Что такое полипропиленовый материал?

Полипропилен (ПП) является одним из самых популярных пластиковых материалов, используемых во всем мире. Это полукристаллический жесткий термопластик, который был первоначально полимеризован в 1951 году и в настоящее время широко используется в различных коммерческих и жилых целях. Сегодня спрос на полипропилен составляет примерно 45 метрических тонн, что считается самым высоким за всю историю.

Некоторые источники утверждают, что в настоящее время годовой рынок этого материала составляет 45 миллионов метрических тонн из-за возросшего мирового спроса, который, как ожидается, достигнет 62 миллионов метрических тонн к 2020 году.

Кроме того, полипропиленовые материалы обычно считаются безопасными; таким образом, делая их пригодными для использования в различных секторах. Кроме того, он также мягкий и гибкий, что делает его пригодным для нескольких применений, например, для изготовления контейнеров для йогурта.

Применение полипропиленового материала

Как упоминалось ранее, свойства полипропиленового пластика делают его пригодным для различных применений. Гладкая тактильная поверхность полипропилена делает его идеальным для:

• Применения с низким коэффициентом трения, такие как шестерни машин
• Пластиковая мебель

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

• Товары первой помощи
• отбеливатели
• Чистящие вещества

Кроме того, полипропилен имеет заслуженную репутацию твердости и долговечности благодаря своей исключительной устойчивости к усталости и гибкости. Полипропилен также обладает отличными изоляционными свойствами, что делает его безопасным для пластиковых оболочек кабелей и электрооборудования.

В своей волокнистой форме полипропилен может использоваться для гораздо более широкого спектра продуктов, чем только сумки, например:

• Веревки
• Шпагат
• Лента
• ковры
• Мягкая мебель
• Одежда
• Походное снаряжение

Полипропилен также особенно хорошо подходит для морской промышленности из-за его водонепроницаемых свойств. Кроме того, его гибкость, водонепроницаемость, прочность и устойчивость к плесени, бактериям и химической коррозии ценятся в медицинской промышленности.

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

• Бутылки для образцов
• Контейнеры для лекарств
• Шприцы
• чашки Петри

Еще одним сектором, где также часто используется полипропилен, является автомобильная промышленность. Он используется для корпусов аккумуляторов, лотков и подстаканников, бамперов, элементов интерьера, приборных панелей и дверных накладок.

Химические и физические свойства

Полипропилен имеет несколько характеристик, которые делают его идеальным для различных применений. Некоторые из его основных характеристик:

1. Коэффициент пропускания: Несмотря на то, что полипропилен можно сделать прозрачным, он обычно производится с непрозрачным оттенком. В тех случаях, когда некоторая светопередача имеет решающее значение или имеет эстетическую ценность, можно использовать полипропилен. Предпочтительными вариантами полимеров с высокой светопроницаемостью являются акрил и поликарбонат.
2. Химическая устойчивость: Полипропилен плохо вступает в реакцию со слабыми основаниями и кислотами, что делает его идеальным материалом для контейнеров, содержащих такие жидкости, как чистящие растворы, средства первой помощи и многое другое.
3. Сопротивление усталости: Подвергаясь значительному кручению, изгибу и изгибу, полипропилен сохраняет свою форму. Изготовление живых петель является выгодным применением этой характеристики.
4. Эластичность и прочность: В целом полипропилен считается «жестким» материалом, потому что, как и все материалы, он проявляет эластичность в определенном диапазоне деформации, но также испытывает пластическую деформацию в начале процесса деформации. Способность материала деформироваться (пластически, а не упруго) без разрушения называется в технике ударной вязкостью.
5. Изоляция: Полипропилен отлично подходит для электронных компонентов из-за его высокого электрического сопротивления.

Кроме того, полипропилен не проявляет проблем с растрескиванием под напряжением при более высоких температурах и обеспечивает высокую электрическую и химическую стойкость. Хотя характеристики полипропилена и полиэтилена схожи, существуют некоторые ключевые различия.

Материальные свойства полипропилена:

К ним относятся более низкая плотность, более высокая жесткость и твердость, а также более высокая температура размягчения (полипропилен не плавится при температуре ниже 160°C; полиэтилен, более популярный пластик, отжигается примерно при 100°C). Все коммерчески производимые полипропиленовые смолы содержат добавки для сохранения полимера во время производства и улучшения характеристик конечного пользователя.

