Cos'è il materiale PP?

Il polipropilene (PP) è uno dei materiali plastici più utilizzati in tutto il mondo. È un termoplastico semicristallino e rigido che è stato inizialmente polimerizzato nel 1951 ed è ora ampiamente utilizzato per vari scopi commerciali e residenziali. Con circa 45 tonnellate metriche oggi, si ritiene che la domanda di polipropilene sia la più alta che sia mai stata.

Alcune fonti affermano che il materiale ha attualmente un mercato annuale di 45 milioni di tonnellate a causa dell'aumento della domanda globale, che dovrebbe raggiungere i 62 milioni di tonnellate entro il 2020.

Inoltre, i materiali in polipropilene sono generalmente considerati sicuri; quindi, rendendoli adatti per l'uso in diversi settori. Inoltre, è anche morbido e flessibile, il che lo rende adatto a diverse applicazioni, come la realizzazione di contenitori per yogurt.

Applicazioni di materiale PP

Come accennato in precedenza, le proprietà del materiale della plastica PP lo rendono adatto a varie applicazioni. La superficie liscia e tattile del polipropilene lo rende perfetto per:

• Applicazioni a basso attrito come ingranaggi di macchinari
• Mobili in plastica

Inoltre, il PP ha un'elevata resistenza chimica e quindi non è suscettibile alla corrosione, il che lo rende un'ottima opzione per l'imballaggio di quanto segue:

• Prodotti di primo soccorso
• Candeggina
• Sostanze detergenti

Inoltre, il PP ha una meritata reputazione di durezza e longevità grazie alla sua eccezionale resistenza alla fatica e flessibilità. Il polipropilene ha anche ottime qualità isolanti, che lo rendono sicuro per l'involucro in plastica di cavi e apparecchiature elettriche.

Nella sua forma in fibra, il polipropilene può essere utilizzato per una gamma di prodotti molto più ampia rispetto alle sole borse, come i seguenti:

• Corde
• Spago
• Nastro
• Tappeti
• Mobili imbottiti
• Abbigliamento
• Attrezzatura da campeggio

Il polipropilene funziona particolarmente bene anche per l'industria nautica grazie alle sue qualità impermeabili. Inoltre, la sua flessibilità, qualità di impermeabilità, forza e resistenza a muffe, batteri e corrosione chimica sono tutte apprezzate nell'industria medica.

Inoltre, il polipropilene pulisce efficacemente e resiste alle tecniche di sterilizzazione a vapore. Questo rende il PP adatto alla realizzazione dei seguenti dispositivi medici:

• Bottiglie campione
• Contenitori di droga
• Siringhe
• Piastre di Petri

Un altro settore in cui viene spesso utilizzato anche il polipropilene è l'industria automobilistica. Viene utilizzato per involucri di batterie, vassoi e portabevande, paraurti, accenti interni, cruscotti e rivestimenti delle portiere.

Proprietà chimiche e fisiche

Il polipropilene ha diverse caratteristiche che lo rendono ideale per diverse applicazioni. Alcune delle sue caratteristiche principali sono:

1. Trasmissività: Pur avendo la possibilità di essere reso trasparente, il Polipropilene viene tipicamente prodotto con una tonalità opaca. Le applicazioni in cui un certo trasferimento di luce è fondamentale o ha un valore estetico, potrebbero utilizzare il polipropilene. Le opzioni preferibili per i polimeri ad alta trasmissività sono l'acrilico e il policarbonato.
2. Resistenza chimica: Il polipropilene non reagisce facilmente con basi deboli e acidi, rendendolo un materiale ideale per contenitori contenenti liquidi come soluzioni detergenti, forniture di pronto soccorso e altro ancora.
3. Resistenza alla fatica: Se sottoposto a torsione, flessione e flessione significative, il polipropilene mantiene la sua forma. Realizzare cardini viventi è un'applicazione benefica di questa caratteristica.
4. Elasticità e tenacità: In generale, il polipropilene è considerato un materiale "duro" perché, come tutti i materiali, presenta elasticità in un particolare intervallo di deflessione ma subisce anche una deformazione plastica all'inizio del processo di deformazione. La capacità di un materiale di deformarsi (plasticamente, non elasticamente) senza rompersi è indicata come tenacità in ingegneria.
5. Isolamento: Il polipropilene è eccellente per i componenti elettronici grazie alla sua elevata resistenza elettrica.

