Što je PP materijal?

Polipropilen (PP) je jedan od najpopularnijih plastičnih materijala koji se koriste u cijelom svijetu. To je polukristalna, kruta termoplastika koja je prvobitno polimerizirana 1951. i sada se naširoko koristi u razne komercijalne i stambene svrhe. S približno 45 metričkih tona danas, smatra se da je potražnja za polipropilenom najveća ikad.

Neki izvori tvrde da materijal trenutno ima tržište od 45 milijuna metričkih tona godišnje zbog povećane globalne potražnje, za koju se predviđa da će dosegnuti 62 milijuna metričkih tona do 2020. godine.

Osim toga, polipropilenski materijali općenito se smatraju sigurnima; što ih čini prikladnima za korištenje u različitim sektorima. Štoviše, također je mekan i fleksibilan, što ga čini prikladnim za nekoliko primjena, kao što je izrada posuda za jogurt.

Primjena PP materijala

Kao što je prije spomenuto, svojstva materijala PP plastike čine je prikladnom za različite primjene. Glatka, taktilna površina polipropilena čini ga savršenim za:

• Primjene s niskim trenjem kao što su zupčanici strojeva
• Plastični namještaj

Osim toga, PP ima visoku kemijsku otpornost i stoga nije osjetljiv na koroziju, što ga čini izvrsnom opcijom za pakiranje sljedećeg:

• Proizvodi za prvu pomoć
• Izbjeljivači
• Sredstva za čišćenje

Nadalje, PP ima zasluženu reputaciju tvrdoće i dugovječnosti zahvaljujući svojoj iznimnoj otpornosti na zamor i fleksibilnosti. Polipropilen također ima izvrsne izolacijske kvalitete, što ga čini sigurnim za plastično kućište kabela i električne opreme.

U svom obliku vlakana, polipropilen se može koristiti za mnogo veći raspon proizvoda nego samo za torbe, kao što su sljedeće:

• užad
• Konac
• Traka
• Tepisi
• Tapecirani namještaj
• Odjeća
• Oprema za kampiranje

Polipropilen također posebno dobro funkcionira u pomorskoj industriji zbog svoje vodonepropusnosti. Nadalje, njegova fleksibilnost, vodonepropusnost, čvrstoća i otpornost na plijesan, bakterije i kemijsku koroziju cijenjeni su u medicinskoj industriji.

Osim toga, polipropilen učinkovito čisti i može izdržati tehnike sterilizacije parom. To čini PP pogodnim za izradu sljedećih medicinskih uređaja:

• Boce za uzorke
• Spremnici za lijekove
• Šprice
• Petrijeve zdjelice

Drugi sektor u kojem se polipropilen također često koristi je automobilska industrija. Koristi se za kućišta baterija, ladice i držače za piće, odbojnike, unutarnje naglaske, ploče s instrumentima i obloge vrata.

Kemijska i fizikalna svojstva

Polipropilen ima nekoliko karakteristika koje ga čine idealnim za različite primjene. Neke od njegovih primarnih karakteristika su:

1. Transmisivnost: Unatoč mogućnosti da bude proziran, polipropilen se obično proizvodi s neprozirnom nijansom. Polipropilen se može koristiti kod aplikacija u kojima je prijenos svjetlosti ključan ili ima estetsku vrijednost. Poželjne opcije za polimere s visokom propusnošću su akril i polikarbonat.
2. Otpornost na kemikalije: Polipropilen ne reagira lako sa slabim bazama i kiselinama, što ga čini idealnim materijalom za spremnike koji sadrže tekućine kao što su otopine za čišćenje, sredstva za prvu pomoć i drugo.
3. Otpornost na zamor: Kada je podvrgnut značajnoj torziji, savijanju i savijanju, polipropilen zadržava svoj oblik. Izrada živih šarki korisna je primjena ove karakteristike.
4. Elastičnost i žilavost: Općenito, polipropilen se smatra "čvrstim" materijalom jer, poput svih materijala, pokazuje elastičnost u određenom rasponu otklona, ali također doživljava plastičnu deformaciju rano u procesu deformacije. Sposobnost materijala da se deformira (plastično, ne elastično) bez loma naziva se žilavošću u inženjerstvu.
5. Izolacija: Polipropilen je izvrstan za elektroničke komponente zbog svoje visoke električne otpornosti.

