Čo je PP materiál?

Polypropylén (PP) je jedným z najpopulárnejších plastových materiálov používaných na celom svete. Je to polokryštalický tuhý termoplast, ktorý bol pôvodne polymerizovaný v roku 1951 a teraz sa široko používa na rôzne komerčné a rezidenčné účely. Dopyt po polypropyléne, ktorý dnes predstavuje približne 45 metrických ton, je považovaný za najvyšší, aký kedy bol.

Niektoré zdroje tvrdia, že materiál má v súčasnosti ročný trh 45 miliónov metrických ton kvôli zvýšenému globálnemu dopytu, ktorý by mal do roku 2020 dosiahnuť 62 miliónov metrických ton.

Okrem toho sa polypropylénové materiály vo všeobecnosti považujú za bezpečné; preto sú vhodné na použitie v rôznych sektoroch. Navyše je tiež mäkký a flexibilný, vďaka čomu je vhodný na niekoľko aplikácií, ako je napríklad výroba nádob na jogurt.

Aplikácie PP materiálu

Ako už bolo spomenuté, materiálové vlastnosti PP plastu ho robia vhodným pre rôzne aplikácie. Hladký, hmatový povrch z polypropylénu je ideálny pre:

Aplikácie s nízkym trením, ako sú ozubené kolesá strojov
Plastový nábytok

Okrem toho má PP vysokú chemickú odolnosť, a preto nie je náchylný na koróziu, čo z neho robí skvelú možnosť na balenie:

Produkty prvej pomoci
Bielidlá
Čistiace látky

Okrem toho má PP zaslúženú povesť tvrdosti a dlhej životnosti vďaka svojej výnimočnej odolnosti proti únave a pružnosti. Polypropylén má tiež vynikajúce izolačné vlastnosti, vďaka čomu je bezpečný pre plastové obaly káblov a elektrických zariadení.

Vo svojej vláknitej forme môže byť polypropylén použitý pre oveľa väčší rozsah produktov, ako sú iba tašky, ako napríklad:

Laná
Špagát
páska
Koberce
Čalúnený nábytok
Oblečenie
Kempingové vybavenie

Polypropylén tiež funguje obzvlášť dobre pre námorný priemysel, pretože má vodotesné vlastnosti. Okrem toho, jeho flexibilita, vodotesné vlastnosti, pevnosť a odolnosť voči plesniam, baktériám a chemickej korózii sú cenené v lekárskom priemysle.

Polypropylén navyše účinne čistí a odolá technikám sterilizácie parou. Vďaka tomu je PP vhodný na výrobu nasledujúcich zdravotníckych pomôcok:

Vzorové fľaše
Nádoby na lieky
Injekčné striekačky
Petriho misky

Ďalším odvetvím, kde sa polypropylén tiež často používa, je automobilový priemysel. Používa sa na kryty batérií, podnosy a držiaky nápojov, nárazníky, interiérové akcenty, prístrojové dosky a obloženie dverí.

Chemické A Fyzikálne Vlastnosti

Polypropylén má niekoľko vlastností, vďaka ktorým je ideálny pre niekoľko aplikácií. Niektoré z jeho primárnych charakteristík sú:

Priepustnosť: Napriek tomu, že má schopnosť byť transparentný, polypropylén sa zvyčajne vyrába s nepriehľadným odtieňom. Aplikácie, kde je určitý prenos svetla kľúčový alebo má estetickú hodnotu, môžu použiť polypropylén. Výhodné možnosti pre polyméry s vysokou priepustnosťou sú akryl a polykarbonát.
Chemická odolnosť: Polypropylén nereaguje ľahko so slabými zásadami a kyselinami, čo z neho robí ideálny materiál pre nádoby obsahujúce také tekutiny, ako sú čistiace roztoky, pomôcky prvej pomoci a ďalšie.
Odolnosť proti únave: Keď je polypropylén vystavený výraznému krúteniu, ohýbaniu a ohýbaniu, zachováva si svoj tvar. Výroba živých pántov je výhodnou aplikáciou tejto vlastnosti.
Elasticita a húževnatosť: Polypropylén sa vo všeobecnosti považuje za „pevný“ materiál, pretože ako všetky materiály vykazuje elasticitu v určitom rozsahu deformácie, ale tiež podlieha plastickej deformácii na začiatku procesu deformácie. Schopnosť materiálu deformovať sa (plasticky, nie elasticky) bez porušenia sa v strojárstve označuje ako húževnatosť.
Izolácia: Polypropylén je vynikajúci pre elektronické súčiastky, pretože má vysoký elektrický odpor.

