Was ist PP-Material?

Polypropylen (PP) ist einer der weltweit am häufigsten verwendeten Kunststoffe. Es ist ein halbkristalliner, starrer Thermoplast, der ursprünglich 1951 polymerisiert wurde und heute für verschiedene gewerbliche und private Zwecke weit verbreitet ist. Mit heute rund 45 Tonnen gilt die Nachfrage nach Polypropylen als so hoch wie nie zuvor.

Einige Quellen behaupten, dass das Material aufgrund der gestiegenen globalen Nachfrage, die bis 2020 voraussichtlich 62 Millionen Tonnen erreichen wird, derzeit einen jährlichen Markt von 45 Millionen Tonnen hat.

Darüber hinaus gelten Polypropylen-Materialien im Allgemeinen als sicher; Dadurch eignen sie sich für den Einsatz in unterschiedlichen Branchen. Darüber hinaus ist es auch weich und flexibel, wodurch es für verschiedene Anwendungen geeignet ist, wie z. B. die Herstellung von Joghurtbehältern.

Anwendungen von PP-Material

Wie bereits erwähnt, eignen sich die Materialeigenschaften von PP-Kunststoff für verschiedene Anwendungen. Die glatte, taktile Oberfläche von Polypropylen macht es perfekt für:

• Reibungsarme Anwendungen wie Maschinengetriebe
• Möbel aus Kunststoff

Darüber hinaus hat PP eine hohe chemische Beständigkeit und ist daher nicht korrosionsanfällig, was es zu einer großartigen Option zum Verpacken von Folgendem macht:

• Erste-Hilfe-Produkte
• Bleichmittel
• Reinigungsmittel

Darüber hinaus hat PP dank seiner außergewöhnlichen Ermüdungsbeständigkeit und Flexibilität einen wohlverdienten Ruf für Härte und Langlebigkeit. Polypropylen hat auch hervorragende Isoliereigenschaften, was es sicher für die Kunststoffummantelung von Kabeln und elektrischen Geräten macht.

In seiner Faserform kann Polypropylen für eine weitaus größere Produktpalette als nur Tragetaschen verwendet werden, wie z. B. die folgenden:

• Seile
• Schnur
• Band
• Teppiche
• Polstermöbel
• Kleidung
• Campingausrüstung

Polypropylen eignet sich aufgrund seiner wasserdichten Eigenschaften auch besonders gut für die Schifffahrtsindustrie. Darüber hinaus werden seine Flexibilität, wasserdichten Eigenschaften, Festigkeit und Beständigkeit gegen Schimmel, Bakterien und chemische Korrosion in der medizinischen Industrie geschätzt.

Darüber hinaus reinigt Polypropylen effektiv und hält Dampfsterilisationstechniken stand. Damit eignet sich PP zur Herstellung folgender Medizinprodukte:

• Musterflaschen
• Medikamentenbehälter
• Spritzen
• Petrischalen

Ein weiterer Bereich, in dem Polypropylen ebenfalls häufig eingesetzt wird, ist die Automobilindustrie. Es wird für Batteriegehäuse, Tabletts und Getränkehalter, Stoßstangen, Innenraumakzente, Instrumententafeln und Türverkleidungen verwendet.

Chemische und physikalische Eigenschaften

Polypropylen hat mehrere Eigenschaften, die es ideal für verschiedene Anwendungen machen. Einige seiner Hauptmerkmale sind:

1. Durchlässigkeit: Obwohl Polypropylen transparent gemacht werden kann, wird es typischerweise mit einem undurchsichtigen Farbton hergestellt. Anwendungen, bei denen eine gewisse Lichtübertragung entscheidend ist oder einen ästhetischen Wert hat, können Polypropylen verwenden. Die bevorzugten Optionen für Polymere mit hoher Durchlässigkeit sind Acryl und Polycarbonat.
2. Chemische Resistenz: Polypropylen reagiert nicht leicht mit schwachen Basen und Säuren, was es zu einem idealen Material für Behälter mit Flüssigkeiten wie Reinigungslösungen, Erste-Hilfe-Materialien und mehr macht.
3. Ermüdungsbeständigkeit: Bei starker Torsion, Biegung und Biegung behält Polypropylen seine Form. Die Herstellung lebender Scharniere ist eine vorteilhafte Anwendung dieser Eigenschaft.
4. Elastizität und Zähigkeit: Im Allgemeinen wird Polypropylen als „zähes“ Material angesehen, da es wie alle Materialien über einen bestimmten Durchbiegungsbereich hinweg elastisch ist, aber auch früh im Verformungsprozess eine plastische Verformung erfährt. Die Fähigkeit eines Materials, sich (plastisch, nicht elastisch) zu verformen, ohne zu brechen, wird in der Technik als Zähigkeit bezeichnet.
5. Isolierung: Polypropylen eignet sich aufgrund seines hohen elektrischen Widerstands hervorragend für elektronische Bauteile.