Osim toga, PP ne pokazuje probleme s pucanjem na višim temperaturama i pruža veliku električnu i kemijsku otpornost. Dok su karakteristike PP-a i polietilena slične, postoje neke ključne razlike.

Materijalna svojstva polipropilena:

To uključuje nižu gustoću, veću krutost i tvrdoću te višu točku omekšavanja (PP se ne topi ispod 160oC; polietilen, popularnija plastika, žarit će se na otprilike 100oC). Sve komercijalno proizvedene polipropilenske smole sadrže aditive za očuvanje polimera tijekom proizvodnje i poboljšanje performansi krajnjeg korisnika.

Dakle, glavna svojstva materijala PP materijala uključuju sljedeće:

• Talište: Talište homopolimera kreće se između 160 do 165 stupnjeva Celzija i 135 do 159 stupnjeva Celzija za kopolimere.
• Gustoća: PP je jedan od najlakših polimera među svim uobičajenim plastičnim materijalima. To je dobra alternativa za lagane aplikacije zbog svojih mogućnosti. Ovo su gustoće za različite polimere:
• 0,904 do 0,908 g/cm3 homopolimera
• 0,904 do 0,908 g/cm3 za slučajni kopolimer.
• 0,898 do 0,900 g/cm3 za udarni kopolimer
• Otpornost na kemikalije: Kao što je gore spomenuto, PP je vrlo otporan na kemijske reakcije. Otporan je na razrijeđene i koncentrirane kiseline, alkohole i baze. Također je otporan na alifatske ugljikovodike, estere, aldehide i ketone. Nadalje, ima ograničenu otpornost na oksidirajuća sredstva, aromatske i halogenirane ugljikovodike, i oboje.

Posljedično, niska točka taljenja također ga čini vrlo zapaljivim.

Vrste polipropilena

Na tržištu su dostupne dvije glavne vrste polipropilena. Ovo su:

Homopolimer polipropilena

Ovo je tip opće namjene koji se najčešće koristi. Sadrži isključivo propilen monomer, koji je prisutan kao polukristalna krutina. Najčešće namjene su pakiranje, tekstil, cjevovodi, zdravstvena njega i električne primjene.

Kopolimer polipropilena

Ova obitelj sadrži sljedeće:

• Blok kopolimeri: U ovoj kategoriji ima više sadržaja etena (između 5 i 15%). Jedinice ko-monomera organizirane su u predvidljivi obrazac (ili blokove). Stoga pravilan uzorak čini termoplastiku čvršćom i manje lomljivom od nasumičnog kopolimera. Ovi su polimeri prikladni za uporabu, uključujući industrijske koje zahtijevaju veliku čvrstoću.
• Slučajni kopolimer: Nastaje miješanjem etena s propenom da se dobije polimer. Ima Ethene jedinice nasumično umetnute u polipropilenske lance, obično do 6% po masi. Ovi su polimeri prilagodljivi i optički čisti, što ih čini savršenima za predmete koji trebaju izgledati izvrsno i primjene koje zahtijevaju prozirnost.

Vrsta odabrana za upotrebu ovisi o njegovim svojstvima i prikladnosti.

Derivati polipropilena

Ovdje su primarni karakteristični primjeri derivata polipropilena:

• Ekspandirani polipropilen (EPP): To je pjena zatvorenih ćelija, izuzetno niske gustoće napravljena od kuglica. Trodimenzionalni predmeti od polimerne pjene izrađuju se pomoću EPP-a. EPP zrnasta pjena pruža bolji omjer čvrstoće i težine, veliku otpornost na udarce, vrhunsku toplinsku izolaciju i otpornost na kemikalije i vodu.

EPP se koristi u raznim proizvodima i aplikacijama, uključujući robu široke potrošnje, ambalažu, građevinsku robu i automobile.