Okrem toho PP nevykazuje žiadne problémy s praskaním pri namáhaní pri vyšších teplotách a poskytuje veľkú elektrickú a chemickú odolnosť. Zatiaľ čo vlastnosti PP a polyetylénu sú podobné, existujú určité kľúčové rozdiely.

Vlastnosti materiálu polypropylén:

Medzi ne patrí nižšia hustota, vyššia tuhosť a tvrdosť a vyšší bod mäknutia (PP sa netopí pod 160 °C; Polyetylén, obľúbenejší plast, žíha približne pri 100 °C). Všetky komerčne vyrábané polypropylénové živice obsahujú prísady na zachovanie polyméru počas výroby a zlepšenie výkonu koncového používateľa.

Medzi hlavné materiálové vlastnosti PP materiálov teda patria:

Bod topenia: Teplota topenia homopolymérov sa pohybuje medzi 160 až 165 stupňami Celzia a 135 až 159 stupňami Celzia pre kopolyméry.
Hustota: PP je jedným z najľahších polymérov spomedzi všetkých bežných plastov. Je to dobrá alternatíva pre ľahké aplikácie vďaka svojej schopnosti. Toto sú hustoty pre rôzne polyméry:
0,904 až 0,908 g/cm3 homopolyméru
0,904 až 0,908 g/cm3 pre štatistický kopolymér.
0,898 až 0,900 g/cm3 pre rázový kopolymér
Chemická odolnosť: Ako bolo uvedené vyššie, PP je vysoko odolný voči chemickým reakciám. Je odolný voči zriedeným a koncentrovaným kyselinám, alkoholom a zásadám. Je tiež odolný voči alifatickým uhľovodíkom, esterom, aldehydom a ketónom. Ďalej má obmedzenú odolnosť voči oxidačným činidlám, aromatickým a halogénovaným uhľovodíkom a obom.

Nízky bod topenia ho následne robí vysoko horľavým.

Druhy polypropylénu

Na trhu sú dva hlavné typy polypropylénu. Toto sú:

Polypropylénový homopolymér

Toto je univerzálna trieda, ktorá sa najčastejšie používa. Má výlučne propylénový monomér, ktorý je prítomný ako semikryštalická tuhá látka. Najbežnejšie použitie sú obaly, textílie, potrubia, zdravotníctvo a elektrické aplikácie.

Polypropylénový kopolymér

Táto rodina obsahuje nasledovné:

Blokové kopolyméry: V tejto kategórii je vyšší obsah eténu (medzi 5 a 15%). Komonomérne jednotky sú organizované v predvídateľnom vzore (alebo blokoch). Preto pravidelný vzor robí termoplast tvrdším a menej krehkým ako náhodný kopolymér. Tieto polyméry sú vhodné na použitie, vrátane priemyselných, ktoré vyžadujú veľkú pevnosť.
Náhodný kopolymér: Ten vzniká zmiešaním eténu s propénom za vzniku polyméru. Má eténové jednotky náhodne vložené do polypropylénových reťazcov, typicky až do hmotnosti 6%. Tieto polyméry sú prispôsobivé a opticky čisté, vďaka čomu sú ideálne pre predmety, ktoré potrebujú vyzerať skvele, a aplikácie, ktoré vyžadujú transparentnosť.

Typ zvolený na použitie závisí od jeho vlastností a vhodnosti.

Deriváty polypropylénu

Tu sú hlavné charakteristické príklady polypropylénových derivátov:

Expandovaný polypropylén (EPP): Je to pena s uzavretými bunkami s extrémne nízkou hustotou vyrobená z guľôčok. Trojrozmerné predmety z polymérovej peny sú vyrobené z EPP. Guľôčková pena EPP poskytuje lepší pomer pevnosti a hmotnosti, veľkú odolnosť proti nárazu, vynikajúcu tepelnú izoláciu a odolnosť voči chemikáliám a vode.

EPP sa používa v rôznych produktoch a aplikáciách vrátane spotrebného tovaru, obalov, stavebného tovaru a automobilov.

Polypropylén na bio báze: Ide o variant polypropylénu na biologickej báze a suroviny používané na výrobu jeho monomérneho propylénu na biologickej báze sú obnoviteľné. Biologická zložka sa môže pohybovať od 30% do 100%.
Polypropylénový terpolymér: Skladá sa z propylénových segmentov spojených dohromady komonomérmi etylénu a butánu, ktoré sa objavujú na náhodných miestach pozdĺž polymérneho reťazca.

Transparentnosť PP terpolyméru je lepšia ako PP homo. Okrem toho pridanie komonoméru znižuje kryštalickú homogenitu polyméru, vďaka čomu je vhodný na aplikácie tesniacich fólií.

Tieto vlastnosti derivátov sú nevyhnutné pre výrobcov, ktorí používajú polypropylén ako komoditný plast.

Výhody polypropylénu

Výhody použitia PP materiálu sú nasledujúce:

Polypropylén je extrémne ťažké zaklapnúť, pretože dokáže tolerovať otočné pohyby až o 360 stupňov bez zaklapnutia. Vyrába sa ľahko, za rozumnú cenu a je široko dostupný v mnohých rôznych národoch a kultúrach.
Jeho odolnosť a prispôsobivosť ako obalového materiálu a výber pántov a uzáverov fliaš spojených s hlavnou fľašou tenkou vrstvou plastu sú umocnené vysokou chemickou odolnosťou a odolnosťou proti únave.
Pretože môže byť vyrobený ako nepriehľadný alebo priehľadný termoplast a použiť tam, kde je potrebný určitý prenos svetla, môže poskytnúť vynikajúcu farebnú rozmanitosť. Vďaka svojej nižšej hustote môže byť použitý v aplikáciách, kde musí byť redukcia hmotnosti najvyššou prioritou.
Pretože je polypropylén nepriepustný a neuveriteľne odolný voči absorpcii vlhkosti, má ďalšie výhody balenia a všestrannosť.
Vďaka svojej vysokej pevnosti v ohybe a semikryštalickej štruktúre je tiež odolný voči všeobecnému opotrebovaniu, vďaka čomu je ideálny pre produkty, ktoré musia odolávať výraznejšiemu fyzickému namáhaniu.
Okrem toho je odolný voči baktériám, hnilobe, plesniam a plesniam.

Tieto výhody sú nevyhnutné pri rozhodovaní, či použiť alebo nepoužiť PP materiál.

Nevýhody polypropylénu

Aj keď je PP materiál vo všeobecnosti skvelý na použitie v rôznych sektoroch, má aj niektoré nevýhody, ako napríklad:

Neschopnosť ľahko recyklovať polypropylén je hlavnou nevýhodou, pokiaľ ide o ochranu životného prostredia a svetových zdrojov.
Pri horení prechádza nezvratnou chemickou zmenou.
Polypropylén, ktorý sa už roztopil a vytvoril, by sa spálil, ak by ste sa ho pokúsili znova zahriať; už by sa to znova neskvapalnilo.
Pri použití PP materiálu je potrebné zvážiť podstatne drahšie techniky recyklácie alebo obnovy.
Vzhľadom na nízky bod topenia je polypropylén tiež vysoko horľavý, má obmedzenú toleranciu voči vyšším teplotám a je náchylný na oxidáciu a poškodenie UV žiarením.
Zatiaľ čo lesklý lesk polypropylénu uľahčuje manipuláciu a je esteticky krásny, sťažuje aj priľnavosť iných povrchov a materiálov, ako sú farby a lepidlá.
Polypropylén nemožno použiť na vytvorenie spoja alebo závesu bez alternatívnych techník spájania, ako je zváranie.

Preto je pri výbere materiálu na použitie v rôznych aplikáciách potrebné zvážiť aj nevýhody polypropylénu.

Bezpečnosť a toxicita polypropylénu

Hoci sa polypropylén vyrába pomocou niektorých potenciálne škodlivých chemikálií, zvyčajne sa považuje za bezpečný hotový výrobok. Často sa používa v plastových obaloch na potraviny, nápoje a zdravotnícke potreby.

