x
≡ каталог
на главную о компании контакты новости отправить запрос

Полипропилен


1. Полипропилен, гомополимеры (PP, H-PP)§

Полипропилен (ПП) полимеризуют из пропилена (Н3С-СН=СН2). Как ПЭ полипропилен относится к полукристаллическим термопластичным материалам, но он проявляет большую прочность, жесткость и температуру кристаллизации при меньшей плотности (0,905-0,915 г/см3). Доступно множество сортов ПП (смотри табл.1), а область его применения непрерывно расширяется. Интерес представляют высокомолеклярные гомо-и сополимеры, а также блок-сополимеры и модифицированные эластомерами сорта ПП. Доступны сорта ПП с низкой жесткостью, с повышенной жесткостью, с хорошей устойчивостью формы при нагревании, устойчивые к царапинам, прозрачные. В некоторых областях ПП начинает вытеснять более дорогие материалы (АБС, ПС, ПК, ПЭТ).

Табл. 1. Свойства полипропилена

СвойстваЕдиницы измеренияПолипропилен
PP-HPP-RPP-BPP+

EPDM
PP-T20PP-T40PP-Gf30PP-GFC30PP-B25
ρг/см30.90-

0.915
0.895-

0.90
0.895-

0.90
0.89-

0.92
1.04-

1.06
1.21-

1.24
1.21-

1.14
1.12-

1.14
1.13
EtМПа1300-

1800
600-

1200
800-

1300
500-

1200
2200-

2800
3500-

4500
5200-

6000
5500-

6000
1850
σyМПа24-4018-3020-3010-2532-3830-35--
εy%8-1810-1810-2010-355-73---
εtB%>50>50>50>50>204-10---
σ50МПа---------
σBМПа----28-303040-4570-80-
εB%----15-203-153-53-5-
TpоС162-

168
135-

155
160-

168
160-

168
162-

168
162-

168
162-

168
162-

168
-
HDTоС55-6545-5545-5540-5560-8070-9090-115120-14053
αp10-512-1512-1512-1515-1810-118-9660.7
αn10-5----10-118-977
UL94КлассHBHBHBHBHBHBHBHBHB
εr100-2.32.32.32.32.4-2.82.4-32.4-32.4-32.6
tanδ 10010-52.52.52.52.57-1012-1510-1510-1520
ρeОм*м>1014>1014>1014>1014>1014>1014>1013>1014>1015
σeОм>1013>1013>1013>1013>1013>1013>1013>1013>1013
EBIкВ/мм35-4035-4035-4035-404545454528
Ww%<0.2<0.2<0.2<0.2<0.2<0.2<0.2<0.2-
WH%<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.01

Химическое строение, полимеризация§

При полимеризации группы СН3 могут по-разному располагаться в пространстве (смотри рис.1), приводя к различным свойствам материала.



Рис. 1. Пространственная структура полипропилена.

Большинство групп СН3 в изотактичном полипропилене (PP-I) располагаются по одну сторону от углеродной цепи. В синдиотактическом ПП (PP-S), группы располагаются поочередно то с одной стороны то с другой. В атактическом или рандомном ПП (PP-A или PP-R) группы располагаются беспорядочно с обеих сторон от углеродной цепи. У атактического полипропилена консистенция невулканизированной резины. Количественно наиболее важным является изотактических ПП. Он характеризуется степенью изотактичности, которая показывает уровень нерастворимого в кипящем ксилоле полимера. Основной синтез - осаждение при низком давлении полимеризованного пропенового газа на поверхности органометаллических катализаторах Циглера-Натта. Это эффективные стереоспецифичные катализаторы, которые диспергированы в углеводороде. Некоторое количество атактического ПП получается как побочный продукт, который делает материал более мякгим и менее стойким к температуре. Атактический ПП растворим в гептане, поэтому его можно удалить из смеси. Новый газо-фазный процесс полимеризации позволяет получать чистый изотактический ПП (97%) при минимальном расходе селективного катализатора. По процессу Spheripol с каталитической системой Catalloy получают частицы полимера диаметром 0,5-4,0 мм, которые можно перерабатывать без дополнительной грануляции. Это процесс в газовой фазе, который также позволяет соединять обычно несовместимые аморфные термопластичные материалы. При этом образуется полипропиленовая матрица с равномерно распределенными по ней частицами аморфной фазы. Свойства полипропилена (тактичность, молекулярная масс, распределение молекулярных масс, содержание сомономера) можно регулировать при его полимеризации на металлоценовых катализаторах. Кроме того, ПП с узким распределением молекулярной массы и пониженной вязкостью расплава можно получить при введении органических пероксидов во время смешения или переработки.