Таким образом, к основным материальным свойствам полипропиленовых материалов относятся следующие:

• Температура плавления: Температура плавления гомополимеров находится в пределах от 160 до 165 градусов Цельсия и от 135 до 159 градусов Цельсия для сополимеров.
• Плотность: ПП — один из самых легких полимеров среди всех распространенных пластиков. Это хорошая альтернатива для облегченных приложений благодаря своим возможностям. Это плотности для различных полимеров:
• гомополимер от 0,904 до 0,908 г/см3
• от 0,904 до 0,908 г/см3 для статистического сополимера.
• от 0,898 до 0,900 г/см3 для ударопрочного сополимера
• Химическая устойчивость: Как упоминалось выше, полипропилен 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 имеет ограниченную стойкость к окислителям, ароматическим и галогенированным углеводородам и тому и другому.

Впоследствии низкая температура плавления также делает его легковоспламеняющимся.

Виды полипропилена

На рынке доступны два основных типа полипропилена. Это:

Полипропилен Гомополимер

Это сорт общего назначения, который используется чаще всего. Он содержит исключительно мономер пропилена, который присутствует в виде полукристаллического твердого вещества. Наиболее распространенными видами применения являются упаковка, текстиль, трубопроводы, здравоохранение и электротехника.

Полипропиленовый сополимер

Это семейство содержит следующее:

• Блок-сополимеры: В этой категории больше этилена (от 5 до 15%). Сомономерные звенья организованы по предсказуемой схеме (или блокам). Следовательно, регулярный рисунок делает термопласт более прочным и менее хрупким, чем статистический сополимер. Эти полимеры подходят для использования, в том числе в промышленности, где требуется большая прочность.
• Случайный сополимер: Это создается путем смешивания этилена с пропеном с образованием полимера. Он содержит этеновые звенья, случайно вставленные в полипропиленовые цепи, обычно до 6% по массе. Эти полимеры легко адаптируются и оптически прозрачны, что делает их идеальными для предметов, которые должны выглядеть великолепно, и приложений, требующих прозрачности.

Тип, выбранный для использования, зависит от его свойств и пригодности.

Производные полипропилена

Вот основные характерные примеры производных полипропилена:

• Вспененный полипропилен (EPP): Это пена с закрытыми порами чрезвычайно низкой плотности, состоящая из шариков. Трехмерные изделия из вспененного полимера изготавливаются с использованием пенополипропилена. Вспененный пенопласт EPP обеспечивает лучшее соотношение прочности и веса, большую ударопрочность, превосходную теплоизоляцию и устойчивость к химическим веществам и воде.

EPP используется в различных продуктах и приложениях, включая потребительские товары, упаковку, строительные товары и автомобили.

• Полипропилен на биологической основе: Это вариант полипропилена на биологической основе, и сырье, используемое для производства мономера пропилена на биологической основе, является возобновляемым. Компонент на биологической основе может варьироваться от 30% до 100%.
• Полипропиленовый терполимер: Он состоит из сегментов пропилена, связанных вместе сомономерами этиленом и бутаном, которые появляются в случайных местах вдоль полимерной цепи.

Прозрачность терполимера полипропилена превосходит гомополипропилен. Кроме того, добавление сомономера снижает кристаллическую однородность полимера, что делает его пригодным для использования в герметизирующих пленках.

Эти характеристики производных важны для производителей, использующих полипропилен в качестве товарного пластика.

Преимущества полипропилена

Ниже приведены преимущества использования полипропиленового материала:

• Полипропилен чрезвычайно трудно сломать, так как он может выдерживать скручивающие движения на 360 градусов без защелкивания. Его легко производить, он доступен по разумной цене и широко доступен во многих странах и культурах.
• Его долговечность и адаптируемость в качестве упаковочного материала, а также выбор шарниров и крышек для бутылок, соединенных с основной бутылкой тонким слоем пластика, повышаются за счет высокой химической стойкости и устойчивости к усталости.
• Поскольку он может быть изготовлен из непрозрачного или прозрачного термопластика и использоваться там, где необходима некоторая передача света, он может обеспечить отличное цветовое разнообразие. Из-за меньшей плотности его можно использовать в приложениях, где снижение веса должно быть главным приоритетом.
• Поскольку полипропилен непроницаем и невероятно устойчив к впитыванию влаги, он обладает дополнительными преимуществами упаковки и универсальностью.
• Благодаря высокой прочности на изгиб и полукристаллической структуре он также устойчив к общему износу, что делает его идеальным для изделий, которые должны выдерживать более значительные физические нагрузки.
• Кроме того, он устойчив к микробам, гниению, плесени и плесени.

