POLIPROPYLEN
Informacje ogólne:
Polipropylen (PP) – organiczny związek chemiczny, polimer z grupy poliolefin, zbudowany z merów o wzorze −[CH2CH(CH3)]−.
Otrzymuje się go w wyniku niskociśnieniowej polimeryzacji propenu. Polipropylen jest jednym z dwóch, obok polietylenu, najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych. Na przedmiotach z niego wytworzonych umieszcza się zwykle symbol PP.
Otrzymuje się go w wyniku niskociśnieniowej polimeryzacji propenu. Polipropylen jest jednym z dwóch, obok polietylenu, najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych. Na przedmiotach z niego wytworzonych umieszcza się zwykle symbol PP.
Polipropylen jest węglowodorowym polimerem termoplastycznym, to znaczy daje się wprowadzić w stan wysoko elastyczny pod wpływem zwiększenia temperatury oraz z powrotem zestalić po jej obniżeniu, bez zmian własności chemicznych.
PP otrzymuje się w wyniku polimeryzacji propenu (zwanego popularnie propylenem, CH2=CHCH3), który jest otrzymywany z ropy naftowej. Współcześnie większość polipropylenu produkuje się w procesie Zieglera-Natty, w fazie gazowej z użyciem katalizatorów metaloorganicznych, zawieszanych na specjalnych podłożach.
Polimeryzację PP prowadzi się najczęściej w roztworze o temperaturze od 50 do 100 °C i trwa ona od pół godziny do 10 godzin. Jako rozpuszczalniki w procesie polimeryzacji stosuje się nasycone alkany, na przykład heksan i n-heptan.
W tych układach wytrąca się powstający izotaktyczny polipropylen, natomiast polimer ataktyczny pozostaje w roztworze. Katalizator stosuje się w roztworze lub zawiesinie.
W tych układach wytrąca się powstający izotaktyczny polipropylen, natomiast polimer ataktyczny pozostaje w roztworze. Katalizator stosuje się w roztworze lub zawiesinie.
Produkcja gotowych wyrobów z granulatu odbywa się w zasadzie na drodze dwóch procesów: wtryskiwania i wytłaczania.
Metodą wtryskiwania mogą być wytwarzane z PP elementy cienkościenne, o skomplikowanych kształtach i dużych powierzchniach. Tą metodą wytwarza się wiele artykułów gospodarstwa domowego (pojemniki, skrzynki, różne opakowania). Elementy wtryskiwane charakteryzują się dużą sztywnością i dobrym połyskiem.
Metodą wytłaczania wytwarza się między innymi rury, izolacje rur stalowych, izolacje przewodów elektrycznych, płyty, różne profile, folie, włókna. Folie otrzymuje się głównie metodą wytłaczania przez dyszę szczelinową i rozciągania oraz wytłaczania z rozdmuchem swobodnym. Folie są powszechnie stosowane jako materiał opakowaniowy, w tym dla produktów spożywczych.
Zużyte wytwory z polipropylenu (worki, opakowania, liny) mogą być, po oczyszczeniu i wykonaniu granulatu, wykorzystywane do dalszego przetwórstwa. Granulat wykonuje się w obecności plastyfikatora, który nie powoduje zauważalnych zmian właściwości mechanicznych. Niemniej jednak tworzyw uzyskanych z odpadów poużytkowych nie można wykorzystywać do produkcji opakowań środków spożywczych i do produkcji zabawek, z uwagi na możliwą śladową toksyczność takich produktów.
Zakresy temperatur używane podczas wtryskiwania polipropylenu PP stosuje się też do nakładania powłok metodą fluidyzacji i natrysku płomieniowego.
Często wykorzystuje się go do produkcji włókien, głównie metodą przędzenia. Służy także do wytwarzania materiałów porowatych (spienionych), które są dobrym materiałem izolującym termicznie. Wytwory porowate można uzyskać głównie metodą wytłaczania lub wtryskiwania, przy czym w procesie „porowania” używa się poroforu. Poroforem jest na ogół środek chemiczny, który rozkłada się podczas procesu spieniania wytwarzając gaz. Środki te dozuje się bezpośrednio do układu zasypowego maszyn przetwórczych w postaci proszku, granulatów lub substancji płynnych. W rezultacie tego procesu otrzymuje się produkt o mniejszej gęstości, co powoduje zmniejszenie zużycia polimeru. Ponadto uzyskuje się poprawienie właściwości tłumienia hałas, zmniejszenie skurczu przetwórczego, zwiększenie sztywności, ale z kolei pogorszenie wytrzymałości mechanicznej. Porofor jest dodawany w ilości do 2,0% (przy 2% dodatku poroforu następuje ~25% zmniejszenie gęstości polipropylenu).
Temperatura granulatu używanego do procesu to w zasadzie temperatura otoczenia. Temperatura wtryskiwania wynosi 220–300 °C, a temperatura formy powinna wynosić od 20 do 80 °C. Stosować należy dość wysokie ciśnienie wtryskiwania, w granicach od 100 do 180 MPa. Zaleca się przy tym stosować długi czas docisku, nawet do 50% czasu wtryskiwania, aby uniknąć zapadnięć, a ciśnienie powinno wynosić od 40 do 80% ciśnienia wtryskiwania.
Zastosowanie:
Główne zastosowania PP są następujące:
- przemysł chemiczny i farmaceutyczny: przewody do wody i cieczy agresywnych, zbiorniki, wykładziny, naczynia laboratoryjne, tkaniny filtracyjne, sprzęt medyczny, naczynia dla chorych, strzykawki jednorazowego użytku, opakowania leków;
- przemysł włókienniczy: oprzyrządowanie narażone na działanie chemikaliów (cewki, skrętarki, snowarki), zbiorniki do aparatów barwiących, włókna, dywany, tkaniny techniczne; włókna polipropylenowe stanowią około 12% ogólnej ilości włókien syntetycznych;
- przemysł elektrotechniczny i elektroniczny: obudowy i części różnych produktów tego przemysłu, izolacje, w tym kabli i przewodów;
- przemysł samochodowy: elementy samochodowe (zderzaki, przednie części karoserii oraz elementy wyposażenia wnętrza);
- budownictwo i meblarstwo: izolacje piankowe, wykładziny, polepszanie właściwości mechanicznych konstrukcji betonowych, wyposażenie łazienek, sprzęt pralniczy, przewody gazowe i centralnego ogrzewania oraz klimatyzacji, niektóre meble i ich elementy;
- przemysł spożywczy i opakowania: wykładziny cystern do mleka, napełniane na gorąco puszki, słoje i butelki, pojemniki i różne opakowania, w tym z folii;
- artykuły gospodarstwa domowego i zabawki.