Darüber hinaus zeigt PP bei höheren Temperaturen keine Probleme mit Spannungsrissen und bietet eine hervorragende elektrische und chemische Beständigkeit. Während die Eigenschaften von PP und denen von Polyethylen ähnlich sind, gibt es einige wichtige Unterschiede.

Materialeigenschaften von Polypropylen:

Dazu gehören eine geringere Dichte, eine höhere Steifigkeit und Härte sowie ein höherer Erweichungspunkt (PP schmilzt nicht unter 160 °C; Polyethylen, ein beliebterer Kunststoff, wird bei etwa 100 °C geglüht). Alle kommerziell hergestellten Polypropylenharze enthalten Zusatzstoffe, um das Polymer während der Produktion zu konservieren und die Leistung für den Endverbraucher zu verbessern.

Zu den wichtigsten Materialeigenschaften von PP-Materialien gehören daher:

• Schmelzpunkt: Der Schmelzpunkt von Homopolymeren liegt zwischen 160 und 165 Grad Celsius und 135 bis 159 Grad Celsius für Copolymere.
• Dichte: PP ist eines der leichtesten Polymere unter allen gängigen Kunststoffen. Aufgrund seiner Leistungsfähigkeit ist es eine gute Alternative für leichte Anwendungen. Dies sind die Dichten für verschiedene Polymere:
• 0,904 bis 0,908 g/cm³ Homopolymer
• 0,904 bis 0,908 g/cm³ für das statistische Copolymer.
• 0,898 bis 0,900 g/cm3 für schlagfestes Copolymer
• Chemische Resistenz: Wie oben erwähnt, ist PP sehr widerstandsfähig gegen chemische Reaktionen. Es ist beständig gegen verdünnte und konzentrierte Säuren, Alkohole und Basen. Es ist auch beständig gegen aliphatische Kohlenwasserstoffe, Ester, Aldehyde und Ketone. Außerdem hat es eine begrenzte Beständigkeit gegenüber Oxidationsmitteln, aromatischen und halogenierten Kohlenwasserstoffen und beidem.

Anschließend macht es der niedrige Schmelzpunkt auch leicht entzündlich.

Arten von Polypropylen

Auf dem Markt sind zwei Haupttypen von Polypropylen erhältlich. Diese sind:

Polypropylen-Homopolymer

Dies ist die am häufigsten verwendete Universalsorte. Es weist ausschließlich Propylenmonomer auf, das als teilkristalliner Feststoff vorliegt. Die häufigsten Anwendungen sind Verpackungen, Textilien, Pipelines, Gesundheitswesen und elektrische Anwendungen.

Polypropylen-Copolymer

Diese Familie enthält Folgendes:

• Blockcopolymere: In dieser Kategorie gibt es mehr Ethengehalt (zwischen 5 und 15%). Comonomereinheiten sind in einem vorhersagbaren Muster (oder Blöcken) organisiert. Daher macht das regelmäßige Muster den Thermoplast zäher und weniger spröde als das statistische Copolymer. Diese Polymere sind für Anwendungen geeignet, einschließlich industrieller Anwendungen, die eine große Festigkeit erfordern.
• Zufallscopolymer: Dieses entsteht durch Mischen von Ethen mit Propen zu einem Polymer. Es hat Etheneinheiten, die zufällig in die Polypropylenketten eingefügt werden, typischerweise bis zu 61 TP3T nach Masse. Diese Polymere sind anpassungsfähig und optisch klar, was sie perfekt für Artikel macht, die gut aussehen müssen, und Anwendungen, die Transparenz erfordern.

Welcher Typ zur Verwendung gewählt wird, hängt von seinen Eigenschaften und seiner Eignung ab.

Polypropylen-Derivate

Hier sind die wichtigsten charakteristischen Beispiele für Polypropylenderivate:

• Expandiertes Polypropylen (EPP): Es ist ein geschlossenzelliger Schaum mit extrem niedriger Dichte, der aus Kügelchen besteht. Dreidimensionale Polymerschaumartikel werden aus EPP hergestellt. EPP-Perlenschaumstoff bietet ein besseres Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, hervorragende Schlagfestigkeit, hervorragende Wärmeisolierung und Beständigkeit gegen Chemikalien und Wasser.

EPP wird in einer Vielzahl von Produkten und Anwendungen eingesetzt, darunter Konsumgüter, Verpackungen, Bauprodukte und Automobile.

