Как делают полипропилен – Описание и получение полипропилена

Описание и получение полипропилена

Промышленный выпуск полипропилена самой первой организовала итальянская фирма «Монтскатини» в конце 1957 г. В настоящее время большие промышленные мощности введены в строй во многих странах, в том числе и в России.

1. Сырье и получение полипропилена

Пропилен выделяют из газов крекинга нефти или нефтепродуктов. Создавая нужные условия крекинга, а именно: давление, температуру, продолжительность процесса и применяя требуемый катализатор, можно направить деструкцию углеводородов, входящих в состав нефти, в сторону образования преимущественно пропилена и этилена. Выделение из смеси пропилена и очистка его осуществляются методом глубокого охлажения.

Пропилен — это бесцветный горючий газ со слабым запахом. Молекулярная масса его 42,078, температура плавления — 185,25°С, температура кипения — 47,70^оС, температура самовоспламенения — 455°С, пределы взрываемости в смеси с воздухом — 2,0—11,1% (объемных). В газах крекинга нефти он содержится в количестве 5—18% (по массе). Пропилен весьма реакционноспособен и легко присоединяет по двойным связям разнообразные соединения.

В промышленности полипропилен получают полимеризацией пропилена в растворителе (бензине, гектане, пропане) при давлении 1—4 МПа (в зависимости от применяемого растворителя). Реакция идет при 70°С в присутствии каталитического комплекса AiRg + TiCI₃. Максимальная активность катализатора при молярном соотношении AiRg: TiCl₃>3 : 2. Степень кристалличности полипропилена зависит от размера частиц катализатора. Активность наиболее часто применяемого каталитического комплекса уменьшается в присутствии кислорода воздуха или следов влаги, поэтому полимеризацию производят в атмосфере азота, используя тщательно осушенные растворитель и пропилен.

В аппаратах 1 м² приготовляют катализатор. Компоненты катализатора дозируются насосами и попадают в заданном соотношении в полимеризатор, куда одновременно поступает и мономер. Тепло полимеризации отводят за счет охлаждения стенок реактора или охлаждающим змеевиком. Образующаяся суспензия полимера самотеком поступает в сборник, в котором находится спирт (высший) для прекращения полимеризации и разложения катализатора. Затем производят фильтрацию полимера и удаление остатков растворителя острым водяным паром. В силу малой плотности полипропилена он всплывает на поверхность воды. После отделения полипропилена от воды и сушки он подвергается окончательной просушке в потоке азота.

Метод производства изотактического полипропилена в присутствии окисно-хромовых катализаторов на алюмосиликате.

Большое внимание уделяют дальнейшему усовершенствованию процесса полимеризации. Так, в Англии был предложен метод полимеризации полипропилена в сжиженных низкокипящих углеводородах (в чистом пропилене, пропане или бутане). При этом упрощается очистка исходных углеводородов, отвод тепла полимеризации за счет теплоты испарения растворителя и появляется возможность, высоких скоростей полимеризации.
Ведутся работы в направлении уменьшения количества циркулирующих растворителей в процессе полимеризации. С этой целью предлагается проводить полимеризацию газообразного полипропилена под действием комплексных катализаторов: треххлористого титана + триэтилаллюминия, нанесенных на частицы порошкообразного полимера или при температурах выше температуры плавления полипропилена, когда образовавшийся полимер стекает с носителя катализатора.

2. Свойства и применение полипропилена

В зависимости от условий проведения процесса полимеризации пропилена получают полимеры с различной молекулярной структурой, которая и определяет их физико-механические свойства.

Изотактическая и синдиотактическая молекулярные структуры могут характеризоваться разной степенью совершенства пространственной регулярности.

Стереоизомеры полипропилена существенно различаются по механическим, физическим и химическим свойствам. Атактический полипропилен представляет собой каучукоподобный материал с высокой текучестью, температурой плавления — около 80°С, плотностью — 850 кг/м³, хорошей растворимостью в диэтиловом эфире. Изотактический полипропилен по своим свойствам выгодно отличается от атактического, а именно: он обладает высоким модулем упругости, большей плотностью — 910 кг/м³, высокой температурой плавления — 165—170°С и лучшей стойкостью к действию химических реагентов. Стереоблокполимер полипропилена при исследовании с помощью рентгеновских лучей обнаруживает определенную кристалличность, которая не может быть такой же полной, как у чисто изотактических фракций, поскольку атактические участки вызывают нарушение в кристаллической решетке.

Полипропилен обладает ценными свойствами для его разностороннего использования в строительной технике. Основное влияние на свойства полипропилена и строительных изделий из него (труб, пластин, пленок) оказывает молекулярная и надмолекулярная структура в полимерной цепи.

Полипропилен характеризуется весьма сложной молекулярной структурой, так как помимо химического состава мономера, средней молекулярной массы и молекулярного распределения на его структуру большое влияние оказывает пространственное расположение боковых групп по отношению к главной цепи.

В техническом отношении наиболее важен и перспективен изотактический полипропилен. В зависимости от типа и соотношения присутствующих стереоизомеров свойства полипропилена изменяются в широком диапазоне. От молекулярной структуры полимеров зависит способность их переработки теми или иными методами, которые в свою очередь в значительной степени предопределяют свойства готовых изделий.

3.Краткое описание влияния основных структурных параметров на свойства полипропилена.

Молекулярная масса полипропилена колеблется в широких пределах— от 35 000 до 150 000. Полимеры с молекулярной массой ниже 35 000 обладают большей хрупкостью.

Различные физико-механические свойства полимера зависят от величины молекулярной массы по-разному. Так, при механических нагрузках, связанных с малыми деформациями или малыми скоростями, с изменением молекулярной массы (у полипропилена с низкой молекулярной массой) такие свойства полимера, как предел текучести, модуль упругости, изменяются незначительно. Показатели механических свойств полипропилена, связанные с большими деформациями, сильно зависят от молекулярной массы. Так, предел прочности при растяжении, относительное удлинение при разрыве, ударная вязкость с уменьшением молекулярной массы снижаются. На указанные свойства влияет также полидисперсность. Последнее объясняется тем, что при высоких деформациях ведущую роль начинают играть атактические аморфные области полимера. Чем больше концов макромолекулярных цепей будет находиться в этих областях, а их концентрация, естественно, возрастает с уменьшением длины макромолекул, тем быстрее осуществляется их взаимное ослабление, сдвиг или удаление друг от друга. Это происходит потому, что они связаны лишь межмолекулярными связями, которые значительно слабее, чем химические связи цепи или силы сцепления, действующие в кристаллических областях.

Механические свойства полипропилена зависят от его средней молекулярной массы, полидисперсности и содержания атактической фазы. Последнее определяется взвешиванием остатка полимера после экстракции кипящим н-гептаном, в котором растворяется атактический полимер. С уменьшением изотактической фазы, следовательно, с увеличением атактической механические свойства полипропилена ухудшаются.

Молекулярная масса обычно определяется вязкостью в растворах о-ксилола при 120°С. В качестве показателя молекулярной массы используется индекс расплава. Чем он ниже,
тем выше молекулярная масса полимера. Обычно полипропилен имеет индекс расплава 0,2—5,0 г/10 мин.