Переработка ПП§

Разнообразие сортов полипропилена для литья под давлением позволяет удовлетворять различным требованиям. Температура расплава 250-270оС, температура формы 40-100оС. На поверхности гранул полипропилена может конденсироваться влага, ее нужно удалять либо в сушилках, либо в экструдерах с отводом воздуха, до переработки. Рукавная пленка, плеская пленка и листы, трубы, раздувные изделия, моноволокна экструдируют при температуре расплава 220-270оС. В связи с высокими требованиями к охлаждению, предпочтение отдают пленке, экструдированной через плоскощелевую головку, а не рукавной пленке. Для получения прозрачной пленки, материал должен быть резко охлажден при температуре ниже температуры кристаллизации. Для экструзии с раздувом используют высоковязкие сорта гомополимера полипропилена (РР-Н) при температуре 190-220оС.

Пенополипропилен (ЕРР). Пенополипропилен получают следующими методами:
  • Экструзией. Гибкий с мелкими ячейками и очень низкой плотностью (10 кг/м3)
  • Под высоким давлением. Твердые пены с плотностью 50-120 кг/м3
  • Литьем под давлением с газом или химическим вспенивающим агентом. Структурированные пены плотностью 400-700 кг/м3
  • Экструзией твердых профилей, плотностью 400-700 кг/м3

Заключительная обработка§

ПП требует предварительной обработки перед нанесением краски или укутыванием. ПП можно металлизировать в вакууме, отдельные сорта ПП гальванизируют после активации поверхности солями драгоценных металлов. Подобно ПЭ, полипропилен сваривается и склеивается. Обычно используют клея на основе как натурального каучука или хлорбутадиенового каучука, так и на основе силикона, эпоксидных смол или полиуретанов, но поверхности предварительно обрабатывают. Диффузионное связывание также возможно. Механическая обработка ПП легче, чем ПЭ благодаря большей твердости, хотя штамповка обычно не возможна.

Свойства§

Молекулярная структура, средняя молекулярная масса (200.000-600.000 г/моль), распределение молекулярной массы, кристалличность могут варьироваться в широких пределах, определяя свойства ПП. Жесткость и твердость ПП варьируется от аналогичных у ПЭ до АБС-пластиков, полиамидов и др. Динамическая допустимая нагрузка достаточно велика. С температурой стеклования 0оС, все марки гомополимера ПП становятся хрупкими при низких температурах. Температура кристаллизации 160-165оС, выше ПЭ

Поэтому максимальная рабочая температура также выше: кратковременная 140оС и длительная 100оС. Электрические свойства сравнимы с свойствами ПЭ. Диэлектрическая константа постоянна в широком диапазоне температур и частоты (смотри табл.7). ПП проявляет минимальное влагопоглощение и проницаемость. Сорта полипропилена, одобренные для контакта с пищевыми продуктами, могут быть горяченаполненными и стерилизованы. Газы, в частности, СО2, низкокипящие углеводороды и хлорированные углеводороды диффундируют через ПП. Полипропилен набхает в хлорированных углеводородах. Благодаря своей неполярной структуре, ПП химически очень стоек: при температуре до 120оС устойчив к действию водных растворов солей, сильным кислотам и щелочам. Высококристаллические сорта ПП проявляют особенно хорошую устойчивость к действию полярным органическим растворителям, спиртам, эфирам, кетонам, жирам и маслам. Только некоторые сорта устойчивы к горючему при повышенных температурах. Сильные окислители, такие как хлорсульфонавая кислота, концентрированная азотная кислота и галогены, реагируют с ПП даже при комнатной температуре. В то время как ПЭ в присутствии кислорода под действием радиации сшивается, ПП кислородом разрушается. При использовании ПП на улице, ему требуются защитные средства. При вынесении из пламени ПП продолжает гореть светящимся пламенем, огнестойкие сорта ПП также доступны. Ориентация при температуре ниже температуры кристаллизации приводит к кристаллизации, также как и добавление зародышеобразователей приводит к получению зернистой кристаллической структуры.

