Ce este materialul PP?

Polipropilena (PP) este unul dintre cele mai populare materiale plastice utilizate la nivel mondial. Este un termoplastic rigid, semicristalin, care a fost polimerizat inițial în 1951 și este acum utilizat pe scară largă pentru diverse scopuri comerciale și rezidențiale. La aproximativ 45 de tone metrice astăzi, se consideră că cererea de polipropilenă este cea mai mare de până acum.

Unele surse susțin că materialul are în prezent o piață anuală de 45 de milioane de tone metrice, din cauza creșterii cererii globale, care se anticipează că va ajunge la 62 de milioane de tone metrice până în 2020.

În plus, materialele din polipropilenă sunt în general considerate sigure; prin urmare, acestea sunt potrivite pentru utilizare în diferite sectoare. Mai mult, este, de asemenea, moale și flexibilă, ceea ce o face potrivită pentru mai multe aplicații, cum ar fi fabricarea recipientelor pentru iaurt.

Aplicații ale materialului PP

Așa cum am menționat anterior, proprietățile materialului plasticului PP îl fac potrivit pentru diverse aplicații. Suprafața netedă și tactilă a polipropilenei îl face perfect pentru:

• Aplicații cu frecare redusă, cum ar fi angrenajele mașinilor
• Mobilier din plastic

În plus, PP are o rezistență chimică ridicată și, prin urmare, nu este susceptibil la coroziune, ceea ce îl face o opțiune excelentă pentru ambalarea următoarelor:

• Produse de prim ajutor
• Înălbitori
• Substante de curatare

În plus, PP are o reputație binemeritată pentru duritate și longevitate datorită rezistenței sale excepționale la oboseală și flexibilității. Polipropilena are, de asemenea, calități izolatoare excelente, fiind sigură pentru carcasele de plastic ale cablurilor și echipamentelor electrice.

În forma sa fibroasă, polipropilena poate fi utilizată pentru o gamă mult mai largă de produse decât doar gențile de mână, cum ar fi următoarele:

• Funii
• Sfoară
• Benzi adezive
• Covoare
• Mobilier tapițat
• haine
• Echipamente pentru campare

Polipropilena este, de asemenea, deosebit de potrivită pentru industria marină datorită calităților sale impermeabile. În plus, flexibilitatea, calitățile sale impermeabile, rezistența și rezistența la mucegai, bacterii și coroziune chimică sunt toate apreciate în industria medicală.

În plus, polipropilena curăță eficient și poate rezista la tehnicile de sterilizare cu abur. Acest lucru face ca PP-ul să fie potrivit pentru fabricarea următoarelor dispozitive medicale:

• Sticle pentru specimene
• Recipiente pentru medicamente
• Seringi
• vase Petri

Un alt sector în care polipropilena este utilizată frecvent este industria auto. Este utilizată pentru carcase de baterii, tăvi și suporturi pentru băuturi, bare de protecție, accente interioare, panouri de bord și ornamente ale ușilor.

Proprietăți chimice și fizice

Polipropilena are mai multe caracteristici care o fac ideală pentru diverse aplicații. Câteva dintre caracteristicile sale principale sunt:

1. Transmisivitate: Deși poate fi transparentă, polipropilena este de obicei produsă cu o nuanță opacă. Aplicațiile în care un anumit transfer de lumină este crucial sau are valoare estetică ar putea utiliza polipropilenă. Opțiunile preferabile pentru polimerii cu transmisivitate ridicată sunt acrilicul și policarbonatul.
2. Rezistență chimică: Polipropilena nu reacționează ușor cu bazele și acizii slabi, ceea ce o face un material ideal pentru recipientele care conțin lichide precum soluții de curățare, provizii de prim ajutor și multe altele.
3. Rezistenta la oboseala: Atunci când este supusă unor torsiuni, îndoiri și flexări semnificative, polipropilena își menține forma. Realizarea de balamale funcționale este o aplicație benefică a acestei caracteristici.
4. Elasticitate și rezistență: În general, polipropilena este considerată un material „rezistent” deoarece, la fel ca toate materialele, prezintă elasticitate pe un anumit interval de deformare, dar se confruntă și cu deformare plastică la începutul procesului de deformare. Capacitatea unui material de a se deforma (plastic, nu elastic) fără a se rupe este denumită tenacitate în inginerie.
5. Izolatie: Polipropilena este excelentă pentru componentele electronice datorită rezistenței sale electrice ridicate.