Polypropylénové výrobky možno bezpečne opätovne použiť a sú dostatočne robustné, aby prežili typické opotrebovanie pri mnohých použitiach, a to napriek skutočnosti, že nie je všeobecne považovaný za ekologický materiál kvôli výzvam v procese recyklácie.

Polypropylén sa kvôli svojej bezpečnosti používa na výrobu nasledujúcich predmetov:

Nádoby na potraviny
Detské fľaše
Poháre na horúce nápoje
Jednorazový riad, ako sú šálky a taniere
Slamky

Podľa výskumu, keď sa plast poškriabe alebo zahreje, chemikálie z nádob, tanierov a fliaš unikajú do jedál. Polypropylén je menej škodlivý ako iné plasty, pretože neobsahuje bisfenol A alebo BPA, ako je známe.

BPA, syntetický estrogén, sa používa skôr v tuhých plastoch než v pružnejších plastoch, ako je polypropylén.

Spracovanie polypropylénu

Existuje niekoľko spôsobov spracovania polypropylénu, ako je vstrekovanie, vyfukovanie, extrúzia a 3D tlač.

Vstrekovanie

Počas procesu vstrekovania polypropylénu sa teplota taveniny nastaví medzi 200 až 300 °C a 10 až 80 °C pre formu. Vysoká teplota formy zvýši jas a krásu dielu.

Pri správnom skladovaní nie je potrebné sušenie. Ďalej sa zmršťovanie formy pohybuje od 1,5 do 31 TP3T, v závislosti od okolností spracovania, reológie polyméru a hrúbky hotového výrobku.

Extrúzia

Tento proces sa používa na výrobu káblov, rúrok a vyfukovacích fólií. Teplota topenia musí byť v rozsahu 200–300 °C s kompresným pomerom valca: 3:1 a teplotami 205 až 180 °C. Po dokončení by sa diely mali umiestniť na prebrúsenie namiesto predsušenia na tri hodiny pri 105-110°C (221-230°F).

3D tlač

Polypropylén je tvrdý a pevný materiál, ktorý sa ťažko tlačí v 3D, no s jeho komponentmi sa dá stále manipulovať.

V súčasnosti mnohí výrobcovia zlepšili fyzikálne vlastnosti PP alebo dokonca vyvinuli zmesi so zvýšenou húževnatosťou, vďaka čomu je vhodný pre aplikácie 3D tlače.

Pri 3D tlači s polypropylénom sa preto odporúča dôkladne si preštudovať dokumentáciu dodávateľa pre teplotu tlače, tlačové lôžko atď.

3D tlač je možné použiť na výrobu nasledujúcich polypropylénových pp položiek:

Prototypy
Zložité modely
Funkčné modely

Chemický vzorec na zmiešanie polypropylénu s inými látkami, aby bol náchylný na 3D tlač, však musí byť presný.

Prečo je polypropylén populárny

Aplikácie pre polypropylén sa nachádzajú v domácom aj komerčnom prostredí. Vyniká ako cenný materiál pre rôzne použitia vďaka svojim špeciálnym vlastnostiam a schopnosti prispôsobiť sa rôznym výrobným technikám.

Ďalšou dôležitou kvalitou je dvojitá funkčnosť polypropylénu ako plastu a vlákna (ako tie reklamné tašky, ktoré sa rozdávajú na podujatiach, pretekoch atď.).

Keďže polypropylén možno vyrábať rôznymi spôsobmi a na rôzne účely, rýchlo začal vytláčať mnohé z tradičných alternatív, najmä v sektoroch obalov, vlákien a vstrekovania. V priebehu rokov si zachovala svoju expanziu a stále je významným účastníkom celosvetového biznisu s plastmi.

Záver

Polypropylén sa často zamieňa s plastom. Hlavným rozdielom medzi polypropylénom a plastom je však to, že zatiaľ čo plastový materiál je zvyčajne nepriehľadný, z polypropylénu je možné vyrobiť kryštálový transparentný materiál. Napríklad pri výbere materiálu tašky na balenie položky často zvažujeme vlastnosti materiálu.

Ak chceme produkt vystaviť, vyžaduje sa úplne priehľadné vrecko. V tejto situácii plastové tašky nie sú múdrym riešením, pretože sú nepriehľadné. Polypropylén však zostáva jedným z najlepších materiálov na toto použitie.