Применение§

Особые свойства ПП определяют его широкий круг применения. Аморфный атактичный ПП и другие атактичные α-полиолефины податливы при температурах до -30оС. Они используются как покрытия для бумажных пакетов, подложка для ковровых покрытий, автомобильная изоляция, защита от коррозии, краска для разметки автодорог, горячие адгезивы, в асфальтных смесях и др. Литьевые изделия из изотактичного ПП используют как звукоизолирующий материал, в вентиляционных системах, приборные панели, освещение фасадов домов, массовые изделия, такие как контейнеры, ящики для инструментов, чемоданы; тостеры, посудомоечные машины, сушилки, автомобильные части, газонокосилки, электрические инструменты.

Раздувные изделия: высоковязкие сорта используют для бутылей для косметических и медицинских порошков; чуть менее вязкие применяют для массового производства контейнеров объемом до 5 литров, также вытянутые в двух направлениях, также получают автомобильные вентиляционные каналы, электронные детали (антистатичные), детали мотоциклов, доски для серфинга.

Экструзионные изделия: трубы для горячей и холодной воды, профили, листы, кабельное покрытие, неориентированная и ориентированная в двух направлениях пленка для упаковки, изоляции, многослойные пленки, вспененные листы, упаковочная лента, корд, мешки.

2. Сополимеры полипропилена, производные и смеси (РР-С, РР-В, EPDM, PP+EPDM)§

Сополимеризация и смешение с другими полимерами может влиять на свойства полипропилена.

Хлорированный полипропилен, ПП-Х (РР-С)§

Хлорированный полипропилен не так интересен как хлорированный полиэтилен. Он используется для химстойких, защищающих от коррозии покрытий.

Сополимеры полипропилена, ПП-Б (РР-В)§

Этилен, бутен-1 и высшие α-олефины используют в качестве сополимеров. Иногда сорта ПП-Б называют блок-сополимерами, так как это гетерофазные смеси гомо-и сополимеров. Введение ПЭ прерывает молекулярную цепочку, однако степень кристалличности ПП сохраняется вплоть до 20% содержания ПЭ. ПЭ снижает температуру стеклования на 5оС. Температура плавления рандомного ПП значительно снижается даже при небольшом содержании ПЭ. Если ПЭ вводится как блок, то температура понижается незначительно, 10% содержание ПЭ значительно улучшает ударопрочность при пониженных температурах (от-30 до -40). ПП-Б используется для гибких труб т выдувных изделий.

Этилен-пропиленовый каучук (EPDM). Сополимеризация ПЭ и ПП с этиленом/норбореном (для терполимеров) в гексане с катализаторами Циглера приводит к получению EPDM. Норборен получают синтезом этилена и циклопентадиена; это сырье для синтеза резин, спрессованное в брикеты, в то время как смесь PP-EPDM производится в гранулах. Рандом сополимер (аморфный этилен-пропиленовый каучук): подвижность линейных молекул ПЭ снижается лищь при температурах ниже -100оС. Однако ожидаемая гибкость полимера не проявляется, так как ПЭВП является полукристаллическим материалом. Для получения аморфного продукта, некоторые атомы водорода замещают рандомно расположенными полярными группами, что предотвращает кристаллизацию. Этого можно добиться сополимеризацией с пропиленом. Сополимеры α-олефинов, таких как ПП или бутен-1, с 70% ПЭ являются аморфными, а трехмерная сетка обеспечивает низкую плотность (0,86-0,87г/см3) и температуру стеклования значительно ниже комнатной температуры. Такой материал можно перерабатывать как резину. Материал подвергается серной вулканизации, а степень сшивки определяет количество введенного диена. Этилен/пропиленовые сополимеры (Е/Р) подвергаются только химической сшивке с помощью пероксидов, однако это делает не возможным регулирование степени сшивки и плотности. EPDM с содержанием полиэтилена более 50% не могут перерабатываться как термопласты, он используется в автомобильной и строительной областях, в кабельной промышленности. Последовательные сополимеры (полукристаллический этилен-пропиленовый каучук) подвергаются физической сшивке. Поперечные связи образуются между кристаллическими или стеклообразными твердыми участками полимерной цепи. В дополнение они могут вулканизироваться. Такие материалы можно перерабатывать как термопласты. Однако физические связи имеют существенный недостаток: при нагревании связи разрушаются и материал теряет эластичность. Оба материала, вулканизированный и невулканизированный, обладают хорошей погодоустойчивостью, свариваемостью, и поэтому используются как покрытия для крыш и полов. Так как этот материал легко наполнаяется тяжелыми наполнителями, их используют как звукоизолирующие слои, например в автомобилестроении.

