Какво е PP материал?

Полипропиленът (PP) е един от най-популярните пластмасови материали, използвани в световен мащаб. Той е полукристален, твърд термопластичен материал, който първоначално е полимеризиран през 1951 г. и сега се използва широко за различни търговски и жилищни цели. С приблизително 45 метрични тона днес, търсенето на полипропилен се смята за най-високото досега.

Някои източници твърдят, че материалът в момента има годишен пазар от 45 милиона метрични тона поради увеличеното световно търсене, което се очаква да достигне 62 милиона метрични тона до 2020 г.

Освен това, полипропиленовите материали обикновено се считат за безопасни, което ги прави подходящи за употреба в различни сектори. Освен това, те са меки и гъвкави, което ги прави подходящи за няколко приложения, като например изработка на контейнери за кисело мляко.

Приложения на PP материал

Както бе споменато по-рано, свойствата на PP пластмасата я правят подходяща за различни приложения. Гладката, тактилна повърхност на полипропилена я прави идеална за:

• Приложения с ниско триене, като например машинни зъбни колела
• Пластмасови мебели

Освен това, PP има висока химическа устойчивост и следователно не е податлив на корозия, което го прави чудесен вариант за опаковане на следното:

• Продукти за първа помощ
• Белина
• Почистващи вещества

Освен това, PP има заслужена репутация за твърдост и дълготрайност благодарение на изключителната си устойчивост на умора и гъвкавост. Полипропиленът също така има отлични изолационни качества, което го прави безопасен за пластмасовите обвивки на кабели и електрическо оборудване.

Във влакнеста си форма, полипропиленът може да се използва за много по-широка гама от продукти, отколкото само за чанти, като например следните:

• Въжета
• канап
• лента
• Килими
• Мека мебел
• облекло
• Къмпинг оборудване

Полипропиленът е особено добър и за морската индустрия поради водоустойчивите си качества. Освен това, неговата гъвкавост, водоустойчивост, здравина и устойчивост на мухъл, бактерии и химическа корозия са ценени в медицинската индустрия.

Освен това, полипропиленът почиства ефективно и може да издържи на техники за стерилизация с пара. Това прави PP подходящ за направата на следните медицински изделия:

• Бутилки за проби
• Контейнери за лекарства
• Спринцовки
• Петри

Друг сектор, където полипропиленът също се използва често, е автомобилната индустрия. Използва се за корпуси на батерии, тави и поставки за напитки, брони, интериорни акценти, арматурни панели и облицовки на врати.

Химични и физични свойства

Полипропиленът има няколко характеристики, които го правят идеален за различни приложения. Някои от основните му характеристики са:

1. Пропускливост: Въпреки че може да бъде прозрачен, полипропиленът обикновено се произвежда с непрозрачен оттенък. Приложения, където известно пренасяне на светлина е от решаващо значение или има естетическа стойност, могат да използват полипропилен. Предпочитаните варианти за полимери с висока пропускливост са акрил и поликарбонат.
2. Химическа устойчивост: Полипропиленът не реагира лесно със слаби основи и киселини, което го прави идеален материал за контейнери, съдържащи течности като почистващи разтвори, консумативи за първа помощ и други.
3. Устойчивост на умора: Когато е подложен на значително усукване, огъване и деформация, полипропиленът запазва формата си. Изработването на „живи“ панти е полезно приложение на тази характеристика.
4. Еластичност и здравина: Като цяло, полипропиленът се счита за „здрав“ материал, защото, както всички материали, той проявява еластичност в определен диапазон на отклонение, но също така претърпява пластична деформация в началото на процеса на деформация. Способността на материала да се деформира (пластично, а не еластично) без да се счупи, се нарича жилавост в инженерството.
5. Изолация: Полипропиленът е отличен за електронни компоненти поради високото си електрическо съпротивление.

Освен това, PP не проявява проблеми с напукване от напрежение при по-високи температури и осигурява отлична електрическа и химическа устойчивост. Въпреки че характеристиките на PP и тези на полиетилена са сходни, съществуват някои ключови разлики.

Материални свойства на полипропилена:

Те включват по-ниска плътност, по-висока твърдост и твърдост, както и по-висока точка на омекване (PP не се топи под 160°C; полиетиленът, по-популярна пластмаса, се отгрява при приблизително 100°C). Всички произвеждани в търговската мрежа полипропиленови смоли съдържат добавки за запазване на полимера по време на производството и подобряване на производителността за крайния потребител.