С повышением молекулярной массы механические показатели полипропилена улучшаются (предел текучести и предел прочности при растяжении). Ударная вязкость изотактического полипропилена не может быть определена при 20°С, так как этот полимер не разрушается в обычных температурных условиях. При более низких температурах, например, она имеет следующие величины: при —20°С ударная вязкость составляет 20—30 кДж/м

2и при —80°С  13—17 кДж/м².

4.Теплофизические свойства.

Изотактический полипропилен резко отличается от атактического, причем не только в твердом виде, но и в расплаве. Удельная теплоемкость изотактического полипропилена возрастает линейно при температуре до 100°С, а при более высокой удельная теплоемкость резко возрастает, переходит через крутой максимум в область температуры плавления (166°С), а затем падает до относительно постоянной величины примерно 2,72 кДж/кг°С (для расплава). Кривая температурной зависимости удельной теплоемкости для атактического полипропилена имеет более сложную форму.

Вследствие неоднородности молекул и различных размеров кристаллитов температура плавления полипропилена изменяется от 160 до 175°С. При отсутствии механического воздействия изделия из полипропилена сохраняют форму при температуре 150°. На теплоемкость полипропилена оказывает большое влияние наличие примеси и контакт с некоторыми металлами, например медью или ее сплавами. Поэтому при устройстве полипропиленовых трубопроводов для горячего водоснабжения не следует применять фитинги, содержащие медные элементы.

Химическая стойкость полипропилена благодаря его парафиновой структуре весьма высока. При нормальной температуре изотактический полипропилен очень хорошо противостоит действию органических растворителей. Однако любое нарушение правильности структуры цепей, проявляющееся в уменьшении степени кристалличности полипропилена, вызывает снижение его стойкости к растворителям. Вследствие плохой растворимости полипропилена исключается возможность склеивания полипропиленовых деталей и получения пленок и защитных покрытий методом полива и нанесения растворов.

Для характеристики химической стойкости различных полимеров, в том числе полипропилена, имеются специальные таблицы, в которых указывается стойкость полимера к реагентам (растворителям, кислотам, щелочам, солям) при различных их концентрациях и температурах. Минеральные и растительные масла даже при длительном их воздействии адсорбируются полипропиленом в ничтожно малых количествах.

Все виды полипропилена не поглощают воду, за исключением ничтожной поверхности адсорбции.

Атмосферостойкость полипропилена в условиях воздействия солнечного света и повышенной температуры должна быть признана недостаточной, так как в этих условиях полипропилен подвергается деструкции со значительным снижением физико-механических свойств. В целях предотвращения деструкции полипропилена при его термической обработке (нагреве и окислении) и при эксплуатации изделий (пленок, труб) необходимо введение в полипропилен стабилизаторов. Особенно сильно изменяется нестабилизированный полипропилен при воздействии прямого солнечного света, в результате чего полимер и изделия из него становятся хрупкими.

Ультрафиолетовые лучи оказывают сильное окислительное действие, причем введение в полимер антиоксидантов дает ингибирующее действие лишь в течение короткого времени. Наиболее эффективно действуют на полипропилен ультрафиолетовые лучи с длинной волной (300—370 мкм), в результате чего полимер теряет механическую прочность.

На деструкцию полипропилена большое влияние оказывает температура— повышение ее на каждые 10°С почти вдвое ускоряет деструкцию. Хорошим стабилизатором для полипропилена является сажа — введение ее до 2% значительно снижает деструкцию: Для снижения окислительной деструкции полипропилена можно применять также ди(оксифинил) -сульфит в количестве 1—2%. Время хрупкости при 140 ^оС (время, по истечении которого происходит излом пленки из полипропилена при ее полном складывании) составляет 24—40 сут. Полипропилен с введением в него стабилизаторов устойчив от окисления и деструкции даже при нагревании в течение нескольких часов до 300°С.

В строительной технике полипропилен пока не нашел широкого применения, но должен быть отнесен к весьма перспективным материалам как в силу высоких технических свойств, так и ввиду многообразия методов его технологической переработки в изделия (экструзии, литья под давлением, выдувания, прессования и вакуум-формования). К недостаткам полипропилена как сырья для изготовления строительных материалов и изделий относится его плохая склеиваемость. Лишь при применении хлоропреновых клеев достигаются приемлемые результаты, хотя прочность места склеивания уступает прочности самого материала.

Сварка полипропиленовых изделий и материалов дает хорошие результаты и осуществляется горячей струей воздуха или азота, нагретого до 220°С.

Для повышения ударной вязкости строительных изделий следует применять полипропилен с нужным индексом расплава и совмещать его с синтетическими каучуками, полиизобутиленом и бутил-каучуком.

Из полипропилена изготовляют следующие виды изделий для строительной техники: трубы, пленки, листы, вентиляционные решетки и санитарно-техническое оборудование. Для изготовления труб методом экструзии наиболее пригодны полипропилены с высокой и средней степенью кристалличности, индекс расплава которых лежит в пределах от 0,5 до 3,0. Полипропиленовые трубы выпускают диаметром 25—150 мм. Они более прочны, чем трубы из полиэтилена, значительно более теплостойкие, но по морозостойкости уступают полиэтиленовым трубам. Для изготовления полипропиленовых труб может быть применен также метод центробежного литья. Полипропиленовые трубы применяют для горячего водоснабжения и для транспортировки «агрессивных» жидкостей. Пленки из полипропилена изготовляют экструзией с раздувом и вытяжкой. Они весьма прозрачны и прочны, обладают хорошей свариваемостью, малой водо-, паро- и газопроницаемостью. Применяют их для различных видов изоляции сооружений. Листы из пропилена изготовляют толщиной до 0,5 мм методом экструзии или прессованием. Применяют для изготовления различных емкостей в санитарной технике, вентиляторов, решеток и пр. Полипропилен можно применять для защитных покрытии металла путем распыления или погружения.

Аморфный полипропилен используют для изготовления строительных клеев, замазок, уплотняющих мастик и липких пленок.

plastichelper.ru

Полипропилен. Области применения.. Статьи компании «AGRU-LIST»

Полипропилен — синтетический материал, то есть материал изготавливаемый искусственно, с использованием в качестве сырья нефти, угля и природного газа. Благодаря трансформации этих веществ получаются химические соединения

Области применения полипропилена
Полимерные материалы, в число которых входит и полипропилен, находят широкое применение и обеспечивают эффективность развития экономики и повышение конкурентоспособности продукции в отраслях-потребителях за счет замены дорогостоящих материалов, снижения материалоемкости, формирования прогрессивных технологий переработки материалов, создания новых поколений техники.

Возможность получения широкой гаммы модифицированных материалов на основе полипропилена от смесевых термоэластопластов до высокомодульных высокопрочных пластиков, экологическая чистота продуктов, технологичность их переработки и утилизации способствуют тому, что полипропилен в последнее время вытесняет с мирового рынка пластмасс поливинилхлорид, АБС-пластики, ударопрочный полистирол. Полипропилен проник во все доминирующие отрасли экономики: электронику, электротехнику, машиностроение, автомобилестроение, приборостроение, транспорт, строительство и многие другие.

Полипропилен иногда называют «королем» пластмасс. Известно, что полипропилен не является самым популярным полимером, пропуская вперед в списке лидеров как минимум полиэтилен и поливинилхлорид. Однако на сегодняшний день по темпам роста производства полипропилен вне конкуренции. Сфера его применения стремительно расширяется. И это при том, что весь научный и технический потенциал этого полимера до сих пор не реализован.