• Polipropilen na biološkoj bazi: To je bio-bazirana varijanta polipropilena, a sirovine koje se koriste za izradu monomera bio-baziranog propilena su obnovljive. Komponenta na biološkoj osnovi može varirati od 30% do 100%.
• Polipropilenski terpolimer: Sastoji se od propilenskih segmenata međusobno povezanih ko-monomerima etilena i butana, koji se pojavljuju na nasumičnim mjestima duž polimernog lanca.

Prozirnost PP terpolimera je bolja od PP homo. Osim toga, dodatak ko-monomera smanjuje kristalnu homogenost polimera, što ga čini prikladnim za aplikacije brtvenog filma.

Ove karakteristike derivata bitne su proizvođačima koji koriste polipropilen kao plastičnu robu.

Prednosti polipropilena

Sljedeće su prednosti korištenja PP materijala:

• Polipropilen je izuzetno teško slomiti budući da može tolerirati okretanje do 360 stupnjeva bez pucanja. Lako se proizvodi, ima razumnu cijenu i široko je dostupan u mnogim različitim nacijama i kulturama.
• Njegova izdržljivost i prilagodljivost kao materijala za pakiranje i izbor šarki i čepova boca spojenih s glavnom bocom tankim slojem plastike poboljšani su visokom kemijskom otpornošću i otpornošću na zamor.
• Budući da se može izraditi kao neprozirna ili prozirna termoplastika i koristiti tamo gdje je potreban prijenos svjetla, može pružiti izvrsnu raznolikost boja. Zbog svoje manje gustoće, može se koristiti u aplikacijama gdje smanjenje težine mora biti glavni prioritet.
• Budući da je nepropustan i nevjerojatno otporan na upijanje vlage, polipropilen ima dodatne prednosti pakiranja i svestranost.
• Zbog svoje visoke čvrstoće na savijanje i polukristalne strukture, također je otporan na opće habanje, što ga čini savršenim za proizvode koji moraju izdržati značajnije fizičke napore.
• Osim toga, otporan je na klice, trulež, plijesan i plijesan.

Ove su prednosti bitne pri odlučivanju hoće li se koristiti PP materijal ili ne.

Nedostaci polipropilena

Iako je PP materijal općenito odličan za upotrebu u različitim sektorima, on također ima neke nedostatke, kao što su sljedeći:

• Nemogućnost lakog recikliranja polipropilena glavni je nedostatak kada se radi o zaštiti okoliša i svjetskih resursa.
• Podvrgava se nepovratnoj kemijskoj promjeni kada gori.
• Polipropilen koji je već otopljen i formiran bi izgorio ako ga pokušate ponovno zagrijati; ne bi se ponovno ukapio.
• Prilikom korištenja PP materijala moraju se uzeti u obzir znatno skuplje tehnike recikliranja ili popravljanja.
• Zbog niske točke taljenja, polipropilen je također vrlo zapaljiv, ima ograničenu toleranciju na više temperature i osjetljiv je na oksidaciju i UV zračenje.
• Dok sjajni sjaj polipropilena čini praktičnim za rukovanje i estetski lijepim, također otežava prianjanje drugih površina i materijala, poput boja i ljepila.
• Polipropilen se ne može koristiti za izradu spojeva ili šarki bez alternativnih tehnika spajanja, poput zavarivanja.

Stoga se nedostaci polipropilena također moraju uzeti u obzir pri odabiru materijala koji će se koristiti u različitim primjenama.

Sigurnost i toksičnost polipropilena

Iako se polipropilen proizvodi pomoću nekih potencijalno štetnih kemikalija, obično se smatra sigurnim gotovim proizvodom. Često se koristi u plastičnoj ambalaži za hranu, piće i medicinske potrepštine.

Proizvodi od polipropilena mogu se ponovno sigurno upotrijebiti i dovoljno su robusni da prežive uobičajeno trošenje i habanje za brojne upotrebe, unatoč činjenici da se ne smatra naširoko ekološki prihvatljivim materijalom zbog izazova u procesu recikliranja.

