Что такое полипропилен?

Все о полипропилене: производство и использование, преимущества и недостатки

Полипропилен представляет собой полужесткую, экономичную и прочную термопластичную линейную углеводородную полимерную смолу, которая обеспечивает превосходную химическую, электрическую и усталостную стойкость при высоких температурах.

Он считается безопасным пластиком и поэтому используется для производства самых разных товаров, от пластиковой мебели и оборудования до контейнеров для таблеток и шприцев.

Несмотря на свою универсальность, настраиваемость и прочность, этот материал также имеет некоторые недостатки, такие как склонность к окислению, высокая воспламеняемость и чувствительность к хлорированным растворителям и ароматическим соединениям.

Что такое полипропилен?

Полипропилен (ПП) представляет собой устойчивый к нагрузкам термопласт низкой плотности, изготовленный из мономера пропилена (или пропилена). Химическая формула этой линейной углеводородной смолы (C3H6)n. Он был открыт в середине 1950-х годов итальянскими учеными и сегодня является вторым наиболее производимым пластиком после полиэтилена.

Полипропилен является термопластичным материалом, поэтому его можно нагревать до точки плавления, охлаждать, а затем снова нагревать без каких-либо существенных повреждений. Это свойство, а также его способность разжижаться, а не гореть при воздействии высоких температур, являются двумя важными свойствами, которые делают полипропилен популярным выбором для производственных применений, таких как литье под давлением. Некоторые другие характеристики этого материала:

  • Стойкость к химическим веществам: полипропилен устойчив к разбавленным основаниям и кислотам, что делает его идеальным для емкостей, содержащих жидкости, такие как чистящие растворы.
  • Прочность: полипропилен обладает эластичностью в ограниченном диапазоне деформации, но его также можно считать прочным материалом, поскольку он испытывает пластическую деформацию в начале процесса деформации. Прочность относится к способности материала поглощать энергию и изгибаться без образования трещин.
  • Изоляция: полипропилен обладает высоким электрическим сопротивлением, что делает его идеальным для электронных компонентов.

Как производят полипропилен?

Полипропилен получают путем полимеризации газообразного пропилена с использованием каталитической системы, обычно катализатора Циглера-Натта или металлоценового катализатора.

Параметры полимеризации, включая температуру, давление и концентрации реагентов, определяются в соответствии с требуемой маркой полимера. В газофазном или жидкофазном процессе может использоваться несколько различных методов производства:

  • Газофазный процесс: реакция происходит в реакторе с псевдоожиженным слоем при температуре от 70°С до 100°С и давлении 1-20 атм. Пропан и водород транспортируются по этому каталитическому слою. Пропен превращается в полипропилен в виде мелкодисперсного порошка, который затем отделяется от непрореагировавшего пропилена и водорода с помощью циклонных сепараторов. В конце концов, этот мелкий порошок гранулируется и готов к дальнейшему использованию. Как правило, эффективность газофазной полимеризации можно повысить за счет использования высокоактивных катализаторов для удаления газообразных и водных стоков.

Что такое полипропилен

  • Процесс Spheripol: этот процесс полимеризации использует пропен, этилен и водород для производства полипропилена. Реакция происходит путем суспендирования катализатора и мономерных звеньев в инертном растворителе, таком как легкие углеводороды. Суспензию мономера и катализатора перекачивают в один или два вертикальных газофазных реактора с перемешиванием, где происходит полимеризация. После завершения полимеризации смесь мономеров и полимерного порошка выгружают из реакторов через погружные трубы, а непрореагировавший мономер возвращают обратно в реактор с перемешиванием газа. Затем полимер сохраняется для последующего использования.

Области применения полипропилена

Полипропилен используется в ряде отраслей, включая упаковку, погрузочно-разгрузочные работы и потребительские товары:

  • Обработка материалов
  • Упаковка
  • Медицинское оборудование
  • Одежда
  • Автомобильные запчасти
  • Домашняя утварь
  • Игрушки

Благодаря своей химической стойкости, свариваемости и другим ценным свойствам этот материал находит применение во многих отраслях промышленности; медицинская, автомобильная, упаковочная, электротехническая, строительная и пищевая промышленность, и это лишь некоторые из них.

Упаковочная промышленность использует полипропилен в качестве заменителя бумаги и целлофана, в основном из-за его низкой стоимости и гибкости. Поддоны, бутылки, банки, контейнеры для йогурта, чашки для горячих напитков и упаковка для пищевых продуктов — вот некоторые из продуктов, изготовленных из этого материала.

Полипропилен также часто используется в автомобильной промышленности для производства аккумуляторов, бамперов, приборных панелей, элементов интерьера и обивки дверей. Из-за своей устойчивости к химической, бактериальной и паровой стерилизации полипропилен также используется в различных медицинских целях, таких как одноразовые шприцы, диагностические устройства.

Несмотря на то, что существует несколько различных способов обработки полипропилена и пластмасс в целом, литье под давлением является наиболее распространенной производственной процедурой.

Полипропилен быстро реагирует на скорость и давление впрыска и быстро формуется в форме, что позволяет формовщикам достигать высокой производительности. Благодаря сочетанию характеристик этот полимер занимает важное место на рынке литья под давлением.

Преимущества полипропилена?

Преимуществом полипропилена является его прочность и низкая стоимость. Его преимущества подробнее:

  • Широко доступный и экономичный
  • Высокая прочность на изгиб благодаря полукристаллической структуре
  • Высокая устойчивость к поглощению влаги и усталости
  • Отличный электрический изолятор
  • Химически устойчив к различным основаниям и кислотам

Каковы недостатки использования полипропилена?

