Что такое материал ПП?

Полипропилен (ПП) — один из самых популярных пластиковых материалов, используемых во всем мире. Это полукристаллический, жесткий термопластичный материал, полимеризация которого началась в 1951 году, и в настоящее время он широко используется в различных коммерческих и бытовых целях. Считается, что сегодня спрос на полипропилен составляет около 45 метрических тонн, что является самым высоким показателем за всю историю.

По некоторым данным, в настоящее время объем рынка этого материала составляет 45 миллионов метрических тонн в год из-за возросшего мирового спроса, который, как ожидается, достигнет 62 миллионов метрических тонн к 2020 году.

Кроме того, полипропиленовые материалы, как правило, считаются безопасными, что делает их пригодными для использования в различных отраслях. Более того, он также мягкий и гибкий, что позволяет использовать его в самых разных целях, например, для изготовления контейнеров для йогурта.

Применение полипропилена

Как уже упоминалось, свойства полипропилена делают его пригодным для различных применений. Гладкая, приятная на ощупь поверхность полипропилена делает его идеальным для:

• Применение в механизмах с низким коэффициентом трения, таких как зубчатые передачи.
• Пластиковая мебель

Кроме того, полипропилен обладает высокой химической стойкостью и, следовательно, не подвержен коррозии, что делает его отличным вариантом для упаковки следующих материалов:

• Средства первой помощи
• Отбеливатели
• Чистящие вещества

Кроме того, полипропилен заслуженно славится своей твердостью и долговечностью благодаря исключительной устойчивости к усталости и гибкости. Полипропилен также обладает превосходными изоляционными свойствами, что делает его безопасным для пластиковой оболочки кабелей и электрооборудования.

В виде волокна полипропилен может использоваться для производства гораздо более широкого спектра изделий, чем только сумки-шопперы, например, следующих:

• Веревки
• Шпагат
• лента
• Ковры
• Мягкая мебель
• одежда
• Походное снаряжение

Полипропилен также особенно хорошо подходит для морской промышленности благодаря своим водонепроницаемым свойствам. Кроме того, его гибкость, водонепроницаемость, прочность и устойчивость к плесени, бактериям и химической коррозии высоко ценятся в медицинской промышленности.

Кроме того, полипропилен эффективно очищается и выдерживает стерилизацию паром. Это делает полипропилен пригодным для изготовления следующих медицинских изделий:

• Образцовые бутылки
• контейнеры для лекарств
• Шприцы
• чашки Петри

Еще одна отрасль, где полипропилен также часто используется, — это автомобильная промышленность. Он применяется для корпусов аккумуляторов, подносов и подстаканников, бамперов, элементов интерьера, приборных панелей и дверных панелей.

Химические и физические свойства

Полипропилен обладает рядом характеристик, которые делают его идеальным для различных применений. К основным его характеристикам относятся:

1. Пропускающая способность: Несмотря на возможность придания полипропилену прозрачности, обычно его производят с непрозрачным оттенком. Полипропилен может использоваться в тех областях применения, где важна некоторая светопроницаемость или где он имеет эстетическое значение. Предпочтительными вариантами полимеров с высокой светопроницаемостью являются акрил и поликарбонат.
2. Химическая устойчивость: Полипропилен не вступает в реакцию со слабыми основаниями и кислотами, что делает его идеальным материалом для емкостей, содержащих такие жидкости, как чистящие средства, средства первой помощи и многое другое.
3. Сопротивление усталости: При значительном скручивании, изгибе и деформации полипропилен сохраняет свою форму. Изготовление шарниров, не требующих деформаций, является полезным применением этого свойства.
4. Эластичность и прочность: В целом, полипропилен считается «прочным» материалом, поскольку, как и все материалы, он проявляет эластичность в определенном диапазоне деформаций, но также подвергается пластической деформации на ранних стадиях процесса деформации. Способность материала деформироваться (пластически, а не упруго) без разрушения в технике называется прочностью.
5. Изоляция: Полипропилен отлично подходит для изготовления электронных компонентов благодаря своему высокому электрическому сопротивлению.

Кроме того, полипропилен (ПП) не подвержен растрескиванию под воздействием высоких температур и обладает высокой электрической и химической стойкостью. Хотя характеристики ПП и полиэтилена схожи, существуют некоторые ключевые различия.

Свойства полипропилена:

К преимуществам полипропилена относятся более низкая плотность, более высокая жесткость и твердость, а также более высокая температура размягчения (полипропилен не плавится ниже 160°C; полиэтилен, более распространенный пластик, отжигается примерно при 100°C). Все производимые в промышленных масштабах полипропиленовые смолы содержат добавки для сохранения полимера в процессе производства и улучшения эксплуатационных характеристик для конечного пользователя.