În plus, PP nu prezintă probleme de fisurare prin stres la temperaturi mai ridicate și oferă o rezistență electrică și chimică excelentă. Deși caracteristicile PP și cele ale polietilenei sunt similare, există câteva diferențe cheie.

Proprietățile materialelor polipropilenei:

Acestea includ o densitate mai mică, o rigiditate și o duritate mai mari și un punct de înmuiere mai ridicat (PP-ul nu se topește sub 160°C; polietilena, un plastic mai popular, se va recoace la aproximativ 100°C). Toate rășinile de polipropilenă produse comercial conțin aditivi pentru a conserva polimerul în timpul producției și pentru a îmbunătăți performanța utilizatorului final.

Astfel, principalele proprietăți ale materialelor PP includ următoarele:

• Punct de topire: Punctul de topire al homopolimerilor este cuprins între 160 și 165 de grade Celsius, iar pentru copolimeri între 135 și 159 de grade Celsius.
• Densitate: PP este unul dintre cei mai ușori polimeri dintre toate materialele plastice comune. Este o alternativă bună pentru aplicații ușoare datorită capacității sale. Acestea sunt densitățile pentru diferiți polimeri:
• 0.904 până la 0.908 g/cm3 homopolimer
• 0.904 până la 0.908 g/cm3 pentru copolimerul aleatoriu.
• 0.898 până la 0.900 g/cm3 pentru copolimerul de impact
• Rezistență chimică: Așa cum am menționat mai sus, PP este foarte rezistent la reacțiile chimice. Este rezistent la acizi, alcooli și baze diluate și concentrate. De asemenea, este rezistent la hidrocarburi alifatice, esteri, aldehide și cetone. În plus, are o rezistență limitată la agenți oxidanți, hidrocarburi aromatice și halogenate, și la ambele.

Ulterior, punctul de topire scăzut îl face și foarte inflamabil.

Tipuri de polipropilenă

Există două tipuri principale de polipropilenă disponibile pe piață. Acestea sunt:

Omopolimer de polipropilenă

Acesta este gradul de uz general cel mai frecvent utilizat. Conține exclusiv monomer de propilenă, care este prezent sub formă de solid semicristalin. Cele mai frecvente utilizări sunt ambalajele, textilele, conductele, asistența medicală și aplicațiile electrice.

Copolimer de polipropilenă

Această familie conține următoarele:

• Copolimeri bloc: În această categorie, există un conținut mai mare de etenă (între 5 și 15%). Unitățile comonomerice sunt organizate într-un model (sau blocuri) previzibil. Prin urmare, modelul regulat face ca termoplasticul să fie mai rezistent și mai puțin fragil decât copolimerul aleatoriu. Acești polimeri sunt potriviți pentru utilizări, inclusiv cele industriale care necesită o rezistență mare.
• Copolimer aleatoriu: Acesta este creat prin amestecarea etenei cu propenei pentru a forma un polimer. Acesta are unități de etenă inserate aleatoriu în lanțurile de polipropilenă, de obicei până la 6% din masă. Acești polimeri sunt adaptabili și optic transparenți, ceea ce îi face perfecți pentru articole care trebuie să arate grozav și aplicații care necesită transparență.

Tipul ales pentru utilizare depinde de proprietățile și adecvarea sa.

Derivați de polipropilenă

Iată principalele exemple caracteristice ale derivaților de polipropilenă:

• Polipropilenă expandată (EPP): Este o spumă cu celule închise, cu densitate extrem de scăzută, fabricată din bile. Articolele tridimensionale din spumă polimerică sunt fabricate folosind EPP. Spuma din bile EPP oferă un raport rezistență-greutate mai bun, o rezistență excelentă la impact, o izolație termică superioară și rezistență la substanțe chimice și apă.

EPP este utilizat într-o varietate de produse și aplicații, inclusiv bunuri de consum, ambalaje, bunuri de construcții și automobile.