По този начин, основните свойства на PP материалите включват следното:

• Точка на топене: Точката на топене на хомополимерите е между 160 и 165 градуса по Целзий и 135 до 159 градуса по Целзий за съполимерите.
• Плътност: PP е един от най-леките полимери сред всички често срещани пластмаси. Той е добра алтернатива за леки приложения поради своите възможности. Това са плътностите на различните полимери:
• 0.904 до 0.908 g/cm3 хомополимер
• 0.904 до 0.908 g/cm3 за произволния съполимер.
• 0.898 до 0.900 g/cm3 за удароустойчив съполимер
• Химическа устойчивост: Както бе споменато по-горе, PP е силно устойчив на химични реакции. Устойчив е на разредени и концентрирани киселини, алкохоли и основи. Също така е устойчив на алифатни въглеводороди, естери, алдехиди и кетони. Освен това, има ограничена устойчивост на окислители, ароматни и халогенирани въглеводороди, както и на двете.

Впоследствие ниската точка на топене го прави и лесно запалим.

Видове полипропилен

На пазара се предлагат два основни вида полипропилен. Това са:

Полипропиленов хомополимер

Това е най-често използваният универсален клас. Съдържа изключително пропиленов мономер, който се среща като полукристално твърдо вещество. Най-честите приложения са опаковки, текстил, тръбопроводи, здравеопазване и електрически приложения.

Полипропиленов съполимер

Това семейство съдържа следното:

• Блокови съполимери: В тази категория има по-високо съдържание на етени (между 5 и 15%). Съмономерните единици са организирани в предвидим модел (или блокове). Следователно, правилният модел прави термопласта по-здрав и по-малко крехък от произволния съполимер. Тези полимери са подходящи за приложения, включително промишлени, които изискват голяма якост.
• Случаен съполимер: Това се получава чрез смесване на етен с пропен, за да се образува полимер. В полипропиленовите вериги са произволно вмъкнати етенови единици, обикновено до 6% от масата. Тези полимери са адаптивни и оптически прозрачни, което ги прави идеални за предмети, които трябва да изглеждат страхотно, и приложения, изискващи прозрачност.

Избраният вид за употреба зависи от неговите свойства и пригодност.

Полипропиленови производни

Ето основните характерни примери за полипропиленови производни:

• Експандиран полипропилен (EPP): Това е пяна със затворени клетки, изключително ниска плътност, изработена от перли. Триизмерните полимерни пяни се изработват с помощта на EPP. Пяната с перли EPP осигурява по-добро съотношение якост-тегло, отлична устойчивост на удар, превъзходна топлоизолация и устойчивост на химикали и вода.

EPP се използва в различни продукти и приложения, включително потребителски стоки, опаковки, строителни стоки и автомобили.

• Био-базиран полипропилен: Това е биобазиран вариант на полипропилен, а суровините, използвани за производството на неговия мономер - биобазиран пропилен, са възобновяеми. Биобазиралият компонент може да варира от 30% до 100%.
• Полипропиленов терполимер: Състои се от пропиленови сегменти, свързани помежду си чрез съмономерите етилен и бутан, които се появяват на произволни места по полимерната верига.

Прозрачността на PP терполимера е по-добра от тази на PP хомополимера. Освен това, добавянето на съмономер намалява кристалната хомогенност на полимера, което го прави подходящ за приложения като запечатващо фолио.

Тези характеристики на производните са от съществено значение за производителите, които използват полипропилен като стокова пластмаса.

Предимства на полипропилена

Следните са предимствата на използването на PP материал:

• Полипропиленът е изключително труден за счупване, тъй като може да издържи на усукване до 360 градуса без да се счупи. Той се произвежда лесно, има разумна цена и е широко достъпен в много различни страни и култури.
• Неговата издръжливост и адаптивност като опаковъчен материал, както и изборът му за панти и капачки за бутилки, свързани с основната бутилка чрез тънък слой пластмаса, са подобрени от висока химическа устойчивост и устойчивост на умора.
• Тъй като може да бъде направен като непрозрачен или прозрачен термопластичен материал и използван там, където е необходим известен пренос на светлина, той може да осигури отлично цветово разнообразие. Поради по-ниската си плътност, може да се използва в приложения, където намаляването на теглото трябва да бъде основен приоритет.
• Тъй като е непропусклив и изключително устойчив на абсорбиране на влага, полипропиленът има допълнителни предимства при опаковане и гъвкавост.
• Поради високата си якост на огъване и полукристалната си структура, той е устойчив и на общо износване, което го прави идеален за продукти, които трябва да издържат на по-значителни физически натоварвания.
• Освен това, той е устойчив на микроби, гниене, плесен и мухъл.

Тези предимства са от съществено значение при вземането на решение дали да се използва PP материал или не.

