Što je PP materijal?

Polipropilen (PP) jedan je od najpopularnijih plastičnih materijala koji se koristi u svijetu. To je polukristalni, kruti termoplast koji je prvi put polimeriziran 1951. godine, a danas se široko koristi u razne komercijalne i stambene svrhe. S otprilike 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, koja se očekuje da će do 2020. godine dosegnuti 62 milijuna metričkih tona.

Osim toga, polipropilenski materijali općenito se smatraju sigurnima, što ih čini prikladnima za upotrebu u različitim sektorima. Štoviše, mekan je i fleksibilan, što ga čini prikladnim za nekoliko primjena, poput izrade posuda za jogurt.

Primjena PP materijala

Kao što je već spomenuto, svojstva PP plastike čine je pogodnom za razne primjene. Glatka, taktilna površina polipropilena čini je savršenom 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 zasluženi ugled tvrdoće i dugovječnosti zahvaljujući iznimnoj otpornosti na umor i fleksibilnosti. Polipropilen također ima izvrsna izolacijska svojstva, što ga čini sigurnim za plastična kućišta kabela i električne opreme.

U svom vlaknastom obliku, polipropilen se može koristiti za daleko širi raspon proizvoda od samo torbi, kao što su sljedeći:

• Konopci
• viti
• Traka
• Tepisi
• Tapacirani namještaj
• Odjeća
• Oprema za kampiranje

Polipropilen je također posebno dobar za pomorsku industriju zbog svojih vodootpornih svojstava. Nadalje, njegova fleksibilnost, vodootpornost, čvrstoća i otpornost na plijesan, bakterije i kemijsku koroziju cijene se u medicinskoj industriji.

Osim toga, polipropilen učinkovito čisti i može izdržati tehnike sterilizacije parom. Zbog toga je PP prikladan za izradu sljedećih medicinskih uređaja:

• Bočice 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, pladnjeve i držače za čaše, branike, unutarnje ukrase, instrument ploče i obloge vrata.

Kemijska i fizikalna svojstva

Polipropilen ima nekoliko karakteristika koje ga čine idealnim za nekoliko primjena. Neke od njegovih glavnih karakteristika su:

1. Transmisivnost: Unatoč tome što se može učiniti prozirnim, polipropilen se obično proizvodi s neprozirnom nijansom. Primjene gdje je određeni prijenos svjetlosti ključan ili ima estetsku vrijednost mogu koristiti polipropilen. Poželjne opcije za polimere s visokom propusnošću su akril i polikarbonat.
2. Kemijska otpornost: Polipropilen ne reagira lako sa slabim bazama i kiselinama, što ga čini idealnim materijalom za posude koje sadrže tekućine poput otopina za čišćenje, pribora za prvu pomoć i slično.
3. Otpornost na zamor: Kada je izložen značajnoj torziji, savijanju i deformaciji, polipropilen zadržava svoj oblik. Izrada živih šarki je korisna primjena ove karakteristike.
4. Elastičnost i čvrstoća: Općenito, polipropilen se smatra "žilavim" materijalom jer, kao i svi materijali, pokazuje elastičnost u određenom rasponu otklona, ​​ali također doživljava plastičnu deformaciju u ranoj fazi procesa deformacije. Sposobnost materijala da se deformira (plastično, ne elastično) bez loma u inženjerstvu se naziva žilavost.
5. Izolacija: Polipropilen je izvrstan za elektroničke komponente zbog visokog električnog otpora.

Osim toga, PP ne pokazuje probleme s pucanjem pod naponom na višim temperaturama i pruža izvrsnu električnu i kemijsku otpornost. Iako 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 160 °C; polietilen, popularnija plastika, žari se na otprilike 100 °C). Sve komercijalno proizvedene polipropilenske smole sadrže aditive za očuvanje polimera tijekom proizvodnje i poboljšanje performansi za krajnjeg korisnika.