Смесь эластомеров PP+EPDM§

Идеальная структура полиолефиновых эластомеров представляет собой блоки аморфного этилена и пропилена хаотично распределенные вместе с зафиксированными блоками ПП. Такая структура не обязательно должна быть связана между собою в цепь, но может быть получена смешением ПП с EPDM. Материал проявляет высокую твердость и температуру размягчения, легко модифицируется сополимеризацией с ПП и совмещением с EPDM. УФ-стабилизация достигается введением сажи либо стерически препятствующими аминами, если требуется изготовление светлого изделия. Также можно покрывать изделия гибким полиуретаном. Жесткость повышают введением мела или стекловолокна. Свойства эластомера PP+EPDM определяется соотношением компонентов. При содержании ПП 90% свойства эластомера отличаются от обычных ПП более низкой жесткостью и температурой размягчения, а также повышенной улучшенной ударопрочностью при -40оС. Смеси с содержанием ПП 40% проявляют свойства термопластичных резин. К другим факторам, определяющими свойства факторами являются кристалличность, молекулярная масса, распределение молекулярной массы ПП. Также важно какой используется ПП рандомный или последовательный, гомо- или сополимер. Также существует возможность смешения с ПЭ. Все возможные методы переработки ПП применимы для смеси эластомеров ПП. Высоковязкие сорта экструзируют, раздувают или прессуют при температуре 250оС. Менее вязкие сорта льют при температуре расплава 220-260оС и температуре формы 60оС.Основное применение находит в автомобилестроении: бамперы, спойлеры, приборные панели, пульты управления и другие внутренние детали (рулевое покрытие, гибкие трубы); в обувной, спортивной и игрушечной промышленности.

Полипропиленовые смеси§

Смеси изотактичного полипропилена и, например, метилметакрилата или стирола получают реактивным смешением. Они обладают следующими преимуществами: низкая плотность (0,91-0,96г/см3), погодостойкость, устойчивость к царапинам, малая деформация и низкое влагопоглощение. Соединения с 3-6% углеводородных смол, например, гидрированный дициклопентадиен, увеличивают температурур стеклования полипропиленовых пленок на 25К и, соответственно, модуль эластичности на 50%, снижая при этом паропроницаемость на 30%.


Если вас заинтересовала информация, предложенная в данной статье, вы можете:
Позвонить:

Еще из раздела Материалы

    ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene Акрилонитрил-бутадиен-стирол ACM Acrylate rubber, (AEM, ANM) Акрилатный каучук ACS Acrylonitrile-chlorinated polyethylene-styrene Сополимер акрилонитрила, хлорированного этилена и стирола (АХС-сополимер; АХС) ...
    подробнее
      В таблицах 1-4 сведены свойства полимерных материалов. Мы надеемся, эти таблицы помогут Вам в выборе наиболее подходящего материала дляВаших целей, либо поможет определить материал уже готового изделия. Табл. 1. Пластмассы и их основные свойства ...
      подробнее
        Полиолефины, их производные и сополимеры Полиолефины - это полимеры на основе углеводороды с двойными связями с общей формулой C n H 2n .( этен, пропен, бутен-1, изобутен). К ним относятся полиэтилен, полипропилен, полибутилен, изобутилен, ...
        подробнее

        © 2018 Пластик Текнолоджиз
        Республика Беларусь, 220024, г. Минск, ул. Бабушкина 8А

        Сайт работает на платформе Nestorclub.com