Таким образом, к основным материальным свойствам полипропилена относятся следующие:

• Температура плавления: Температура плавления гомополимеров составляет от 160 до 165 градусов Цельсия, а сополимеров — от 135 до 159 градусов Цельсия.
• Плотность: Полипропилен (ПП) — один из самых лёгких полимеров среди всех распространённых пластмасс. Благодаря своим свойствам он является хорошей альтернативой для лёгких изделий. Ниже приведены значения плотности различных полимеров:
• гомополимер 0.904–0.908 г/см³
• от 0.904 до 0.908 г/см³ для случайного сополимера.
• 0.898–0.900 г/см³ для ударопрочного сополимера
• Химическая устойчивость: Как уже упоминалось выше, полипропилен (ПП) обладает высокой устойчивостью к химическим реакциям. Он устойчив к разбавленным и концентрированным кислотам, спиртам и основаниям. Он также устойчив к алифатическим углеводородам, сложным эфирам, альдегидам и кетонам. Кроме того, он обладает ограниченной устойчивостью к окислителям, ароматическим и галогенированным углеводородам, а также к обоим типам веществ.

Кроме того, низкая температура плавления делает его легковоспламеняемым.

Типы полипропилена

На рынке представлены два основных типа полипропилена:

Полипропиленовый гомополимер

Это наиболее часто используемый сорт общего назначения. Он содержит исключительно мономер пропилена, который присутствует в виде полукристаллического твердого вещества. Наиболее распространенные области применения: упаковка, текстиль, трубопроводы, здравоохранение и электротехника.

Сополимер полипропилена

В это семейство входят следующие семейства:

• Блок-сополимеры: В этой категории содержание этилена выше (от 5 до 15%). Сомономерные звенья организованы в предсказуемом порядке (или блоках). Поэтому регулярная структура делает термопласты более прочными и менее хрупкими, чем сополимеры со случайным расположением звеньев. Эти полимеры подходят для применения, в том числе в промышленности, где требуется высокая прочность.
• Случайный сополимер: Этот полимер получают путем смешивания этилена и пропена. В полипропиленовые цепи случайным образом вставлены этиленовые звенья, обычно до 6% по массе. Эти полимеры обладают высокой адаптивностью и оптической прозрачностью, что делает их идеальными для изделий, которые должны отлично выглядеть, и для применений, требующих прозрачности.

Выбор типа для использования зависит от его свойств и пригодности.

Производные полипропилена

Вот основные характерные примеры производных полипропилена:

• Вспененный полипропилен (EPP): Это пенополипропилен с закрытыми ячейками и чрезвычайно низкой плотностью, состоящий из гранул. Трехмерные изделия из полимерной пены изготавливаются с использованием EPP. Пенополипропилен с гранулами обеспечивает лучшее соотношение прочности к весу, высокую ударопрочность, превосходную теплоизоляцию, а также устойчивость к химическим веществам и воде.

EPP используется в самых разных изделиях и областях применения, включая потребительские товары, упаковку, строительные материалы и автомобили.

• Биополипропилен: Это биоразлагаемый вариант полипропилена, а сырье, используемое для производства его мономера — биоразлагаемого пропилена, является возобновляемым. Доля биокомпонента может составлять от 30% до 100%.
• Полипропиленовый терполимер: Он состоит из пропиленовых сегментов, связанных между собой сомономерами этиленом и бутаном, которые располагаются в случайных местах вдоль полимерной цепи.

Прозрачность терполимера ПП превосходит прозрачность гомополимера ПП. Кроме того, добавление сомономера снижает кристаллическую однородность полимера, что делает его пригодным для применения в качестве герметизирующей пленки.

Эти характеристики производных материалов имеют важное значение для производителей, использующих полипропилен в качестве товарного пластика.

Преимущества полипропилена

Ниже перечислены преимущества использования полипропилена (ПП):

• Полипропилен чрезвычайно трудно сломать, поскольку он выдерживает скручивающие движения до 360 градусов, не ломаясь. Он легко производится, имеет разумную цену и широко доступен во многих странах и культурах.
• Его прочность и универсальность в качестве упаковочного материала, а также выбор для петель и крышек бутылок, соединенных с основной бутылкой тонким слоем пластика, повышаются благодаря высокой химической стойкости и устойчивости к усталости.
• Поскольку его можно изготавливать как непрозрачный, так и прозрачный термопластик и использовать там, где необходима передача света, он обеспечивает превосходное разнообразие цветов. Благодаря своей низкой плотности, его можно применять в тех областях, где снижение веса является первостепенной задачей.
• Благодаря своей непроницаемости и невероятной устойчивости к впитыванию влаги, полипропилен обладает дополнительными преимуществами и универсальностью в качестве упаковочного материала.
• Благодаря высокой прочности на изгиб и полукристаллической структуре, он также устойчив к общему износу, что делает его идеальным для изделий, которые должны выдерживать значительные физические нагрузки.
• Кроме того, он устойчив к микробам, гниению, плесени и грибкам.

Эти преимущества имеют решающее значение при принятии решения об использовании полипропиленового материала.