Dakle, glavna materijalna svojstva PP materijala uključuju sljedeća:

• Talište: Talište homopolimera kreće se između 160 i 165 stupnjeva Celzija, a kopolimera između 135 i 159 stupnjeva Celzija.
• Gustoća: PP je jedan od najlakših polimera među svim uobičajenim plastikama. Zbog svojih mogućnosti, dobra je alternativa za lagane primjene. Ovo su gustoće različitih polimera:
• Homopolimer od 0.904 do 0.908 g/cm3
• 0.904 do 0.908 g/cm3 za slučajni kopolimer.
• 0.898 do 0.900 g/cm3 za kopolimer otporan na udar
• Kemijska otpornost: 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.

Nakon toga, niska točka taljenja čini ga i lako zapaljivim.

Vrste polipropilena

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

Polipropilen homopolimer

Ovo je najčešće korištena opća vrsta. Sadrži isključivo propilen monomer, koji je prisutan kao polukristalna krutina. Najčešće se koristi u pakiranju, tekstilu, cjevovodima, zdravstvu i električnim primjenama.

Polipropilen kopolimer

Ova obitelj sadrži sljedeće:

• Blok kopolimeri: U ovoj kategoriji postoji veći sadržaj etena (između 5 i 15%). Komonomerne jedinice su organizirane u predvidljivom uzorku (ili blokovima). Stoga, pravilan uzorak čini termoplast čvršćim i manje krhkim od slučajnog kopolimera. Ovi polimeri su prikladni za upotrebu, uključujući i industrijsku koja zahtijeva veliku čvrstoću.
• Slučajni kopolimer: Ovo se stvara miješanjem etena s propenom kako bi se formirao polimer. Ima etenske jedinice nasumično umetnute u lance polipropilena, obično do 6% mase. Ovi polimeri su prilagodljivi i optički prozirni, što ih čini savršenim za predmete koji moraju izgledati sjajno i primjene koje zahtijevaju prozirnost.

Vrsta odabrana za upotrebu ovisi o njezinim svojstvima i prikladnosti.

Derivati ​​polipropilena

Evo glavnih karakterističnih primjera derivata polipropilena:

• Ekspandirani polipropilen (EPP): To je pjena zatvorenih ćelija, izuzetno niske gustoće napravljena od kuglica. Trodimenzionalni polimerni pjenasti proizvodi izrađuju se pomoću EPP-a. EPP pjena u kuglicama pruža bolji omjer čvrstoće i težine, izvrsnu otpornost na udarce, vrhunsku toplinsku izolaciju te otpornost na kemikalije i vodu.

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

• Bio-bazirani polipropilen: To je biobazirana varijanta polipropilena, a sirovine koje se koriste za proizvodnju njegovog monomera, biobaziranog propilena, su obnovljive. Biobazirana komponenta može se kretati od 30% do 100%.
• Polipropilenski terpolimer: Sastoji se od propilenskih segmenata povezanih komonomerima etilenom i butanom, koji se pojavljuju na nasumičnim mjestima duž polimernog lanca.

Prozirnost PP terpolimera je superiorna u odnosu na PP homopolimer. Osim toga, dodatak komonomera smanjuje kristalnu homogenost polimera, što ga čini prikladnim za primjenu u brtvenim folijama.

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

Prednosti polipropilena

Sljedeće su prednosti korištenja PP materijala:

• Polipropilen je izuzetno teško lomiti jer može podnijeti uvijanje do 360 stupnjeva bez pucanja. Lako se proizvodi, ima razumnu cijenu i široko je dostupan u mnogim različitim zemljama i kulturama.
• Njegova trajnost i prilagodljivost kao materijala za pakiranje te izbor za šarke i čepove za boce spojene s glavnom bocom tankim slojem plastike poboljšani su visokom otpornošću na kemikalije i umor.
• Budući da se može izraditi kao neprozirna ili prozirna termoplastika i koristiti tamo gdje je potreban određeni prijenos svjetlosti, može pružiti izvrsnu raznolikost boja. Zbog svoje niže gustoće, može se koristiti u primjenama 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 visoke čvrstoće na savijanje i polukristalne strukture, otporan je i na opće habanje, što ga čini savršenim za proizvode koji moraju izdržati značajnija fizička naprezanja.
• Osim toga, otporan je na klice, truljenje, plijesan i gljivice.