Недостатъци на полипропилена

Въпреки че PP материалът е като цяло чудесен за употреба в различни сектори, той има и някои недостатъци, като например следните:

• Невъзможността на полипропилена да бъде лесно рециклиран е основен недостатък, когато става въпрос за опазване на околната среда и световните ресурси.
• При изгаряне претърпява необратима химическа промяна.
• Полипропиленът, който вече се е разтопил и образувал, би изгорил, ако се опитате да го затоплите отново; той няма да се втечни отново.
• При използване на PP материал трябва да се вземат предвид значително по-скъпите техники за рециклиране или рекондициониране.
• Поради ниската си точка на топене, полипропиленът е лесно запалим, има ограничена поносимост към по-високи температури и е уязвим към окисляване и UV увреждане.
• Въпреки че лъскавият блясък на полипропилена го прави удобен за работа и естетически красив, той също така затруднява залепването му към други повърхности и материали, като бои и лепила.
• Полипропиленът не може да се използва за изграждане на съединителна фуга или панта без алтернативни техники на свързване, като заваряване.

Следователно, недостатъците на полипропилена също трябва да се вземат предвид при избора на материал за използване в различни приложения.

Безопасност и токсичност на полипропилена

Въпреки че полипропиленът се произвежда с помощта на някои потенциално вредни химикали, той обикновено се признава за безопасен краен продукт. Често се използва в пластмасови опаковки за храни, напитки и медицински консумативи.

Полипропиленовите продукти могат да се използват повторно безопасно и са достатъчно здрави, за да издържат на типично износване при многобройни приложения, въпреки факта, че не се считат за екологичен материал поради трудности в процеса на рециклиране.

Полипропиленът се използва за производството на следните артикули поради своята безопасност:

• Контейнери за храна
• Бебешки бутилки
• Чаши за топли напитки
• Прибори за еднократна употреба, като чаши и чинии
• сламки

Според изследвания, когато пластмасата се надраска или нагрее, химикали от контейнерите, чиниите и бутилките проникват в храната. Полипропиленът е по-малко вреден от другите пластмаси, тъй като не съдържа бисфенол А или BPA, както е по-известен.

BPA, синтетичен естроген, се използва в твърдите пластмаси, а не в по-гъвкавите като полипропилена.

Обработка на полипропилен

Съществуват няколко метода за обработка на полипропилен, като например шприцване, формоване чрез раздуване, екструдиране и 3D печат.

Инжекционно формоване

По време на процеса на шприцване на полипропилен, температурата на топене се настройва между 200 и 300 °C и 10 до 80 °C за матрицата. Високата температура на матрицата ще подобри яркостта и красотата на детайла.

При правилно съхранение не е необходимо сушене. Освен това, свиването във формата варира от 1.5 до 3%, в зависимост от условията на обработка, реологията на полимера и дебелината на готовия продукт.

Пресоване

Този процес се използва за производство на кабели, тръби и филми, получени чрез издухване и леене. Температурата на топене трябва да бъде в диапазона 200–300 °C със съотношение на компресия на цилиндъра 3:1 и температури от 205 до 180 °C. След това частите трябва да се поставят за повторно шлайфане, вместо да се сушат предварително в продължение на три часа при 105-110°C (221-230°F).

3D печат

Полипропиленът е здрав и твърд материал, който е труден за 3D печат, но неговите компоненти все още могат да бъдат манипулирани.

Днес редица производители са подобрили физическите характеристики на PP или дори са разработили смеси с повишена здравина, което го прави подходящ за 3D печат.

Ето защо се препоръчва внимателно да прегледате документацията на доставчика относно температурата на печат, печатащото легло и др., докато печатате 3D с полипропилен.

3D печатът може да се използва за изработката на следните полипропиленови изделия:

• прототипи
• Сложни модели
• Функционални модели

Въпреки това, химическата формула за смесване на полипропилен с други вещества, за да стане податлив на 3D печат, трябва да бъде точна.

Защо полипропиленът е популярен

Полипропиленът намира приложения както в битови, така и в търговски обекти. Той се откроява като ценен материал за разнообразни приложения благодарение на специалните си качества и способността си да се адаптира към различни производствени техники.

Двойната функционалност на полипропилена като пластмаса и влакно е друго важно качество (като онези рекламни чанти, които се раздават на събития, състезания и др.).

Тъй като полипропиленът може да се произвежда по различни начини и за различни приложения, той бързо започна да измества много от традиционните алтернативи, особено в секторите на опаковките, влакната и шприцването. Той поддържа разширяването си през годините и все още е значителен участник в световния бизнес с пластмаси.

Заключение

Полипропиленът често се бърка с пластмаса. Основната разлика между полипропилена и пластмасата обаче е, че докато пластмасовият материал обикновено е непрозрачен, от полипропилен е възможно да се произведе кристално прозрачен материал. Например, когато избираме материал за торба, от която да опаковаме даден артикул, често вземаме предвид характеристиките на материала.

Ако искаме да покажем продукта, е необходима напълно прозрачна торбичка. В тази ситуация пластмасовите торбички не са разумно решение, защото са непрозрачни. Полипропиленът обаче остава един от най-добрите материали за тази употреба.