Эти преимущества имеют важное значение при принятии решения о том, следует ли использовать полипропиленовый материал.

Недостатки полипропилена

Хотя полипропилен, как правило, отлично подходит для использования в различных секторах, он также имеет некоторые недостатки, такие как следующие:

• Неспособность полипропилена легко перерабатываться является серьезным недостатком, когда речь идет о защите окружающей среды и мировых ресурсов.
• При горении он претерпевает необратимые химические изменения.
• Полипропилен, который уже расплавился и сформировался, сгорит, если вы попытаетесь снова нагреть его; он не будет снова разжижаться.
• При использовании полипропиленового материала необходимо учитывать значительно более дорогие методы переработки или восстановления.
• Из-за низкой температуры плавления полипропилен также легко воспламеняется, имеет ограниченную устойчивость к более высоким температурам и уязвим к окислению и ультрафиолетовому излучению.
• Хотя глянцевый блеск полипропилена делает его удобным в обращении и эстетически красивым, он также затрудняет прилипание к другим поверхностям и материалам, таким как краски и клей.
• Полипропилен нельзя использовать для создания соединения или шарнира без альтернативных методов склеивания, таких как сварка.

Следовательно, недостатки полипропилена также необходимо учитывать при выборе материала для использования в различных областях.

Безопасность и токсичность полипропилена

Хотя полипропилен производится с использованием некоторых потенциально вредных химических веществ, он обычно считается безопасным конечным продуктом. Он часто используется в пластиковой упаковке для продуктов питания, напитков и медикаментов.

Изделия из полипропилена можно безопасно повторно использовать, и они достаточно прочны, чтобы выдерживать типичный износ при многочисленных применениях, несмотря на то, что они не считаются экологически чистым материалом из-за проблем в процессе переработки.

Полипропилен используется для изготовления следующих изделий из-за его безопасности:

• Пищевые контейнеры
• Детские бутылочки
• Чашки для горячих напитков
• Одноразовая посуда, такая как чашки и тарелки
• Соломинки

Согласно исследованиям, когда пластик царапается или нагревается, химические вещества из контейнеров, тарелок и бутылок попадают в пищу. Полипропилен менее вреден, чем другие пластмассы, поскольку он не содержит бисфенола А или BPA, как он более известен.

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

Переработка полипропилена

Существует несколько методов переработки 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 пределах от 200 до 300 °C и от 10 до 80 °C для формы. Высокая температура пресс-формы повысит яркость и красоту детали.

При правильном хранении сушка не требуется. Кроме того, усадка пресс-формы колеблется от 1,5 до 3% в зависимости от условий обработки, реологии полимера и толщины готового продукта.

Экструзия

Этот процесс используется для изготовления кабелей, трубок и пленок для выдувания и литья. Температура плавления должна быть в пределах 200–300 °С при степени сжатия в цилиндре: 3:1 и температурах от 205 до 180 °С. После этого детали должны быть помещены для повторной шлифовки вместо предварительной сушки на три часа при температуре 105-110°C (221-230°F).

3D-печать

Полипропилен — прочный и жесткий материал, который трудно распечатать в 3D, но с его компонентами все же можно манипулировать.

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

Поэтому рекомендуется внимательно изучить документацию поставщика по температуре печати, печатной платформе и т. д. при 3D-печати полипропиленом.

С помощью 3D-печати можно изготовить 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 применяется как в быту, так и в коммерческих целях. Он выделяется как ценный материал для различных применений благодаря своим особым качествам и способности адаптироваться к различным технологиям производства.

Двойная функциональность полипропилена как пластика и волокна является еще одним важным качеством (подобно тем рекламным сумкам, которые раздаются на мероприятиях, гонках и т. д.).

Поскольку полипропилен можно производить различными способами и для различных целей, он быстро начал вытеснять многие традиционные альтернативы, особенно в секторах упаковки, волокна и литья под давлением. На протяжении многих лет компания продолжала расширяться и по-прежнему является важным участником мирового бизнеса по производству пластмасс.

Заключение

Полипропилен часто путают с пластиком. Однако основное различие между полипропиленом и пластиком заключается в том, что хотя пластик обычно непрозрачен, из полипропилена можно изготовить кристально прозрачный материал. Например, выбирая материал для сумки для упаковки товара, мы часто учитываем характеристики материала.

Если мы хотим выставить продукт напоказ, требуется полностью прозрачный пакет. В этой ситуации полиэтиленовые пакеты не являются разумным решением, поскольку они непрозрачны. Тем не менее, полипропилен остается одним из лучших материалов для этого использования.