Наиболее широкое свое применение полипропилен нашел в следующих областях:

тара и упаковка
волокно
антикоррозийный материал
машиностроение
электроника
медицина
Благодаря своим технологическим и потребительским качествам полипропилен имеет достаточно широкую область применения и занимает по мировому выпуску – 20,5 процентов, то есть второе место после полиэтилена.

Важный сегмент рынка полипропиленовых материалов – полипропиленовый рециклинг. Большая часть российских компаний не только занимается закупкой полипропиленовых отходов, но и перерабатывает, продает или использует вторичный полипропилен. Для этого, в основном, применяется технология экструдирования очищенных отходов, после чего они дробятся. В результате получается вторичный гранулированный материал, приспособленный для производства многих изделий.

В последнее время на рынке полимерных материалов стали появляться все новые и новые разновидности полипропилена, схожие по своим свойствам с резиной, что содействует открытию новых областей для его использования.

*

Полипропилен в упаковке
Полипропиленовые пленки — один из самых популярных в мире упаковочных материалов. Характеристики полипропиленовых пленок близки к пленкам из полиэтилена. По многим параметрам полипропиленовые пленки превосходят пленки из других полимеров. В частности они более стойки к нагреванию и химическому воздействию. полипропиленовые пленки можно подвергать стерилизации при высоких температурах (свыше 100 ºС), что повышает их ценность для пищевой и фармацевтической отраслей.

Другое достоинство полипропиленовых пленок — прозрачность, гибкость, нетоксичность, легкая свариваемость. Существенным продвижением на рынке упаковки полипропиленовые пленки обязаны новшествам под названием «ориентация пленки». Ориентированные в одном или двух взаимно перпендикулярных направлениях полипропиленовые пленки начали производить сравнительно недавно, но без них уже не возможно представить себе современный рынок гибкой упаковки. Ориентация пленки повышает ее жесткость, прочность, прозрачность и свойства влагоизоляции. Например, прозрачность ориентированной пленки как минимум в 4 раза превышает прозрачность не ориентированной пленки. В тоже время по такому показателю как свариваемость не ориентированные пленки явно лучше, поэтому ориентированная стала основной в тех видах упаковки, где именно прозрачность играет решающую роль (например, в галантерее).

В последнее время полипропилен начинает потихоньку вытеснять полиэтилентерефталат и другие пластики в производстве бутылок различных емкостей и крышек для них. В мире все чаще встречаются бутылки из полипропилен с полипропиленовой пленкой вместо привычной этикеточной бумаги. Однако, в некоторых регионах мира этот процесс происходит крайне медленно, например, в Северной Америке. Также полипропилен все чаще используется в производстве других видов упаковки (тары, контейнеров). При этом полипропилен за счет большой прочности и химической стойкости теснит полистирол, за счет жесткости и глянцевитости — многие виды полиэтилена. Из-за высокой химической стойкости полипропилен широко применяется для плакирования емкостей, в которых хранятся и транспортируются так называемые агрессивные жидкости.

Полипропилен в волокнах
Существенные преимущества над другими полимерами полипропилен имеет в сфере производства волокон. Полипропиленовые волокна имеют относительно низкую стоимость. В среднем из 1 кг полипропилена получается больше волокон, чем из 1 кг любого другого полимера. При этом полипропиленовые волокна отличаются высокой прочностью и прекрасными эластичными свойствами. Еще одно достоинство волокон из полипропилена — высокая термостойкость. Единственным существенным недостатком этих волокон — уязвимость перед ультрафиолетовым излучением. Это, пожалуй, основной фактор, тормозящий начало повсеместного применения полипропиленовых-волокон в текстильной промышленности.

Полипропилен в машиностроении
Одним из свойств полипропилена является высокая износостойкость. Это обуславливает широкое применение полипропилена в машиностроении, автомобилестроении и строительстве. Из полипропилена производят делали различного оборудования (холодильников, пылесосов, вентиляторов), в автомобилестроении из полипропилена делают амортизаторы, блоки предохранителей, детали окон, сидений, бамперы и детали кузова автомобилей и т.д.

Полипропилен в электронике и электротехнике
Здесь из полипропилена производят изоляционные оболочки, катушки, ламповые патроны, детали выключателей, корпуса телевизоров, телефонных аппаратов, радиоприемников и т.д. С применением полипропилена в качестве изоляционного материала существует ряд трудностей, в этой области применения ПВХ пока является практически безальтернативным. А вот что касается производства пеноизоляции для коммуникационных проводов, то здесь полипропилен уже успешно конкурирует с полиэтиленом.

Полипропилен в медицине
Здесь самое востребованное качество полипропилена— устойчивость при высоких температурах. Это дает возможность продукции, сделанной из полипропилена, подвергаться горячей стерилизации в любых условиях. Благодаря этому из полипропилена производят ингаляторы и разовые шприцы. В производстве шприцов полипропилен в очередной раз обошел ПЭ и полистирол. Кроме того, шприцы часто упаковывают в пленку. И здесь также чаще применяется полипропилена.

Области применения полипропилена

Для производства готовой продукции из полипропилена существует в России используются пять основных метода переработки:

• экструзия (пленки, листы, трубы, нити и волокна),
• литье под давлением (ТНП, тара, медицинские изделия, автокомплектующие и аккумуляторные батареи, фитинги),
• выдув (пленки, емкости),
• ротоформование (емкости, крупные пластиковые изделия)
• вспенивание (изоляционные материалы) (таблица 1.2).

  Продукция получаемая первыми двумя методами является преобладающей.

  Литьевая продукция преимущественно производится из полипропилена с ПТР находящимся в диапазоне 6-15 г/10 мин. В производстве продукции методом ротоформования (в России продукцию этим методом производят преимущественно из полиэтилена) используется полипропилена с ПТР ниже 3г/10 мин.

  Обозначение российских марок ПП состоит из пяти цифр: первая цифра 2 или 0 указывает на давление, при котором происходит процесс синтеза, соответственно, низкое или среднее. Вторая цифра указывает на вид материала: 1 — гомополимер, 2 — блоксополимер, 3 – статсополимер. Три последующие цифры обозначают десятикратное значения показателя текучести расплава (ПТР) . В обозначении композиции через тире указывают номер рецептуры стабилизации и далее, через запятую, цвет и число рецептуры окрашивания.

  В обозначение украинских марок ПП первая буква обозначает вид материала (А -гомополимер, P — блоксополимеры, Х – статсополимер), следующая цифра характеризует ПТР, через тире указывается номер рецептуры стабилизации, рекомендуемая область применения и специальные свойства.

  Таблица 1.2 «Области применения полипропилена«

  Экструзия
  Неориентированные поливные пленки (CPP films)	Упаковка текстиля, санитарно-гигиенической, кожгалантерейной и канцелярской продукции, упаковка продуктов питания
  Одноосноориентированные пленки	Получение волокон
  Двухосноориентированные плени (BOPP films)	Упаковка пищевых и непищевых продуктов, изготовление клейкой ленты, пленочных этикеток, конденсаторов
  Жесткие пленки	Одноразовая посуда, упаковка молочных продуктов, контейнеры
  Листы	Гидроизоляция, строительство, рекламные щиты, канцелярия
  Трубы	Внутренняя канализация, горячее водоснабжение, для электросетей, холодное водоснабжение
  Нити и волокна	Тканые и нетканые материалы, мешки, биг-беги, шпагат, крученые изделий из нитей
  Литье под давлением
  Товары народного потребления	Изделия для цветоводства, изделия для ванной комнаты, изделия для кухни, предметы домашнего обихода, детские товары, садово-огородный инвентарь
  Тарные ведра	Тарные ведра для лако-красочной промышленности, шпаклевок и мастик, майонеза и мороженного и т.д.
  Ящики	Тарные ящики
  Паллеты	Транспортные паллеты
  Автокомлектующие	Около 400 наименований изделий для автомобиля
  Аккумуляторные батареи	Аккумуляторные батареи
  Мебель	Пластиковая мебель для мест общественного питания, сада и огорода, домашнего хозяйства
  Медицинские изделия	Одноразовые шприцы и другие расходные материалы для медицинской промышленности
  Фитинги	Трубопроводная арматура и сантехнические изделия
  Укупорочные изделия	Двухсоставные и односоставные крышки для ПЭТ бутылок, укупорочные изделия для парфюмерии, косметики, бытовой химии, автохими
  Выдув
  Пленки	Фасовочный пакет, пакет «майка», пакет с вырубной ручкой, мусорные пакеты
  Емкости	Флаконы для косметики, парфюмерии, бытовой химии, канистры, бочки, баки, цистерны
  Ротоформование
  Емкости	Баки, мусорные баки, бочки,
  Мобильные туалеты	Передвижные туалеты
  Детские площадки	Детские игровые комплексы (горки, горки-тоннель, городки)
  Дорожные ограждения	Дорожные блоки, конусы, буферы
  Колодцы	Колодцы, септики, мусоросборы
  Эстакады	Эстакады для мойки колес, установки оборотного вод
  Вспенивание
  Пенополипропилен	Изоляционные материалы при строительных работах, фильтры

В основе широкого применения полипропилена заложены его физико-химические свойства и удобство обработки. Этот материал успешно применяется в практике машиностроения, строительстве, в электронике и электротехнике. Изделия с применением полипропилена позволяют не только эффективно развиваться производству, но и повышают конкурентоспособность готовых изделий. Это происходит за счет эффективной замены деталей из дорогостоящих материалов, например, выпускаемых из металла. Использование этого полимера позволяет легче подстроиться под изменение технологии, материал легче поддается обработке, а скорость выпуска готовой продукции возрастает. Возможные направления использования Примечательным можно назвать факт, что по своей популярности полипропилен не является самым массовым полимером. В промышленной сфере он уступает два первых места полиэтилену и поливинилхлориду. Однако это не говорит о его некоторых недостатках, которые ограничивают использование. Как раз возможные направления применения материала достаточно многочисленны. Если полиэтилен в целом достиг пика своего использования, то полипропилен, напротив, стремительно наращивает объемы производства продукции, выпущенной с его использованием. При этом перспективы использования, которые связаны с возможностью корректирования свойств и расширения ассортименты выпускаемой продукции, просматриваются четко. Производство искусственных волокон В этом сегменте химической промышленности у полипропилена нет достойных соперников. Это связано с возможностью более эффективного использования материала. Подсчитано, что из 1 кг этого вещества получается больше всего специальных нитей. При этом полученная нить получает лучшую прочность и эластичность.

Называют всего один недостаток, который не позволяет вытеснить из сферы производства полимерных волокон другие материалы полностью. Полипропилен, как известно, достаточно уязвим перед ультрафиолетовым излучением. Поэтому пока его широкое использование в текстильной промышленности ограничено. В будущем, возможно, эту проблему удастся решить за счет использования дополнительных компонентов, включенных в состав материала. Использование в машиностроении Применение полипропиленовых деталей в постройке различных машин – от легкового авто до холодильника, связано с такими качествами, как износостойкость и прочность. Получить подшипник скольжения из полпропилена будет значительно дешевле, чем изготовить из специального сплава аналогичный подшипник качения. А ведь нагрузки в стиральной машине не такие и большие. Полипропилен во вспененном состоянии оказался отличным шумопоглащающим материалом. Поэтому, наряду с использованием его для изоляции телефонных проводов, его используют для шумовой изоляции в автомобиле. Кроме того, известно, что при изготовлении кузовных деталей, производится армирование стекловолокном. Это дает сразу несколько положительных результатов: облегчение конструкции автомобиля; повышение прочности кузовных деталей; обеспечение достаточной шумоизоляции авто без дополнительных затрат. Блоки предохранителей, бамперы, кузовные детали и детали салона – вот далеко не полный список применения изделий из полипропилена в конструкции автомобиля. Электроника и электротехника Несмотря на прекрасные изоляционные свойства, полипропилен проигрывает конкурентную борьбу поливинилхлориду за первенство в производстве изоляции проводов. Однако его активно используют для пеноизоляции проводов. Материал активно используется в производстве самых различных корпусных деталей – от корпусов телевизоров и телефонных аппаратов, до использования в качестве основного сырья для патронов светильников и катушек. Медицина Активно эксплуатируется и хорошая термостойкость материала. Самое разнообразное медицинское оборудование может быть подвергнуто стерилизации после использования. Нужно отметить, что и в других отраслях, где требуется стерилизация, например, тары, полипропилен тоже активно используется. Причем изделия выдерживают не только кипячение, но и обработку острым паром. Устойчивость полипропилена как полимера, позволяет его использовать во взаимодействии с химическими веществами. Эта особенность позволила изготавливать медицинские одноразовые шприцы. При этом шприцы упакованы в индивидуальную упаковку из полипропилена. Пищевая индустрия Возможность использования этого полимера в пищевой промышленности также связана со стойкостью материала при взаимодействии с самыми разными веществами. Пищевая пленка, индивидуальные упаковочные контейнеры, – все это позволяет не только продолжительно сохранять пищевые продукты, но и не оказывать на них негативного воздействия.

Полипропилен стал активно использоваться для изготовления пластиковых бутылок. При низком расходе материала, когда толщина стенок посуды минимальна, тара сохраняет необходимую прочность, а форма остается стабильной. Любопытные примеры использования Наряду с применением в самых разнообразных отраслях промышленности, в практике применения полипропилена можно отыскать немало любопытных фактов. Высокая гибкость и стойкость материала широко применяется для изготовления прочных морских канатов. Полипропилен служит нам в быту. Например, в качестве изнаночной стороны ковров, из искусственных нитей ткут основу этих изделий. Под воздействием вакуума можно сформировать емкость любого размера. Такая технология позволяет изготовить внутреннюю поверхность многих приборов. А самым экзотическим примером применения такой технологии, можно назвать изготовление и укладку внутренних полостей чемоданов. Кстати, мешковину для изготовления тары также изготавливают из полипропилена.

Недостатки:
Сильные окислители могут разрушить РР даже при комнатной температуре.
К таким веществам относятся хромовая смесь, серная, азотная (концентрированная), хлорсульфоновая кислоты.
Полимер чувствителен к воздействию света и кислорода. Они вызывают процессы разложения материала, выраженные потерей блеска, растрескиванием, «мелованием» поверхности.
Специальные добавки в виде стабилизаторов полимерных материалов предотвращают подобные реакции.

Наибольший промышленный интерес вызывают полипропилены изотактической группы. Процентное соотношение применения полипропилена выглядит следующим образом: упаковка – 33 %; транспорт – 12 %; мебель – 14 %; товары общего назначения – 10 %; строительство – 6 %; электроника – 9 %; другие нужды – 16 %. Готовая продукция из полипропилена производится несколькими способами: Метод экструзии используется при производстве упаковочных материалов, канцелярской продукции, труб, пленки, нитей, волокон, одноразовой посуды, пищевой упаковки. Литье под давлением применятся при изготовлении тары, медицинских изделий, бытовых изделий, аккумуляторных батарей, автозапчастей, пластиковой мебели, фитингов и др.). Из-под выдува выходят фасовочные пакеты, флаконы для косметических товаров, бытовой химии, бочки, канистры, цистерны. Крупные пластиковые изделия (детские игровые комплексы, уличные туалетные кабинки, септики, мусорные емкости, дорожные ограждения) получают методом ротоформования. При производстве изоляционных материалов (пенополипропилена) применяют метод вспенивания.

pp-pe.ru

Особые свойства полипропилена позволяют применять данный материал во многих областях

С середины прошлого века, когда был освоен метод полимеризации пропилена, началось активное производство материала, нашедшего применение во многих промышленных отраслях.

Материал должен был быть надежным, крепким, устойчивым к воздействию агрессивной среды и конечно же экологически безопасным.

Полипропилен (РР) – полупрозрачное кристаллическое вещество, получаемое в процессе полимеризации, которое выпускается в порошкообразном или гранулированном виде.

РР считается одной из самых легких термопластмасс. Материал нетоксичен, не тонет в воде, горит без дыма, плавится каплями, выделяя практически неощутимый запах.

Метод получения полипропилена

В промышленных условиях полипропилен вырабатывают в процессе полимеризации пропилена – бесцветного горючего газа с нехарактерным запахом. Полимеризация пропилена происходит при давлении от 1 до 4 МПа. Такая разница зависит от применяемого растворителя. Катализатором реакции выступает комплекс AiRg + TiCI3. В зависимости от размера его частиц, получается различная степень кристаллизации полипропилена.

Виды полипропилена

Условия полимеризации влияют на структуру расположения атомов в макромолекуле полученного полимера (местонахождение атомов метиловой группы в полимерной цепи). Благодаря этому полипропилен подразделяется на три вида, различные по физико-химическим свойствам:

1. Изотактический. Метиловые группы собираются с одной стороны полимера. Это обеспечивает материалу прочность, износостойкость, устойчивость к внешнему воздействию. Температура размягчения материала – 140 °С, плавления – 165–170 °С, а плотность – 910 кг/м3.
2. Синдиотактический. Молекулы метиловых групп расположены с разных сторон. У таких полимеров высокая температура плавления.
3. Атактический вид. Здесь позиционирование метиловых составляющих носит случайный, хаотичный характер.

Поэтому полипропилен этого вида обладает следующими свойствами:

• каучукоподобная, липкая структура;
• температура плавления составляет 80 °С, плотность – 850 кг/м3;
• высокая текучесть;
• способность растворяться в диэтиловом эфире.

Свойства полипропилена

Как и любой полимер, полипропилен обладает достоинствами и недостатками, которые влияют на его эксплуатационные возможности. Учитывая их, можно эффективно применять данный материал в различных областях.

Достоинства:

• Достоинства полипропилена в большей степени касаются полимеров изотактической группы.
• Температура плавления в 175 °С свидетельствует об устойчивости материала к высоким температурам.
• РР ударопрочен и допускает многократные изгибы.
• По показателям износостойкости, низкой паро- и газонепроницаемости полипропилен сравним с полиамидами.

Неполярная структура материала позволяет ему оставаться устойчивым ко многим агрессивным химическим веществам:

• спирту,
• ацетону,
• некоторым видам кислот,
• солям,
• щелочам,
• кипящей воде.

Некоторые виды углеводородов могут способствовать набуханию полипропилена, но когда они испарятся, механические свойства материала восстанавливаются.

Недостатки:

• Сильные окислители могут разрушить РР даже при комнатной температуре.
• К таким веществам относятся хромовая смесь, серная, азотная (концентрированная), хлорсульфоновая кислоты.
• Полимер чувствителен к воздействию света и кислорода. Они вызывают процессы разложения материала, выраженные потерей блеска, растрескиванием, «мелованием» поверхности.
• Специальные добавки в виде стабилизаторов полимерных материалов предотвращают подобные реакции.

Низкая морозостойкость (материал становится хрупким при температуре от -5 до -15 °С) устранима, если в макромолекулу добавить этилен, бутилкаучук или этиленпропиленовый каучук.

Области применения полипропилена

Наибольший промышленный интерес вызывают полипропилены изотактической группы. Процентное соотношение применения полипропилена выглядит следующим образом:

• упаковка – 33 %;
• транспорт – 12 %;
• мебель – 14 %;
• товары общего назначения – 10 %;
• строительство – 6 %;
• электроника – 9 %;
• другие нужды – 16 %.

Готовая продукция из полипропилена производится несколькими способами:

• Метод экструзии используется при производстве упаковочных материалов, канцелярской продукции, труб, пленки, нитей, волокон, одноразовой посуды, пищевой упаковки.
• Литье под давлением применятся при изготовлении тары, медицинских изделий, бытовых изделий, аккумуляторных батарей, автозапчастей, пластиковой мебели, фитингов и др.).
• Из-под выдува выходят фасовочные пакеты, флаконы для косметических товаров, бытовой химии, бочки, канистры, цистерны.
• Крупные пластиковые изделия (детские игровые комплексы, уличные туалетные кабинки, септики, мусорные емкости, дорожные ограждения) получают методом ротоформования.
• При производстве изоляционных материалов (пенополипропилена) применяют метод вспенивания.

Страны-производители

Ежегодно в мире выпускается более 50 млн тонн полипропилена. РР постепенно вытесняет другие пластмассы, такие как полистирол и ПВХ, обладающие токсичностью и слабыми утилизационными свойствами. Большую роль играет и низкая себестоимость материала. Поэтому производители готовых пластиковых изделий все чаще склоняются в пользу полипропилена. Во многих странах, в том числе и в России, строятся новые заводы по его производству.

Совсем недавно конкурентами европейских производителей были азиаты и североамериканцы. Теперь рынок полимерных пластмасс завоевывают ближневосточные, латиноамериканские производители, а также предприятия стран СНГ.

Лидером в этой области является Китай. Это связано с переносом большинства производств из стран ЕС и США. Предприятия США также имеют большой потенциал. Здесь работают более десяти крупнейших продуцентов полипропилена.

С учетом запуска новых предприятий:

• более половины производственных мощностей будут базироваться в КНР,
• 20 % – в Египте и странах Персидского залива),
• 14 % придется на долю США,
• 8 % – на страны СНГ (Казахстан и РФ).

Не стоит забывать, что крупные проекты имеются в Индии и Таиланде.

Полипропилен все чаще стали называть королем пластмасс, причем на сегодня он не является самым популярным. Невзирая на то что технический потенциал материала до конца не реализован, сфера его применения расширяется, двигаясь вперед семимильными шагами. Учитывая темпы роста производства материала, можно с большой долей уверенности сказать, что в скором будущем РР будет вне конкуренции.

greenologia.ru

Свойства полипропилена, характеристики и природа материала

Полипропилен является одним из наиболее востребованных полимеров. Это связано с его характеристиками, разнообразными способами получения и обработки. Прежде чем разобраться со способами изменения свойств этого материала, нужно обратить внимание на природу этого вещества, понять основу его получения.

Физико-химическая основа полипропилена

Полипропилен непосредственно получают из газообразного пропилена путем полимеризации. Этот процесс происходит в присутствии металлоценовых катализаторов. В исходном состоянии полипропилен представляет собой вещество белого цвета.

Начало активного производства этого полимера связывают с использованием катализаторных установок Циглера и Натта, когда в 1957 году стало возможным получение изотактического полипропилена. Его получают при температуре 80 °С под давлением в 10 атм.

Различают несколько видов полипропилена, применяемых в производстве конечных продуктов:

• Изотактический.
• Атактический.
• Синдиотактический.

Наиболее востребованным в производстве стал изотактический пропилен.

Это произошло благодаря особенностям этого вида, где особое положение получили боковые группы СН3, которые располагаются необычно по отношению к основной цепи. Такая структура полипропилена определила целый ряд его основных качеств: высокая кристалличность и прочность, твердость, способность сохранять форму при высоких температурах.

В некоторых готовых изделиях успешно применяется сочетание нескольких различных типов полипропилена. Например, при добавлении в состав атактического полипропилена, можно наделить изготавливаемую деталь гибкостью и мягкостью.

Основные физико-химические свойства полипропилена можно представить в виде таблицы:

№ п/п	Свойство полипропилена	Значение показателя
1	Плотность, г/см3	0,90-0,92
2	Предел прочности на разрыв, кг/см2	260-400
3	Относительное удлинение при растяжении на разрыв, %	200-700
4	Температура плавления, °С	Около 170
5	Температура наступления хрупкости материала, °С	-10…-20
6	Диэлектрическая проницаемость, при 106 Гц	2,2
7	Удельное электрическое сопротивление, Ом	1016
8	Коэффициент объемного расширения при нагреве	0,00033 при 20 °С
9	Морозостойкость, °С	-20…-25
10	Удельная теплоёмкость, кал/(г×град)	0,4…0,5

Таким образом, если проанализировать табличные показатели, полипропилен проявляет себя как стабильный нейтральный материал. Он не меняет значительно своих свойств при положительных температурах. При этом остается нейтральным веществом по отношению к электрическому току, излишней влажности воздуха и высоким температурам.

Особенностью пропилена является его нейтральность по отношению ко многим химическим веществам. Так, этот материал стойко переносит воздействие кислотных и щелочных растворов, спиртов, а также многих неорганических соединений, включая растворы солей. Исключение может составить взаимодействие с некоторыми растворителями. Так, полипропилен при помещении в бензол, эфир способен к набуханию и последующему растворению. Примечательно, что в случае своевременного удаления источника набухания, например, бензола, полипропилен полностью восстанавливает свою структуру с сохранением первоначальных свойств.

Наиболее разрушительно на полипропилен действуют концентрированные кислоты – серная и азотная, хлорсульфановая.

Среди недостатков полипропилена можно отметить сразу несколько характерных особенностей:

• низкая морозостойкость. Возникающая под воздействием отрицательных температур хрупкость, тем не менее, ликвидируется путём введения в состав материала звеньев этилена. На практике также активно используются такие материалы как этиленпропиленовый каучук и бутилкаучук;
• чувствительность к внешнему световому воздействию, а также к взаимодействию с кислородом. Этот недостаток проявляется в виде протекающего процесса разложения, внешнем помутнении материала, потери им блеска и даже появлением небольших трещин. Для того, чтобы предотвратить активное старение материала, производители вынуждены несколько сглаживать этот эффект путем введения в состав специальных полимерных добавок-стабилизаторов.

Предпосылки к широкому использованию пропилена

Вышеназванные основные свойства указывают на самые широкие возможности полипропилена. Однако прежде чем приступать к перечислению разнообразных способов и сфер применения этого материала, следует более детально рассмотреть некоторые его особенности.

1. Нейтральность полипропилена. Это качества полимера следует учитывать при использовании в самых разных отраслях промышленности. Полипропилен активно применяется в качестве упаковки пищевых продуктов. Изготовленная из него пищевая плёнка не только не влияет на продукты питания, но и сохраняет их свойства длительное время. Полипропилен не оказывает вредных воздействий на медицинские препараты, поэтому его можно встретить в медицинской сфере. Поскольку не наблюдается активного взаимодействия с химическими соединениями, то тара, изготовленная из полипропилена, также будет служить исправно и долго.

2. Высокая температура плавления. Учитывая, что этот показатель для полипропилена изотактического типа составляет 176 °С, его активное использование ограничено температурным диапазоном 120-140 °С. Этого показателя будет достаточно, чтобы произвести температурную обработку изделий из полипропилена, например, кипячением. Это не только позволить производить очистку тары от загрязнений, но и обеззараживание, стерилизацию. Помимо кипячения активно применяется обработка паром, который способен оказать большее воздействие, учитывая возможность использования его при более высокой температуре.

3. Возможность наделения направленными свойствами. Особенностью полипропилена является гибкость в наделении его определёнными свойствами с учётом последующего применения в различных областях. К примеру, такая разновидность полимера, как гомополимер, обладает повышенной жёсткостью. Блок-сополимер характеризуется большой ударопрочностью. Это качество сохраняется и при отрицательных температурах.
Еще на стадии выпуска гранул полипропилен может получить как необходимую прозрачность, так и быть окрашен в самые разнообразные цвета. Это позволяет ещё больше расширить сферу в производстве.

Конечно, приобретая готовый продукт из полипропилена, не каждый задумывается о свойствах материала. Однако то влияние, которое может оказывать тара, упаковка на произведенный конечный продукт, нельзя недооценить. В некоторых случаях необходимо прибегнуть к заказу продукции из пропилена с индивидуальными свойствами. Поэтому следует представлять себе те широкие возможности, которые открывает перед вами использование полипропилена.

polimerinfo.com

Полипропилен: полная информация о материале

Отметим также и всё возрастающую роль полипропилена в области производства полимерных волокон: и здесь важнейшим фактором является то, что волокна из этого материала получаются дешевле по себестоимости, чем из любого другого. И при столь низкой стоимости потребитель получает ещё и очень прочные и эластичные волокна, которые, к тому же, более термоустойчивы, чем, например, полиэтиленовые. Тем не менее заметим, что у полипропиленовых волокон всё же есть один минус — они не слишком устойчивы к УФ-излучению, что не позволяет их использовать для производства, например, текстильной продукции, хотя сейчас и ведутся исследования на предмет использования различных стабилизирующих добавок.

Также полипропилен активно используется в машиностроительной, автомобилестроительной отраслях, в строительной сфере, в электронной и электротехнической промышленности, а также в области медицины. Всё возрастающий процент полипропиленовых изделий в таких сферах, как производство различной техники и автомобилей, а также в строительстве, обусловливается тем, что материалу свойственна завидная износоустойчивость. Именно поэтому полипропилен активно используется в производстве холодильных установок, а также бытовой техники и автомобилей (например, уже не редкость встретить полипропиленовые сиденья или бамперы — и прочность материала это позволяет). Что касается электротехнической отрасли, то одно лишь перечисление продукции из полипропилена для этой сферы займёт немало места. Так, из полипропилена изготавливают различные детали для телевизионной техники, телефонов, музыкального оборудования, также становится очень популярна и полипропиленовая изоляция (так называемая пеноизоляция), хотя пока ещё ведущее место здесь занимают поливинилхлорид (PVC или ПВХ) и сшитый полиэтилен (PEX).

