, полвинилхлорид, полистирол. Один только показатель – экологичность, заставляет перечисленные полимерные материалы сдавать позиции.
Полипропилен – это твёрдое белое вещество, являющееся крайне стойким материалом. Его используют всё чаще, так как он финансово выгоднее других полимеров, легко утилизируется и поддаётся трансформации.
Пропилен состоит из трёх атомов углерода. Когда происходит ступенчатая полимеризационная реакция, из пропилена образуется полимер, к цепочке которого присоединяются метиловые группы – полипропилен.
Полипропилен для производства обычно выпускают в виде гранул или в виде прутка.