Polipropilen se koristi za izradu sljedećih predmeta zbog svoje sigurnosti:

• Spremnici za hranu
• Dječje bočice
• Šalice za tople napitke
• Posuđe za jednokratnu upotrebu kao što su šalice i tanjuri
• Slamke

Prema istraživanju, kada se plastika izgrebe ili zagrije, kemikalije iz posuda, tanjura i boca cure u obroke. Polipropilen je manje štetan od ostale plastike jer ne sadrži bisfenol A ili BPA, kako je popularnije poznat.

BPA, sintetski estrogen, koristi se u krutoj plastici, a ne u fleksibilnijoj poput polipropilena.

Obrada polipropilena

Postoji nekoliko metoda obrade polipropilena, kao što su injekcijsko prešanje, puhanje, ekstruzija i 3D ispis.

Injekcijsko prešanje

Tijekom procesa injekcijskog prešanja polipropilena, temperatura taline se postavlja između 200 do 300 °C i 10 do 80 °C za kalup. Visoka temperatura kalupa će povećati svjetlinu i ljepotu dijela.

Ako se pravilno skladišti, sušenje nije potrebno. Nadalje, skupljanje u kalupu kreće se od 1,5 do 3%, ovisno o okolnostima obrade, reologiji polimera i debljini gotovog proizvoda.

Istiskivanje

Ovaj se postupak koristi za izradu kabela, cijevi i filmova za puhanje i livenje. Temperatura taljenja mora biti u rasponu od 200–300 °C s omjerom kompresije cilindra: 3:1 i temperaturama od 205 do 180 °C. Kada je gotovo, dijelove treba staviti na ponovno brušenje umjesto prethodnog sušenja tri sata na 105-110°C (221-230°F).

3D ispis

Polipropilen je čvrst i krut materijal koji je teško ispisivati u 3D, ali se njegovim komponentama još uvijek može manipulirati.

Danas su brojni proizvođači poboljšali fizičke karakteristike PP-a ili čak razvili mješavine s povećanom žilavošću što ga čini prikladnim za aplikacije 3D ispisa.

Stoga se savjetuje da pažljivo pregledate dokumentaciju dobavljača za temperaturu ispisa, podlogu za ispis itd., dok 3D ispisujete s polipropilenom.

3D ispis se može koristiti za izradu sljedećih polipropilenskih pp predmeta:

• Prototipovi
• Komplicirani modeli
• Funkcionalni modeli

Međutim, kemijska formula za miješanje polipropilena s drugim tvarima kako bi bio podložan 3D ispisu mora biti točna.

Zašto je polipropilen popularan

Primjene za polipropilen nalaze se iu kućanstvu iu komercijalnim uvjetima. Ističe se kao vrijedan materijal za različite namjene zahvaljujući svojim posebnim svojstvima i sposobnošću prilagodbe različitim proizvodnim tehnikama.

Dvostruka funkcionalnost polipropilena kao plastike i vlakna još je jedna važna kvaliteta (poput onih promotivnih torbi koje se poklanjaju na događajima, utrkama itd.).

Budući da se polipropilen može proizvoditi na različite načine i za različite namjene, brzo je počeo istiskivati mnoge tradicionalne alternative, osobito u sektorima pakiranja, vlakana i injekcijskog prešanja. Zadržao je svoju ekspanziju tijekom godina i još uvijek je značajan sudionik u globalnom poslovanju s plastikom.

Zaključak

Polipropilen se često brka s plastikom. Međutim, glavna razlika između polipropilena i plastike je da dok je plastični materijal obično neproziran, moguće je proizvesti kristalno proziran materijal od polipropilena. Na primjer, kada biramo materijal za vrećicu za pakiranje predmeta, često uzimamo u obzir karakteristike materijala.

Potrebna je potpuno prozirna vrećica ako želimo izložiti proizvod. U ovoj situaciji plastične vrećice nisu pametno rješenje jer su neprozirne. Međutim, polipropilen ostaje jedan od najboljih materijala za ovu uporabu.