Ну а если говорить о медицинской отрасли, то в этой сфере полипропилен ценится за свою термостойкость, ведь медицинские изделия необходимо стерилизовать при высоких температурах, и далеко не всякий пластик это позволяет. На данный момент наибольшее распространение получили ингаляторы и одноразовые шприцы из полипропилена, где ПП уже оставил далеко позади полиэтилен и полистирол. Кроме того, в медицине, как и в пищевой отрасли очень распространена полипропиленовая плёнка — и тоже за свою высокую термостойкость. Осталось добавить, что полипропилен всё более широко используется и в бытовой сфере (например, производство мебели, ковров, посуды и т. д.), а также в строительстве (например, производство строительной монтажной пены и, конечно же, производство труб, о котором мы ещё будем говорить — и весьма детально). Ну а теперь более подробно поговорим о тех свойствах, которые помогли полипропилену так быстро завоевать мир.

nomitech.ru

Что и как делают из полипропилена

Полипропилен был получен относительно не так давно — в 1954 году. Потом данный термопласт попал в активное промышленное создание в США, а после и в других странах. Оказалось, что создавать этот материал просто и из него, потом, выходит неограниченное количество полезной продукции. Так, полипропиленовые трубы оказались очень увлекательным решением ввиду их стойкости к хим и тепловому воздействию, а благодаря доступной стоимости и удобству, они стали популярны как в промышленных, так и в жилых и коммерческих системах.

Давайте побеседуем о том, что и как делают из полипропилена.

В целом, полипропилен употребляется в производстве большого числа продуктов — упаковка, текстиль, канцелярия, детали, контейнеры, оборудование, составляющие автомобилей и т.д.. Раз в год в мире делается миллионы тонн полипропилена, из которого, потом, изготавливают все вышеуказанные продукты и почти все другое. Делается это различными способами, зависимо от того, что требуется произвести.

Таковой способ, как экструзия, употребляется для производства полипропиленовых труб, листов, пленок, нитей и волокон. Расплав полипропилена проталкивается через формирующее отверстие и таким макаром выходит готовый продукт. Так выходит большущее число принципиальных и нужных материалов: кожгалантерейная продукция, канцелярия, пищевая упаковка и другая тара, разовая посуда, контейны, продукция для гидроизоляции, жаркого и прохладного водоснабжения, электросетей и т.д.. Если вас интересует покупка труб для водоснабжения и канализации, то обратитесь в компанию КолоэксПайк, на веб-сайте которой осуществляется продажа полипропиленовых труб в Санкт-Петербурге. Кроме этого продукта, в каталоге магазина вы отыщите трубы для канализации, дренажные трубы, двустенные бугристые трубы из ПП/ПГД/ПВХ, также шланги для полива, продукты для теплоснабжения, запорную арматуру и почти все другое для работы инженерных систем.

Для производства тары, мед изделий, девайсов деталей для автотранспорта, фитинов и многих продуктов народного употребления из полипропилена, употребляется литье под давлением. В данном процессе расплав материала под давлением выплескивают в пресс-форму, а потом охлаждают. Благодаря этому способу у нас есть продукты для сада и ванной комнаты, предметы декора, кухонные принадлежности и вещи для домашнего обихода, ведра, ящики, транспортные паллеты, авто детали, пластмассовая мебель, разовые шприцы, расходные мед материалы, трубопроводная арматура и другие сантехнические изделия, крышки от бутылок, упаковка для парфюма и косметики, также многое-многое другое.

Если необходимо произвести пленку либо емкости, такие как контейнеры из полипропилена, используют способ выдува. Обыденные пакеты и мешки для мусора являются примером продуктов, получаемых из полипропилена способом выдува. Сюда также можно отнести такие емкости, которые употребляются для бытовой химии, также баки, цистерны и т.п.

Емкости также могут создавать методом ротоформирования. Тот же способ употребляется для сотворения больших пластмассовых продуктов. Ротационное формование используют для сотворения легких изделий по типу оболочки без швов. Полипропилен загружается в форму, состоящую из 2-ух частей. Их раскачивают и нагревают, в итоге появляется однородный слой. Остывание происходит с продолжающимся вращением, в итоге чего, изделие застывает в данной форме. Бачки и мусорные баки, детские игровые комплексы вроде горок, передвижные туалеты, колодцы и септики, дорожные конусы и другие дорожные огораживания, продукция для эстакад и почти все другое возникает благодаря способу ротоформования.

Материалы из пенополипропилена, которые употребляются для изоляции при строительстве, также фильтры получаются при помощи методики вспенивания.

Также советуем прочитать:

www.termoconnect.ru

Полипропилен — это… Что такое Полипропилен?

Полипропилен (ПП) — это термопластичный полимер пропилена (пропена).

Получение

Полипропилен получают полимеризацией пропилена в присутствии металлокомплексных катализаторов, например, катализаторов Циглера—Натта (например, смесь TiCl₄ и AlR₃):

nCH₂=CH(CH₃) → [-CH₂-CH(CH₃)-]_n

Параметры, необходимые для получения полипропилена близки к тем, при которых получают полиэтилен низкого давления. При этом, в зависимости от конкретного катализатора, может получаться любой тип полимера или их смеси.

Полипропилен выпускается в виде порошка белого цвета или гранул с насыпной плотностью 0,4—0,5 г/см³. Полипропилен выпускается стабилизированным, окрашенным и неокрашенным.

Молекулярное строение

По типу молекулярной структуры можно выделить три основных типа: изотактический, синдиотактический и атактический. Изотактическая и синдиотактическая молекулярные структуры могут характеризоваться разной степенью совершенства пространственной регулярности. Стереоизомеры полипропилена существенно различаются по механическим, физическим и химическим свойствам. Атактический полипропилен представляет собой каучукоподобный материал с высокой текучестью, температурой плавления — около 80°С, плотностью — 850 кг/м3, хорошей растворимостью в диэтиловом эфире. Изотактический полипропилен по своим свойствам выгодно отличается от атактического, а именно: он обладает высоким модулем упругости, большей плотностью — 910 кг/м3, высокой температурой плавления — 165—170°С и лучшей стойкостью к действию химических реагентов. Стереоблокполимер полипропилена при исследовании с помощью рентгеновских лучей обнаруживает определенную кристалличность, которая не может быть такой же полной, как у чисто изотактических фракций, поскольку атактические участки вызывают нарушение в кристаллической решетке. Изотактический и синдиотактический образуются случайным образом;

Физико-механические свойства

В отличие от полиэтилена, полипропилен менее плотный (плотность 0,91 г/см³, что является наименьшим значением вообще для всех пластмасс), более твёрдый (стоек к истиранию), более термостойкий (начинает размягчаться при 140 °C, температура плавления 175 °C), почти не подвергается коррозионному растрескиванию. Обладает высокой чувствительностью к свету и кислороду (чувствительность понижается при введении стабилизаторов).

Поведение полипропилена при растяжении ещё в большей степени, чем полиэтилена, зависит от скорости приложения нагрузки и от температуры. Чем ниже скорость растяжения полипропилена, тем выше значение показателей механических свойств. При высоких скоростях растяжения разрушающее напряжение при растяжении полипропилена значительно ниже его предела текучести при растяжении.