• Biobasiertes Polypropylen: Es ist eine biobasierte Variante von Polypropylen, und die Rohstoffe, die zur Herstellung seines monomeren biobasierten Propylens verwendet werden, sind erneuerbar. Die biobasierte Komponente kann von 30% bis 100% reichen.
• Polypropylen-Terpolymer: Es besteht aus Propylensegmenten, die durch die Comonomere Ethylen und Butan miteinander verbunden sind, die an zufälligen Stellen entlang der Polymerkette auftreten.

Die Transparenz von PP-Terpolymer ist PP-Homo überlegen. Außerdem verringert die Zugabe von Co-Monomer die kristalline Homogenität des Polymers, wodurch es für Versiegelungsfolienanwendungen geeignet wird.

Diese Eigenschaften von Derivaten sind für Hersteller, die Polypropylen als Standardkunststoff verwenden, von wesentlicher Bedeutung.

Vorteile von Polypropylen

Im Folgenden sind die Vorteile der Verwendung von PP-Material aufgeführt:

• Polypropylen ist extrem schwer zu brechen, da es Drehbewegungen von bis zu 360 Grad tolerieren kann, ohne zu brechen. Es ist leicht herzustellen, preiswert und in vielen verschiedenen Nationen und Kulturen weit verbreitet.
• Seine Haltbarkeit und Anpassungsfähigkeit als Verpackungsmaterial und die Wahl für Scharniere und Flaschenverschlüsse, die durch eine dünne Kunststoffschicht mit der Hauptflasche verbunden sind, werden durch eine hohe Chemikalien- und Ermüdungsbeständigkeit verbessert.
• Da es als opaker oder transparenter Thermoplast hergestellt und dort eingesetzt werden kann, wo eine gewisse Lichtübertragung erforderlich ist, kann es eine hervorragende Farbvielfalt bieten. Aufgrund seiner geringeren Dichte kann es in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen die Gewichtsreduzierung oberste Priorität haben muss.
• Da es undurchlässig und unglaublich widerstandsfähig gegen Feuchtigkeitsaufnahme ist, bietet Polypropylen zusätzliche Verpackungsvorteile und Vielseitigkeit.
• Aufgrund seiner hohen Biegefestigkeit und seiner teilkristallinen Struktur ist es auch widerstandsfähig gegen allgemeine Abnutzung und eignet sich daher perfekt für Produkte, die größeren physikalischen Belastungen standhalten müssen.
• Darüber hinaus ist es resistent gegen Keime, Fäulnis, Mehltau und Schimmel.

Diese Vorteile sind ausschlaggebend für die Entscheidung, ob PP-Material verwendet werden soll oder nicht.

Nachteile von Polypropylen

Obwohl sich PP-Material im Allgemeinen hervorragend für den Einsatz in verschiedenen Branchen eignet, hat es auch einige Nachteile, wie z. B. die folgenden:

• Die Unfähigkeit von Polypropylen, leicht recycelt zu werden, ist ein großer Nachteil, wenn es darum geht, die Umwelt und die Ressourcen der Welt zu schützen.
• Beim Verbrennen erfährt es eine irreversible chemische Veränderung.
• Polypropylen, das bereits geschmolzen und geformt ist, würde brennen, wenn Sie versuchen, es erneut zu erhitzen; es würde sich nicht wieder verflüssigen.
• Bei der Verwendung von PP-Material müssen wesentlich teurere Recycling- oder Aufbereitungstechniken in Betracht gezogen werden.
• Aufgrund seines niedrigen Schmelzpunkts ist Polypropylen auch leicht entflammbar, hat eine begrenzte Toleranz gegenüber höheren Temperaturen und ist anfällig für Oxidation und UV-Schäden.
• Der glänzende Glanz von Polypropylen macht es zwar bequem zu handhaben und ästhetisch schön, macht es aber auch schwieriger, auf anderen Oberflächen und Materialien, wie Farben und Klebstoffen, zu haften.
• Polypropylen kann ohne alternative Verbindungstechniken wie Schweißen nicht zur Konstruktion eines Gelenks oder Scharniers verwendet werden.

Daher müssen bei der Auswahl eines Materials für verschiedene Anwendungen auch die Nachteile von Polypropylen berücksichtigt werden.

Sicherheit und Toxizität von Polypropylen

Obwohl Polypropylen unter Verwendung einiger potenziell schädlicher Chemikalien hergestellt wird, wird es normalerweise als sicheres Endprodukt anerkannt. Es wird häufig in Kunststoffverpackungen für Lebensmittel, Getränke und medizinische Versorgung verwendet.

Polypropylenprodukte können sicher wiederverwendet werden und sind robust genug, um den typischen Verschleiß bei zahlreichen Anwendungen zu überstehen, obwohl es aufgrund von Herausforderungen im Recyclingprozess nicht allgemein als umweltfreundliches Material angesehen wird.

