Το πολυπροπυλένιο ( PP ), επίσης γνωστό ως πολυπροπένιο , είναι ένα θερμοπλαστικό πολυμερές που χρησιμοποιείται σε μια ευρεία ποικιλία εφαρμογών. Ένα πολυμερές προσθήκης που παράγεται από το μονομερές προπυλένιο , μπορεί να παραχθεί σε μια ποικιλία δομών που προκαλούν εφαρμογές όπως συσκευασία και επισήμανση , υφάσματα , πλαστικά μέρη και επαναχρησιμοποιήσιμα δοχεία διαφόρων τύπων, εργαστηριακός εξοπλισμός, εξαρτήματα αυτοκινήτων και ιατρικές συσκευές. Είναι λευκό, μηχανικά ανθεκτικό υλικό και είναι ανθεκτικό σε πολλούς χημικούς διαλύτες, βάσεις και οξέα. [1]
Το 2013, η παγκόσμια αγορά πολυπροπυλενίου ήταν περίπου 55 εκατομμύρια τόνοι . [2] Το πολυπροπυλένιο είναι το δεύτερο πιο ευρέως παραγόμενο συνθετικό πλαστικό στον κόσμο μετά από πολυαιθυλένιο .
Μηχανικές ιδιότητες
Η πυκνότητα του ΡΡ είναι μεταξύ 0,895 και 0,92 g / cm3. Επομένως, το PP είναι το πλαστικό εμπορευμάτων με τη χαμηλότερη πυκνότητα. Με χαμηλότερη πυκνότητα, μπορούν να παραχθούν τμήματα καλούπι με μικρότερο βάρος και περισσότερα μέρη μίας μάζας πλαστικού. Σε αντίθεση με το πολυαιθυλένιο, οι κρυσταλλικές και οι άμορφες περιοχές διαφέρουν ελάχιστα στην πυκνότητα τους. Ωστόσο, η πυκνότητα του πολυαιθυλενίου μπορεί να αλλάξει σημαντικά με τα πληρωτικά. [6] : 24
Το μέτρο Young του PP είναι μεταξύ 1300 και 1800 Ν / mm2.
Το πολυπροπυλένιο είναι συνήθως σκληρό και εύκαμπτο, ειδικά όταν συμπολυμερίζεται με αιθυλένιο . Αυτό επιτρέπει στο πολυπροπυλένιο να χρησιμοποιηθεί ως μηχανικό πλαστικό , σε ανταγωνισμό με υλικά όπως το ακρυλονιτρίλιο βουταδιένιο στυρένιο (ABS). Το πολυπροπυλένιο είναι λογικά οικονομικό.
Το πολυπροπυλένιο έχει καλή αντίσταση στην κόπωση . [8] : 307
Θερμικές ιδιότητες
Το σημείο τήξης του πολυπροπυλενίου εμφανίζεται σε ένα εύρος, οπότε το σημείο τήξης προσδιορίζεται με την εύρεση της υψηλότερης θερμοκρασίας ενός διαγράμματος θερμιδομετρίας διαφορικής σάρωσης . Το τέλεια ισοτακτικό ΡΡ έχει σημείο τήξης 171 ° C (340 ° F). Το εμπορικό ισοτακτικό ΡΡ έχει ένα σημείο τήξης που κυμαίνεται από 160 έως 166 ° C (320 έως 331 ° F), ανάλογα με το ατακτικό υλικό και την κρυσταλλικότητα. Το συνδιοτακτικό ΡΡ με κρυσταλλικότητα 30% έχει σημείο τήξης 130 ° C (266 ° F). [8] Κάτω από 0 ° C, το PP γίνεται εύθραυστο. [9] : 247
Η θερμική διαστολή του πολυπροπυλενίου είναι πολύ μεγάλη, αλλά κάπως μικρότερη από αυτή του πολυαιθυλενίου. [9]
Χημικές ιδιότητες
Το πολυπροπυλένιο σε θερμοκρασία δωματίου είναι ανθεκτικό στα λίπη και σχεδόν σε όλους τους οργανικούς διαλύτες , εκτός από τα ισχυρά οξειδωτικά. Μη οξειδωτικά οξέα και βάσεις μπορούν να αποθηκευτούν σε δοχεία από ΡΡ. Σε αυξημένη θερμοκρασία, το ΡΡ μπορεί να διαλυθεί σε μη πολικούς διαλύτες όπως το ξυλόλιο , η τετραλίνη και η δεκαλίνη . Λόγω του τριτογενούς ατόμου άνθρακα, το ΡΡ είναι χημικώς λιγότερο ανθεκτικό από την ΡΕ (βλέπε κανόνα Markovnikov ). [10]
Το περισσότερο εμπορικό πολυπροπυλένιο είναι ισοτακτικό και έχει ένα ενδιάμεσο επίπεδο κρυσταλλικότητας μεταξύ του πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας (LDPE) και του πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας (HDPE). Το ισοτακτικό και ατακτικό πολυπροπυλένιο είναι διαλυτό στο Ρ-ξυλόλιο στους 140 ° C. Το ισοτακτικό κατακρημνίζεται όταν το διάλυμα ψύχεται στους 25 ° C και το ατακτικό μέρος παραμένει διαλυτό στο Ρ-ξυλόλιο.
Ο ρυθμός ροής τήγματος (MFR) ή ο δείκτης ροής τήγματος (MFI) είναι ένα μέτρο μοριακού βάρους πολυπροπυλενίου. Το μέτρο βοηθά να προσδιοριστεί πόσο εύκολα θα ρέει η τετηγμένη πρώτη ύλη κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας. Το πολυπροπυλένιο με υψηλότερη MFR θα γεμίσει πιο εύκολα το πλαστικό καλούπι κατά τη διάρκεια της διαδικασίας παραγωγής με έγχυση ή εμφύσηση. Καθώς αυξάνεται η ροή τήξης, ωστόσο, ορισμένες φυσικές ιδιότητες, όπως η αντοχή σε κρούση, θα μειωθούν.
Υπάρχουν τρεις γενικοί τύποι πολυπροπυλενίου: ομοπολυμερές , τυχαίο συμπολυμερές και μπλοκ συμπολυμερές . Το συν-μονομερές τυπικά χρησιμοποιείται με αιθυλένιο . Το καουτσούκ αιθυλενίου-προπυλενίου ή το EPDM που προστίθεται στο ομοπολυμερές πολυπροπυλενίου αυξάνει τη δύναμη κρούσης σε χαμηλή θερμοκρασία. Το τυχαίως πολυμερισμένο μονομερές αιθυλενίου που προστίθεται στο ομοπολυμερές πολυπροπυλενίου μειώνει την κρυσταλλικότητα του πολυμερούς, μειώνει το σημείο τήξης και καθιστά το πολυμερές πιο διαφανές.