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

Nedostaci polipropilena

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

• Nemogućnost lakog recikliranja polipropilena glavni je nedostatak kada je u pitanju zaštita okoliša i svjetskih resursa.
• Prilikom izgaranja prolazi kroz nepovratnu kemijsku promjenu.
• Polipropilen koji se već rastopio i formirao izgorio bi ako biste ga pokušali ponovno zagrijati; ne bi se ponovno ukapljio.
• Pri korištenju PP materijala moraju se uzeti u obzir znatno skuplje tehnike recikliranja ili obnove.
• Zbog niske točke taljenja, polipropilen je također lako zapaljiv, ima ograničenu toleranciju na više temperature te je osjetljiv na oksidaciju i UV oštećenja.
• Iako sjajni sjaj polipropilena čini ga praktičnim za rukovanje i estetski lijepim, također otežava prianjanje drugim površinama i materijalima, poput boja i ljepila.
• Polipropilen se ne može koristiti za izradu spoja ili šarke bez alternativnih tehnika lijepljenja, poput zavarivanja.

Stoga se pri odabiru materijala za različite primjene moraju uzeti u obzir i nedostaci polipropilena.

Sigurnost i toksičnost polipropilena

Iako se polipropilen proizvodi korištenjem 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 sigurno ponovno koristiti i dovoljno su robusni da izdrže uobičajeno habanje za brojne namjene, unatoč činjenici da se ne smatraju široko ekološki prihvatljivim materijalom zbog izazova u procesu recikliranja.

Polipropilen se zbog svoje sigurnosti koristi za izradu sljedećih predmeta:

• Spremnici za hranu
• Dječje bočice
• Čaše za vruće napitke
• Pribor za jednokratnu upotrebu poput šalica i tanjura
• slamke

Prema istraživanjima, kada se plastika izgrebe ili zagrije, kemikalije iz posuda, tanjura i boca prodiru u obroke. Polipropilen je manje štetan od ostalih plastika jer ne sadrži bisfenol A ili BPA, kako je poznatiji.

BPA, sintetički estrogen, koristi se u krutim plastikama, a ne u fleksibilnijim poput polipropilena.

Obrada polipropilena

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

Injekcijsko oblikovanje

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

Ako se pravilno skladišti, sušenje nije potrebno. Nadalje, skupljanje u kalupu kreće se od 1.5 do 3%, ovisno o uvjetima obrade, reologiji polimera i debljini gotovog proizvoda.

Istiskivanje

Ovaj se postupak koristi za izradu kabela, cijevi i folija dobivenih puhanjem i lijevanjem. Temperatura taljenja mora biti u rasponu od 200 do 300 °C s omjerom kompresije cilindra od 3:1 i temperaturama od 205 do 180 °C. Nakon toga, dijelove treba ponovno brusiti umjesto predsušenja tri sata na 105-110 °C (221-230 °F).

3D ispis

Polipropilen je čvrst i krut materijal koji je teško isprintati u 3D-u, ali njegove komponente se i dalje mogu manipulirati.

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

Stoga se preporučuje pažljivo pregledati dokumentaciju dobavljača za temperaturu ispisa, podlogu za ispis itd. tijekom 3D ispisa s polipropilenom.

3D printanje može se koristiti za izradu sljedećih polipropilenskih predmeta:

• prototipova
• 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

Polipropilen se primjenjuje i u kućanstvu i u komercijalnom okruženju. Ističe se kao vrijedan materijal za razne namjene zahvaljujući svojim posebnim svojstvima i sposobnosti prilagodbe različitim proizvodnim tehnikama.

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

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

Zaključak

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

Ako želimo izložiti proizvod, potrebna je potpuno prozirna vrećica. U ovoj situaciji plastične vrećice nisu mudro rješenje jer su neprozirne. Međutim, polipropilen ostaje jedan od najboljih materijala za ovu upotrebu.