Polypropylen wird aufgrund seiner Sicherheit zur Herstellung der folgenden Artikel verwendet:

• Lebensmittelbehälter
• Babyflaschen
• Heißgetränkebecher
• Einweggeschirr wie Tassen und Teller
• Strohhalme

Untersuchungen zufolge gelangen beim Zerkratzen oder Erhitzen von Kunststoff Chemikalien aus den Behältern, Tellern und Flaschen in die Mahlzeiten. Polypropylen ist weniger schädlich als andere Kunststoffe, da es kein Bisphenol A oder BPA, wie es besser bekannt ist, enthält.

BPA, ein synthetisches Östrogen, wird eher in steifen Kunststoffen als in flexibleren wie Polypropylen eingesetzt.

Polypropylen-Verarbeitung

Es gibt verschiedene Methoden der Polypropylenverarbeitung, wie Spritzguss, Blasformen, Extrusion und 3D-Druck.

Spritzguss

Während des Spritzgussverfahrens von Polypropylen wird die Schmelzetemperatur zwischen 200 bis 300 °C und 10 bis 80 °C für die Form eingestellt. Eine hohe Formtemperatur verbessert die Helligkeit und Schönheit des Teils.

Bei sachgemäßer Lagerung ist eine Trocknung nicht erforderlich. Außerdem reicht die Formschrumpfung von 1,5 bis 3%, abhängig von den Verarbeitungsbedingungen, der Rheologie des Polymers und der Dicke des Endprodukts.

Extrusion

Dieses Verfahren wird zur Herstellung von Kabeln, Schläuchen und Blasfolien verwendet. Die Schmelztemperatur muss im Bereich von 200–300 °C liegen bei einem Zylinderverdichtungsverhältnis: von 3:1 und Temperaturen von 205 bis 180 °C. Wenn Sie fertig sind, sollten die Teile nachgeschliffen werden, anstatt drei Stunden lang bei 105-110°C (221-230°F) vorgetrocknet zu werden.

3d Drucken

Polypropylen ist ein zähes und steifes Material, das schwierig in 3D zu drucken ist, aber seine Komponenten können immer noch manipuliert werden.

Heute haben eine Reihe von Herstellern die physikalischen Eigenschaften von PP verbessert oder sogar Mischungen mit erhöhter Zähigkeit entwickelt, die es für 3D-Druckanwendungen geeignet machen.

Daher wird empfohlen, die Dokumentation des Lieferanten für Drucktemperatur, Druckbett usw. beim 3D-Druck mit Polypropylen sorgfältig zu prüfen.

Der 3D-Druck kann verwendet werden, um die folgenden Artikel aus Polypropylen pp herzustellen:

• Prototypen
• Komplizierte Modelle
• Funktionsmodelle

Die chemische Formel zum Mischen von Polypropylen mit anderen Substanzen, um es für den 3D-Druck geeignet zu machen, muss jedoch genau sein.

Warum Polypropylen beliebt ist

Anwendungen für Polypropylen finden sich sowohl im häuslichen als auch im gewerblichen Umfeld. Durch seine besonderen Eigenschaften und Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Produktionstechniken zeichnet es sich als wertvoller Werkstoff für vielfältige Einsatzzwecke aus.

Die doppelte Funktionalität von Polypropylen als Kunststoff und als Faser ist eine weitere wichtige Eigenschaft (wie die Werbetragetaschen, die bei Veranstaltungen, Rennen usw. verschenkt werden).

Da Polypropylen auf verschiedene Weise und für verschiedene Verwendungszwecke hergestellt werden kann, begann es schnell, viele der traditionellen Alternativen zu verdrängen, insbesondere in den Bereichen Verpackung, Fasern und Spritzguss. Es hat seine Expansion im Laufe der Jahre beibehalten und ist immer noch ein bedeutender Akteur im globalen Kunststoffgeschäft.

Fazit

Polypropylen wird oft mit Kunststoff verwechselt. Der Hauptunterschied zwischen Polypropylen und Kunststoff besteht jedoch darin, dass Kunststoffmaterial normalerweise undurchsichtig ist, es jedoch möglich ist, kristallklares Material aus Polypropylen herzustellen. Bei der Auswahl eines Materials für eine Tasche zum Verpacken eines Artikels berücksichtigen wir beispielsweise häufig die Eigenschaften des Materials.

Eine vollständig transparente Tasche ist erforderlich, wenn wir das Produkt freilegen möchten. In dieser Situation sind Plastiktüten keine kluge Lösung, da sie undurchsichtig sind. Polypropylen bleibt jedoch eines der besten Materialien für diese Verwendung.