• Polipropilenă pe bază biologică: Este o variantă biodegradabilă a polipropilenei, iar materiile prime utilizate pentru a produce monomerul său, propilena biodegradabilă, sunt regenerabile. Componenta biodegradabilă poate varia între 30% și 100%.
• Terpolimer de polipropilenă: Este alcătuit din segmente de propilenă legate între ele prin comonomii etilenă și butan, care apar în locații aleatorii de-a lungul lanțului polimeric.

Transparența terpolimerului PP este superioară celei a PP homo. În plus, adăugarea de comonomer reduce omogenitatea cristalină a polimerului, ceea ce îl face potrivit pentru aplicații de etanșare a peliculelor.

Aceste caracteristici ale derivatelor sunt esențiale pentru producătorii care utilizează polipropilena ca plastic de bază.

Avantajele polipropilenei

Următoarele sunt avantajele utilizării materialului PP:

• Polipropilena este extrem de dificil de rupt, deoarece poate tolera mișcări de răsucire de până la 360 de grade fără a se rupe. Este ușor de produs, are un preț rezonabil și este disponibilă pe scară largă în multe națiuni și culturi diferite.
• Durabilitatea și adaptabilitatea sa ca material de ambalare și alegerea pentru balamale și capace de sticle unite la sticla principală printr-un strat subțire de plastic sunt îmbunătățite de rezistența ridicată la substanțe chimice și oboseală.
• Deoarece poate fi fabricat ca termoplastic opac sau transparent și utilizat acolo unde este necesar un anumit transfer de lumină, poate oferi o varietate excelentă de culori. Datorită densității sale mai mici, poate fi utilizat în aplicații în care reducerea greutății trebuie să fie o prioritate absolută.
• Deoarece este impermeabilă și incredibil de rezistentă la absorbția umezelii, polipropilena are avantaje suplimentare de ambalare și versatilitate.
• Datorită rezistenței sale ridicate la încovoiere și structurii semicristaline, este, de asemenea, rezistent la uzură generală, ceea ce îl face perfect pentru produse care trebuie să reziste la solicitări fizice mai semnificative.
• În plus, este rezistent la germeni, putregai, mucegai și mucegai.

Aceste beneficii sunt esențiale atunci când se decide dacă se utilizează sau nu material PP.

Dezavantajele polipropilenei

Deși materialul PP este în general excelent pentru utilizare în diferite sectoare, acesta are și unele dezavantaje, cum ar fi următoarele:

• Incapacitatea polipropilenei de a fi reciclată cu ușurință este un dezavantaj major atunci când vine vorba de protejarea mediului și a resurselor lumii.
• Când arde, suferă o transformare chimică ireversibilă.
• Polipropilena care s-a topit și s-a format deja ar arde dacă ați încerca să o reîncălziți; nu s-ar lichefia din nou.
• Atunci când se utilizează material PP, trebuie luate în considerare tehnici de reciclare sau recondiționare mult mai costisitoare.
• Datorită punctului său de topire scăzut, polipropilena este, de asemenea, foarte inflamabilă, are o toleranță limitată la temperaturi mai ridicate și este vulnerabilă la oxidare și la deteriorarea cauzată de razele UV.
• Deși luciul polipropilenei îl face ușor de manevrat și frumos din punct de vedere estetic, acesta îngreunează și aderența altor suprafețe și materiale, cum ar fi vopselele și adezivii.
• Polipropilena nu poate fi utilizată pentru a construi o îmbinare sau o balama fără tehnici alternative de lipire, cum ar fi sudarea.

Prin urmare, dezavantajele polipropilenei trebuie luate în considerare și atunci când alegeți un material care să fie utilizat în diferite aplicații.

Siguranța și toxicitatea polipropilenei

Deși polipropilena este produsă folosind unele substanțe chimice potențial dăunătoare, este de obicei recunoscută ca un produs finit sigur. Este frecvent utilizată în ambalajele din plastic pentru alimente, băuturi și consumabile medicale.

Produsele din polipropilenă pot fi reutilizate în siguranță și sunt suficient de robuste pentru a rezista uzurii tipice pentru numeroase utilizări, în ciuda faptului că nu sunt considerate pe scară largă un material ecologic din cauza dificultăților din procesul de reciclare.