Inoltre, il PP non presenta problemi di rottura da stress a temperature più elevate e offre una grande resistenza elettrica e chimica. Sebbene le caratteristiche del PP e quelle del polietilene siano simili, esistono alcune distinzioni fondamentali.

Proprietà del materiale del polipropilene:

Questi includono una densità inferiore, una maggiore rigidità e durezza e un punto di rammollimento più elevato (il PP non fonde sotto i 160°C; il polietilene, una plastica più popolare, si tempra a circa 100°C). Tutta la resina di polipropilene prodotta commercialmente contiene additivi per preservare il polimero durante la produzione e migliorare le prestazioni dell'utente finale.

Pertanto, le principali proprietà del materiale dei materiali PP includono quanto segue:

• Punto di fusione: Il punto di fusione degli omopolimeri va da 160 a 165 gradi Celsius e da 135 a 159 gradi Celsius per i copolimeri.
• Densità: Il PP è uno dei polimeri più leggeri tra tutte le comuni plastiche. È una buona alternativa per applicazioni leggere grazie alla sua capacità. Queste sono le densità per diversi polimeri:
• Omopolimero da 0,904 a 0,908 g/cm3
• da 0,904 a 0,908 g/cm3 per il copolimero casuale.
• da 0,898 a 0,900 g/cm3 per copolimero antiurto
• Resistenza chimica: Come accennato in precedenza, il PP è altamente resistente alle reazioni chimiche. È resistente ad acidi, alcoli e basi diluiti e concentrati. È anche resistente agli idrocarburi alifatici, esteri, aldeidi e chetoni. Inoltre, ha una resistenza limitata agli agenti ossidanti, agli idrocarburi aromatici e alogenati e ad entrambi.

Successivamente, il basso punto di fusione lo rende anche altamente infiammabile.

Tipi di polipropilene

Esistono due tipi principali di polipropilene disponibili sul mercato. Questi sono:

Polipropilene Omopolimero

Questo è il grado per uso generico più frequentemente utilizzato. Ha esclusivamente monomero di propilene, che è presente come solido semicristallino. Gli usi più comuni sono imballaggi, tessuti, condutture, assistenza sanitaria e applicazioni elettriche.

Copolimero di polipropilene

Questa famiglia contiene quanto segue:

• Copolimeri a blocchi: In questa categoria c'è più contenuto di etene (tra 5 e 15%). Le unità co-monomeriche sono organizzate in uno schema (o blocchi) prevedibile. Pertanto, il modello regolare rende il termoplastico più resistente e meno fragile del copolimero casuale. Questi polimeri sono adatti per usi, anche industriali, che richiedono una grande resistenza.
• Copolimero casuale: Questo viene creato mescolando etene con propene per formare un polimero. Ha unità di etene inserite casualmente nelle catene di polipropilene, tipicamente fino a 6% in massa. Questi polimeri sono adattabili e otticamente trasparenti, il che li rende perfetti per articoli che devono avere un bell'aspetto e applicazioni che richiedono trasparenza.

Il tipo scelto per l'uso dipende dalle sue proprietà e dall'idoneità.

Derivati del polipropilene

Ecco i principali esempi caratteristici di derivati del polipropilene:

• Polipropilene espanso (EPP): Si tratta di una schiuma a celle chiuse, a bassissima densità, fatta di perline. Gli articoli tridimensionali in schiuma polimerica sono realizzati utilizzando EPP. La schiuma di perline EPP offre un migliore rapporto forza-peso, grande resistenza agli urti, isolamento termico superiore e resistenza agli agenti chimici e all'acqua.

L'EPP è utilizzato in una varietà di prodotti e applicazioni, inclusi beni di consumo, imballaggi, prodotti da costruzione e automobili.