Недостатки полипропилена

Хотя полипропилен (ПП) в целом отлично подходит для использования в различных отраслях, у него есть и некоторые недостатки, такие как следующие:

• Невозможность легкой переработки полипропилена является серьезным недостатком с точки зрения защиты окружающей среды и мировых ресурсов.
• При сгорании в нём происходит необратимое химическое превращение.
• Расплавленный и деформированный полипропилен сгорит при попытке повторного нагрева; он больше не расплавится.
• При использовании полипропилена необходимо учитывать значительно более дорогостоящие методы переработки или восстановления.
• Из-за низкой температуры плавления полипропилен также является легковоспламеняющимся материалом, имеет ограниченную устойчивость к высоким температурам и подвержен окислению и воздействию ультрафиолетового излучения.
• Несмотря на то, что глянцевый блеск полипропилена делает его удобным в обращении и эстетически привлекательным, он также затрудняет его сцепление с другими поверхностями и материалами, такими как краски и клеи.
• Полипропилен нельзя использовать для изготовления соединений или шарниров без альтернативных методов склеивания, таких как сварка.

Следовательно, при выборе материала для различных применений необходимо учитывать и недостатки полипропилена.

Безопасность и токсичность полипропилена

Несмотря на то, что при производстве полипропилена используются некоторые потенциально вредные химические вещества, он обычно считается безопасным готовым продуктом. Его часто используют в пластиковой упаковке для продуктов питания, напитков и медицинских изделий.

Изделия из полипропилена можно безопасно использовать повторно, и они достаточно прочны, чтобы выдерживать типичный износ при многократном применении, несмотря на то, что из-за сложностей в процессе переработки они не получили широкого признания как экологически чистый материал.

Полипропилен используется для изготовления следующих изделий благодаря своей безопасности:

• Пищевые контейнеры
• Детские бутылочки
• Чашки для горячих напитков
• Одноразовые столовые приборы, такие как стаканчики и тарелки.
• соломка

Согласно исследованиям, при царапинах или нагревании пластика химические вещества из контейнеров, тарелок и бутылок попадают в пищу. Полипропилен менее вреден, чем другие виды пластика, поскольку не содержит бисфенола А, или БФА, как его чаще называют.

Бисфенол А (BPA), синтетический эстроген, используется в жестких пластмассах, а не в более гибких, таких как полипропилен.

Переработка полипропилена

Существует несколько методов обработки полипропилена, таких как литье под давлением, выдувное формование, экструзия и 3D-печать.

Литье под давлением

В процессе литья под давлением полипропилена температура расплава устанавливается в диапазоне от 200 до 300 °C, а температура пресс-формы — от 10 до 80 °C. Высокая температура пресс-формы повышает блеск и эстетическую привлекательность детали.

При правильном хранении сушка не требуется. Кроме того, усадка при формовании составляет от 1.5 до 3%, в зависимости от условий обработки, реологических свойств полимера и толщины готового изделия.

Экструзия

Этот процесс используется для изготовления кабелей, трубок и пленок, полученных методом выдувания и литья. Температура плавления должна находиться в диапазоне 200–300 °C при степени сжатия цилиндра 3:1 и температуре от 205 до 180 °C. После завершения процесса детали следует поместить на повторную шлифовку, а не предварительно сушить в течение трех часов при температуре 105–110 °C (221–230 °F).

3D печать

Полипропилен — это прочный и жесткий материал, который сложно печатать на 3D-принтере, но его компоненты все же поддаются обработке.

Сегодня ряд производителей улучшили физические характеристики полипропилена или даже разработали смеси с повышенной прочностью, что делает его пригодным для применения в 3D-печати.

Поэтому при 3D-печати полипропиленом рекомендуется внимательно изучать документацию поставщика, касающуюся температуры печати, печатной платформы и т.д.

С помощью 3D-печати можно изготавливать следующие изделия из полипропилена:

• Прототипы
• Сложные модели
• Функциональные модели

Однако химическая формула для смешивания полипропилена с другими веществами, чтобы сделать его пригодным для 3D-печати, должна быть точной.

Почему полипропилен популярен?

Полипропилен находит применение как в быту, так и в промышленности. Благодаря своим особым свойствам и способности адаптироваться к различным технологиям производства, он выделяется как ценный материал для самых разнообразных задач.

Двойная функциональность полипропилена как пластика и волокна — еще одно важное свойство (например, как у рекламных сумок, которые раздают на мероприятиях, соревнованиях и т. д.).

Поскольку полипропилен может производиться различными способами и использоваться в различных целях, он быстро начал вытеснять многие традиционные альтернативы, особенно в секторах упаковки, производства волокон и литья под давлением. За прошедшие годы его производство продолжало расширяться, и он по-прежнему является значимым участником мирового рынка пластмасс.

Заключение

Полипропилен часто путают с пластиком. Однако главное отличие полипропилена от пластика заключается в том, что, в то время как пластик обычно непрозрачен, из полипропилена можно изготовить кристально прозрачный материал. Например, при выборе материала для пакета для упаковки товара мы часто учитываем характеристики материала.

Для демонстрации товара необходим полностью прозрачный пакет. В этом случае пластиковые пакеты не являются разумным решением, поскольку они непрозрачны. Однако полипропилен остается одним из лучших материалов для этой цели.