Polipropilena este utilizată pentru fabricarea următoarelor articole datorită siguranței sale:

• Recipiente pentru alimente
• Biberoane
• Cești pentru băuturi calde
• Ustensile de unică folosință, cum ar fi pahare și farfurii
• paiele

Conform cercetărilor, atunci când plasticul este zgâriat sau încălzit, substanțele chimice din recipiente, farfurii și sticle se scurg în mâncare. Polipropilena este mai puțin dăunătoare decât alte materiale plastice, deoarece nu conține bisfenol A sau BPA, așa cum este cunoscut mai popular.

BPA, un estrogen sintetic, este utilizat în materialele plastice rigide, mai degrabă decât în ​​cele mai flexibile, cum ar fi polipropilena.

Prelucrarea polipropilenei

Există mai multe metode de procesare a polipropilenei, cum ar fi turnarea prin injecție, turnarea prin suflare, extrudarea și imprimarea 3D.

Turnare prin injecție

În timpul procesului de turnare prin injecție a polipropilenei, temperatura de topire este setată între 200 și 300 °C și între 10 și 80 °C pentru matriță. Temperatura ridicată a matriței va spori strălucirea și frumusețea piesei.

Dacă este depozitat corespunzător, uscarea nu este necesară. În plus, contracția în matriță variază între 1.5 și 3%, în funcție de circumstanțele de procesare, reologia polimerului și grosimea produsului finit.

Extrudarea

Acest proces este utilizat pentru fabricarea de cabluri, tuburi și pelicule turnate prin suflare. Temperatura de topire trebuie să fie cuprinsă între 200 și 300 °C, cu un raport de compresie cilindrică de 3:1 și temperaturi între 205 și 180 °C. După terminare, piesele trebuie plasate pentru rectificare în loc să fie pre-uscate timp de trei ore la 105-110 °C (221-230 °F).

Imprimarea 3D

Polipropilena este un material rezistent și rigid, dificil de imprimat în 3D, dar componentele sale pot fi totuși manipulate.

Astăzi, o serie de producători au îmbunătățit caracteristicile fizice ale PP-ului sau chiar au dezvoltat amestecuri cu o rezistență sporită, ceea ce îl face potrivit pentru aplicații de imprimare 3D.

Prin urmare, se recomandă examinarea cu atenție a documentației furnizorului privind temperatura de imprimare, patul de imprimare etc., în timpul imprimării 3D cu polipropilenă.

Imprimarea 3D poate fi utilizată pentru a realiza următoarele articole din polipropilenă PP:

• prototipuri
• Modele complicate
• Modele funcționale

Totuși, formula chimică pentru amestecarea polipropilenei cu alte substanțe pentru a o face susceptibilă la imprimarea 3D trebuie să fie precisă.

De ce este populară polipropilena

Aplicațiile polipropilenei se găsesc atât în ​​​​medii domestice, cât și comerciale. Se remarcă ca un material valoros pentru o varietate de utilizări datorită calităților sale speciale și capacității de a se adapta la diferite tehnici de producție.

Dubla funcționalitate a polipropilenei, atât ca plastic, cât și ca fibră, este o altă calitate importantă (cum ar fi acele genți promoționale care sunt oferite gratuit la evenimente, curse etc.).

Întrucât polipropilena poate fi produsă în diverse moduri și pentru diverse utilizări, a început rapid să înlocuiască multe dintre alternativele tradiționale, în special în sectoarele ambalajelor, fibrelor și turnării prin injecție. Și-a menținut expansiunea de-a lungul anilor și este încă un participant semnificativ în industria globală a materialelor plastice.

Concluzie

Polipropilena este adesea confundată cu plasticul. Cu toate acestea, principala distincție dintre polipropilenă și plastic este că, în timp ce materialul plastic este de obicei opac, este posibil să se fabrice un material transparent cristalin din polipropilenă. De exemplu, atunci când alegem un material pentru o pungă cu care să ambalăm un articol, luăm adesea în considerare caracteristicile materialului.

O pungă complet transparentă este necesară dacă dorim să expunem produsul. În această situație, pungile de plastic nu sunt o soluție înțeleaptă deoarece sunt opace. Cu toate acestea, polipropilena rămâne unul dintre cele mai bune materiale pentru această utilizare.