• Polipropilene a base biologica: È una variante a base biologica del polipropilene e le materie prime utilizzate per produrre il suo propilene a base biologica monomerica sono rinnovabili. Il componente a base biologica potrebbe variare da 30% a 100%.
• Terpolimero di polipropilene: È costituito da segmenti di propilene legati tra loro dai co-monomeri etilene e butano, che compaiono in posizioni casuali lungo la catena polimerica.

La trasparenza del terpolimero PP è superiore al PP omo. Inoltre, l'aggiunta di co-monomero riduce l'omogeneità cristallina del polimero, rendendolo adatto per applicazioni di film sigillanti.

Queste caratteristiche dei derivati sono essenziali per i produttori che utilizzano il polipropilene come plastica di base.

Vantaggi del polipropilene

Di seguito sono riportati i vantaggi dell'utilizzo di materiale PP:

• Il polipropilene è estremamente difficile da spezzare poiché può tollerare movimenti di torsione fino a 360 gradi senza spezzarsi. È facilmente prodotto, a prezzi ragionevoli e ampiamente accessibile in molte nazioni e culture diverse.
• La sua durabilità e adattabilità come materiale di imballaggio e la scelta di cerniere e tappi di bottiglia uniti alla bottiglia principale da un sottile strato di plastica sono migliorate dall'elevata resistenza chimica e alla fatica.
• Poiché può essere realizzato come termoplastico opaco o trasparente e impiegato dove è necessario un certo trasferimento di luce, può fornire un'eccellente varietà di colori. A causa della sua minore densità, può essere impiegato in applicazioni in cui la riduzione del peso deve essere una priorità assoluta.
• Poiché è impermeabile e incredibilmente resistente all'assorbimento di umidità, il polipropilene presenta ulteriori vantaggi e versatilità di imballaggio.
• Grazie alla sua elevata resistenza alla flessione e alla struttura semicristallina, è anche resistente all'usura generale, rendendolo perfetto per prodotti che devono sopportare sollecitazioni fisiche più significative.
• Inoltre, è resistente a germi, marciumi, muffe e muffe.

Questi vantaggi sono essenziali quando si decide se utilizzare o meno il materiale PP.

Svantaggi del polipropilene

Sebbene il materiale PP sia generalmente ottimo per l'uso in diversi settori, presenta anche alcuni svantaggi, come i seguenti:

• L'incapacità del polipropilene di essere facilmente riciclato è un grave inconveniente quando si tratta di proteggere l'ambiente e le risorse del mondo.
• Subisce un cambiamento chimico irreversibile quando brucia.
• Il polipropilene che si è già fuso e formato brucerebbe se tentassi di riscaldarlo nuovamente; non si sarebbe liquefatto di nuovo.
• Tecniche di riciclaggio o ricondizionamento sostanzialmente più costose devono essere prese in considerazione quando si utilizza materiale PP.
• A causa del suo basso punto di fusione, il polipropilene è anche altamente infiammabile, ha una tolleranza limitata per temperature più elevate ed è vulnerabile all'ossidazione e ai danni UV.
• Mentre la brillantezza del polipropilene lo rende comodo da maneggiare ed esteticamente bello, rende anche più difficile l'adesione di altre superfici e materiali, come vernici e colle.
• Il polipropilene non può essere utilizzato per costruire un giunto o una cerniera senza tecniche di incollaggio alternative, come la saldatura.

Pertanto, anche gli svantaggi del Polipropilene devono essere considerati nella scelta di un materiale da utilizzare in diverse applicazioni.

Sicurezza e tossicità del polipropilene

Sebbene il polipropilene sia prodotto utilizzando alcune sostanze chimiche potenzialmente dannose, è solitamente riconosciuto come un prodotto finito sicuro. Viene spesso utilizzato negli imballaggi in plastica per alimenti, bevande e forniture mediche.

I prodotti in polipropilene possono essere riutilizzati in modo sicuro e sono abbastanza robusti da sopravvivere all'usura tipica per numerosi usi, nonostante non sia ampiamente considerato un materiale ecologico a causa delle sfide nel processo di riciclaggio.

Il polipropilene viene utilizzato per realizzare i seguenti articoli a causa della sua sicurezza:

• Contenitori per alimenti
• Biberon
• Tazze per bevande calde
• Utensili usa e getta come tazze e piatti
• Cannucce

Secondo la ricerca, quando la plastica viene graffiata o riscaldata, le sostanze chimiche contenute in contenitori, piatti e bottiglie penetrano nei pasti. Il polipropilene è meno dannoso di altre materie plastiche poiché non contiene bisfenolo A, o BPA, come è più noto.

Il BPA, un estrogeno sintetico, è impiegato nelle plastiche rigide piuttosto che in quelle più flessibili come il polipropilene.

Lavorazione Polipropilene

Esistono diversi metodi di lavorazione del polipropilene, come lo stampaggio a iniezione, il soffiaggio, l'estrusione e la stampa 3D.

Stampaggio a iniezione

Durante il processo di stampaggio a iniezione del polipropilene, la temperatura del fuso è impostata tra 200 e 300 °C e tra 10 e 80 °C per lo stampo. L'elevata temperatura dello stampo migliorerà la luminosità e la bellezza della parte.

Se conservato correttamente, non è necessaria l'asciugatura. Inoltre, il ritiro dello stampo varia da 1,5 a 3%, a seconda delle circostanze di lavorazione, della reologia del polimero e dello spessore del prodotto finito.

Estrusione

Questo processo viene utilizzato per realizzare cavi, tubi e film soffiati. La temperatura di fusione deve essere compresa tra 200 e 300 °C con un rapporto di compressione del cilindro: di 3:1 e temperature comprese tra 205 e 180 °C. Al termine, le parti devono essere posizionate per la riaffilatura invece della pre-asciugatura per tre ore a 105-110°C (221-230°F).

Stampa 3D

Il polipropilene è un materiale resistente e rigido, difficile da stampare in 3D, ma i suoi componenti possono comunque essere manipolati.

Oggi, un certo numero di produttori ha migliorato le caratteristiche fisiche del PP o ha persino sviluppato miscele con una maggiore tenacità rendendolo appropriato per le applicazioni di stampa 3D.

Pertanto, si consiglia di rivedere attentamente la documentazione del fornitore per la temperatura di stampa, il piano di stampa, ecc., durante la stampa 3D con polipropilene.

La stampa 3D può essere utilizzata per realizzare i seguenti articoli in polipropilene pp:

• Prototipi
• Modelli complicati
• Modelli funzionali

Tuttavia, la formula chimica per miscelare il polipropilene con altre sostanze per renderlo suscettibile alla stampa 3D deve essere accurata.

Perché il polipropilene è popolare

Le applicazioni per il polipropilene si trovano sia in ambienti domestici che commerciali. Si distingue come materiale pregiato per molteplici utilizzi grazie alle sue particolari qualità e alla capacità di adattarsi a diverse tecniche di produzione.

La doppia funzionalità del polipropilene come plastica e fibra è un'altra qualità importante (come quelle borse promozionali che vengono regalate in occasione di eventi, gare, ecc.).

Poiché il polipropilene può essere prodotto in vari modi e per vari usi, ha iniziato rapidamente a soppiantare molte delle alternative tradizionali, soprattutto nei settori dell'imballaggio, della fibra e dello stampaggio a iniezione. Ha mantenuto la sua espansione nel corso degli anni ed è ancora un partecipante significativo nel business globale della plastica.

Conclusione

Il polipropilene viene spesso confuso con la plastica. Tuttavia, la principale distinzione tra polipropilene e plastica è che mentre il materiale plastico è tipicamente opaco, è possibile produrre materiale trasparente dal polipropilene. Ad esempio, quando si sceglie un materiale per una borsa per confezionare un articolo, spesso si considerano le caratteristiche del materiale.

Se si desidera esporre il prodotto, è necessario un sacchetto completamente trasparente. In questa situazione, i sacchetti di plastica non sono una soluzione saggia perché sono opachi. Tuttavia, il polipropilene rimane uno dei migliori materiali per questo uso.