Показатели основных физико-механических свойств полипропилена приведены в таблице:

Физико-механические свойства полипропилена

Плотность, г/см3	0,90—0,91
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см²	250—400
Относительное удлинение при разрыве, %	200—800
Модуль упругости при изгибе, кгс	6700—11900
Предел текучести при растяжении, кгс/см²	250—350
Относительно удлинение при пределе текучести, %	10—20
Ударная вязкость с надрезом, кгс·см/см2	33—80
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2	6,0—6,5

Физико-механические свойства полипропилена разных марок приведены в таблице:

Физико-механические свойства полипропилена различных марок

Показатели / марка	01П10/002	02П10/003	03П10/005	04П10/010	05П10/020	06П10/040	07П10/080	08П10/080	09П10/200
Насыпная плотность, кг/л, не менее	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47
Показатель текучести расплава, г/10 мин	≤0	0,2—0,4	0,4—0,7	0,7—1,2	1,2—3,5	3—6	5—15	5—15	15—25
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее	600	500	400	300	300	—	—	—	—
Предел текучести при разрыве, кгс/см², не менее	260	280	270	260	260	—	—	—	—
Стойкость к растрескиванию, ч, не менее	400	400	400	400	400	—	—	—	—
Характеристическая вязкость в декалине при 135 °C, 100 мл/г	—	—	—	—	—	2,0—2,4	1,5—2,0	1,5—2,0	0,5—15
Содержание изотактической фракции, не менее	—	—	—	—	—	95	93	95	93
Содержание атактической фракции, не более	—	—	—	—	—	1,0	1,0	1,0	1,0
Морозостойкость, °C, не ниже	-5	-5	-5	—	—	—	—	—	—

Химические свойства

Полипропилен химически стойкий материал. Заметное воздействие на него оказывают только сильные окислители — хлорсульфоновая кислота, дымящая азотная кислота, галогены, олеум. Концентрированная 58%-ная серная кислота и 30%-ная перекись водорода при комнатной температуре действуют незначительно. Продолжительный контакт с этими реагентами при 60 °C и выше приводит к деструкции полипропилена.

В органических растворителях полипропилен при комнатной температуре незначительно набухает. Выше 100 °C он растворяется в ароматических углеводородах, таких, как бензол, толуол. Данные о стойкости полипропилена к воздействию некоторых химических реагентов приведены в таблице.

Химическая стойкость полипропилена

Среда	Температура, °C	Изменение массы, %	Примечание
Продолжительность выдержки образца в среде реагента 7 суток
Азотная кислота, 50%-ная	70	-0,1	Образец растрескивается
Натр едкий, 40%-ный	70	Незначительное
	90
Соляная кислота, конц.	70	+0,3
	90	+0,5
Продолжительность выдержки образца в среде реагента 30 суток
Азотная кислота, 94%-ная	20	-0,2	Образец хрупкий
Ацетон	20	+2,0
Бензин	20	+13,2
Бензол	20	+12,5
Едкий натр, 40%-ный	20	Незначительное
Минеральное масло	20	+0,3
Оливковое масло	20	+0,1
Серная кислота,80%-ная	20	Незначительное	Слабое окрашивание
Серная кислота,98%-ная	20	>>
Соляная кислота, конц.	20	+0,2
Трансформаторное масло	20	+0,2

Вследствие наличия третичных углеродных атомов полипропилен более чувствителен к действию кислорода, особенно при воздействии ультрафиолета и повышенных температурах. Этим и объясняется значительно большая склонность полипропилена к старению по сравнению с полиэтиленом. Старение полипропилена протекает с более высокими скоростями и сопровождается резким ухудшением его механических свойств. Поэтому полипропилен применяется только в стабилизированном виде. Стабилизаторы предохраняют полипропилен от разрушения как в процессе переработки, так и во время эксплуатации. Полипропилен меньше, чем полиэтилен подвержен растрескиванию под воздействием агрессивных сред. Он успешно выдерживает стандартные испытания на растрескивание под напряжением, проводимые в самых разнообразных средах. Стойкость к растрескиванию в 20%-ном водном растворе эмульгатора ОП-7 при 50 °C для полипропилена с показателем текучести расплава 0,5—2,0 г/10 мин, находящегося в напряженном состоянии, более 2000 ч.

Полипропилен — водостойкий материал. Даже после длительного контакта с водой в течение 6 месяцев (при комнатной температуре) водопоглощение полипропилена составляет менее 0,5 %, а при 60ºС — менее 2 %.

Теплофизические свойства

Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен, и соответственно более высокую температуру разложения. Чистый изотактический полипропилен плавится при 176 °C. Максимальная температура эксплуатации полипропилена 120—140ºС. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств.

Превосходя полиэтилен по теплостойкости, полипропилен уступает ему по морозостойкости. Его температура хрупкости (морозостойкости) колеблется от −5 до −15ºС. Морозостойкость можно повысить введением в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом).

Показатели основных теплофизических свойств полипропилена приведены в таблице:

Теплофизические свойства полипропилена

Температура плавления, °C	160—170
Теплостойкость по методу НИИПП, °C	160
Удельная теплоёмкость (от 20 до 60ºС), кал/(г·°C)	0,46
Термический коэффициент линейного расширения (от 20 до 100 °C), 1/°C	1,1·10−4
Температура хрупкости, °C	От −5 до −15

Электрические свойства

Показатели электрических свойств полипропилена приведены в таблице:

Переработка

Основные способы переработки — формование методами экструзии, вакуум- и пневмоформования, экструзионно-выдувного, инжекционно-выдувного, инжекционного, компрессионного формования, литье под давлением.

Применение

Материал для производства плёнок (особенно упаковочных), мешков, тары, труб, деталей технической аппаратуры, предметов домашнего обихода, нетканых материалов и др.; электроизоляционный материал, в строительстве для вибро- и шумоизоляции межэтажных перекрытий в системах «плавающий пол». При сополимеризации пропилена с этиленом получают некристаллизующиеся сополимеры, которые проявляют свойства каучука, отличающиеся повышенной химической стойкостью и сопротивлением старению. Для вибро- и теплоизоляции также широко применяется пенополипропилен (ППП). Близок по характеристикам к пенополиэтилену. Также встречаются декоративные экструзионные профили из ППП, заменяющие пенополистирол. Атактический полипропилен используют для изготовления строительных клеев, замазок, уплотняющих мастик, дорожных покрытий и липких пленок.

Ссылки

Книги по полипропилену

• Перепёлкин В.П. Полипропилен, его свойства и методы переработки. – Л.: ЛДНТП, 1963. – 256 c.
• Кренцель Б.А., Л.Г. Сидорова. Полипропилен. Киев.: Техника,1964. – 89 с.
• Коллектив авторов (И. Амрож и т.д.). Полипропилен. Перевод со словацкого В.А. Егорова по ред. В.И. Пилиповского и И.К. Ярцева. Л.: Химия, 1967. – 316 c.
• Иванюков Д.В., М.Л. Фридман. Полипропилен. Москва.: Химия, 1974. – 270 с.
• Handbook of Polypropylene and Polypropylene Composites / ed. H.G. Karian. – NewYork.: MarcelDekker Inc, 2003. – 740 p.
• Polypropylene. An A to Z reference / ed. J. Karger-Kocsis. Kluwer, 1999. — 987 p.

dic.academic.ru