К недостаткам полипропилена относится его слабость к теплу, растворителям и другим специфическим факторам. Его недостатки подробнее:

  • Восприимчив к УФ-разрушению
  • Чувствителен к ароматическим соединениям и хлорсодержащим растворителям
  • Легковоспламеняющиеся
  • Склонен к окислению
  • Трудно окрашивать из-за плохой адгезии.

Как полипропилен влияет на здоровье человека?

Полипропилен не влияет на здоровье человека, за исключением потенциально легкого раздражителя. Полипропилен не содержит BPA и считается лучшей альтернативой другим пластикам, особенно в пищевой и упаковочной промышленности.

 Некоторые другие пластмассы содержат BPA (бисфенол-А) или другие токсичные химические вещества, которые могут нанести вред нашему организму или окружающей среде.

Несмотря на то, что он считается безопасным, могут возникнуть потенциальные проблемы со здоровьем, если, например, порошок материала попадет в глаза или на кожу человека, поскольку это может вызвать раздражение.

Кроме того, прием полипропилена может вызвать незначительный дискомфорт и нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта. Вдыхание частиц также может вызвать проблемы, например раздражение дыхательных путей.

Однако полипропилен считается самым безопасным пластиком, потому что эти возможные риски для здоровья маловероятны.

Ядовит ли полипропилен?

По данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), полипропилен не токсичен. Это связано с тем, что неизвестно, вызывает ли он рак или любое другое серьезное заболевание, которое может повлиять на здоровье человека. Поэтому FDA одобрило использование этого полимера в качестве материала для упаковки пищевых продуктов и напитков.

Есть некоторые новые исследования, которые предполагают, что полипропилен может влиять на гормоны андрогена, в зависимости от способа его производства.

Есть и другие свидетельства того, что пищевые контейнеры могут выделять химические вещества, разрушающие эндокринную систему, при воздействии тепла или пищи с высокой кислотностью или в течение длительного времени. Однако не было проведено достаточно исследований, чтобы подтвердить эти выводы, чтобы FDA и EPA изменили свои рекомендации.

В чем разница между полипропиленом и полистиролом?

Разница между полипропиленом и полистиролом в том, что полипропилен более прочный. На молекулярном уровне мономером полистирола является стирол, а мономером полипропилена — пропилен. Кроме того, боковой группой полистирола является фенильная группа, тогда как боковой группой полипропилена является метильная группа.

Тактичность полимера определяется этими присоединенными группами. Давайте теперь взглянем на краткий обзор ключевых характеристик этих двух материалов, которые отличают их друг от друга:

  • Процесс производства: полипропилен производится путем полимеризации с ростом цепи, а полистирол производится путем свободнорадикальной полимеризации винила.
  • Использование: одноразовые стаканы для питья, бытовая техника и детали корпусов компьютеров изготавливаются из полистирола, тогда как полипропилен используется для изготовления контейнеров, упаковки и автомобильных деталей.
  • Химическая стойкость: полистирол обладает некоторой устойчивостью к кислотам и основаниям, хотя и не такой высокой, как полипропилен, к некоторым химическим веществам.
  • Возможность повторного использования: изделия из полистирола обычно используются в огромных количествах и утилизируются после одного использования, поскольку они не выдерживают температуры выше 100°C. В отличие от полистирола, изделия из полипропилена можно многократно использовать повторно.

В чем разница между полипропиленом и полиэстером?

Разница между полиэстером и полипропиленом заключается в том, что полиэстер может поглощать некоторое количество воды, а полипропилен — нет. И полипропилен, и полиэстер являются полимерными материалами, но используются в разных сценариях в зависимости от химических и физических свойств, которыми должен обладать конечный продукт.

Давайте теперь взглянем на краткий обзор ключевых характеристик этих двух материалов, которые отличают их друг от друга:

  • Производственный процесс: полипропилен получают путем полимеризации присоединения пропилена, а полиэфир получают путем конденсационной полимеризации между диолом и дикарбоновой кислотой.
  • УФ- и термостойкость: полипропилен может начать разлагаться под воздействием УФ-лучей и экстремально высоких температур в течение более длительного периода, в то время как полиэстер может выдерживать более высокие температуры и устойчив к УФ-излучению.
  • Поглощение влаги: поскольку полипропилен распределяет влагу, а не поглощает ее, он более водостойкий, чем полиэстер, и поэтому является хорошим вариантом для спортивной одежды.
  • Стоимость: хотя производство полипропилена часто дешевле полиэстера, это не всегда означает, что конечный продукт будет дешевле. Ценообразование сильно зависит от таких факторов, как бренды и категории продуктов.
  • Использование: полипропилен в основном используется в упаковочной промышленности, а полиэстер чаще используется в текстильной промышленности. 

Благодаря своей гибкости, долговечности, химической стойкости и другим важным свойствам полипропилен нашел свое применение во многих различных отраслях промышленности, при этом упаковочная промышленность является его потребителем номер один.

Этот термопластичный полимер, не содержащий бисфенола-А, не считается опасным для здоровья человека, но он может испортиться или даже выщелачивать химические вещества при интенсивном воздействии ультрафиолетовых лучей или чрезвычайно высоких температур.

Существует несколько различных процессов формования для производства пластмасс, но полипропилен в основном обрабатывается методом литья под давлением.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

18 − 3 =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: