Полипропилен и область его применения

Полипропилен и область его применения

Пластиковая тара, или полимерная, как известно, изготавливается из полипропилена. О свойствах пластиковых ящиков уже не раз говорилось, весь интернет пестрит статьями и отзывами об этих уникальных и долговечных ящиках, а эта статья будет посвящена не конкретно полимерной продукции, а материалу, из которого она изготавливается.

Физико-химические свойства полипропилена

Полипропилен получают при полимеризации мономера пропилена при взаимодействии металлоорганических катализаторов. Структурная формула полипропилена выглядит так:

— CH—CH —СН3—

Само вещество имеет кристаллический бесцветный вид, то есть он практически полупрозрачен в натуральном виде. Полипропилен легко поддается окрашиванию при помощи красок и соответствующих пигментов. В природе существует 3 вида полипропилена: синдиотактический, изотактический, атактический. Полипропилен является неполярным полимер, как и все полиолефины. В обычных условиях ему не страшен контакт с водой и различными жидкостями, но при высоких температурах он растворяется в сильных растворителях, к примеру, ароматических углеродах и хлорированных растворителях, кислоты и щелочи для полипропилена не страшны даже при высоких температурах.

Полипропилен обладает молекулярной массой в 300-700 тысяч, максимальной степенью кристалличности – 73-75% и плотностью в 0,92-0,93 г/см3 при температуре 20°C. Сам по себе полипропилен – очень стабильный полимер во всех отношениях, именно поэтому и пластиковая тара, выполненная из этого материала, обладает рядом преимущественных качеств перед аналогичной тарой из других материалов.

1. Полипропилен очень устойчив к воздействию на него высоких температур – температура плавления материала составляет 175°С.

2. Полипропилен – материал ударопрочный (этим он очень сильно отличается от полиэтилена). Он стоек к ударам и изгибам, твердый, обладает низкой газо- и паропроницаемостью.

3. Полипропилен – износостойкий материал.

4. Полипропилен обладает устойчивостью к различным жидкостям и веществам: спиртам, кетонам (ацетоном), сложным эфирам и кислотам при температурах выше 60°С и высокой концентрации, солям, щелочам и кипящей воде.

Однако не стоит до такой степени идеализировать полипропилен. Все же и этот материал имеет свои «страхи», к примеру, под воздействием сильных окислителей (серная или азотная концентрированная кислота) или хромовой смеси полипропилен разрушается при обычной, комнатной температуре. Здесь же сразу хочется сказать пару слов в защиту предметов, изготавливаемых из этого материала, к которым относится и пластиковая тара: встретить серную кислоту в свободном виде в современном мире очень сложно, поэтому этот фактор никак не повлияет на качество тары. Помимо кислот к порче, а именно к набуханию, полипропилена могут привести и углеводороды, но после прекращения контакта с испарениями, которые вызвали это набухание, свойства полимера восстанавливаются на 100%.

Полипропилен обладает и некоторыми недостатками, к примеру, под воздействием света и кислорода воздуха в нем происходят процессы разложения, растрескивания, теряется блеск и происходит «мелование» поверхности. Хотя эти недостатки легко и быстро «лечатся» при помощи специальных добавок – стабилизаторов полимерных материалов. Также полипропилен «не любит» низкую морозостойкость – от -5 до -15°С, но и этот недостаток легко устраняется этиленом, который вводится в макромолекулу изотактического полипропилена или добавлением этиленпропиленового каучука или бутилкаучука.

Технология производства полипропилена

Производство полипропилена делится на 7 этапов:
1. крекинг нефти;
2. полимеризация сжиженного полипропилена;
3. отделение на центрифуге;
4. промывка;
5. сушка;
6. добавление стабилизаторов;
7. получение гранулята.

В качестве исходного материала при изготовлении полипропилена используют газ пропилен. Далее путем крекинга, или, по-другому, переработки, нефти выделяют полипропиленовую фракцию, которая содержит около 80% пропилена, и после переработки получают уже пропилен 98-99%-ной концентрации, а после дополнительной очистки пропилен высокой степени чистоты.

Следующий этап – полимеризация пропиленового сжиженного мономера с катализаторами, к примеру, с циглеранатом или металоценом. Полимеризация – это реакция, которая приводит к получению из молекул какого-либо одного вещества (в нашем случае пропиленового мономера) соединение такого же состава, но более высокого молекулярного веса.

После полимеризации полипропилен отделяют на центрифуге, отмывают от катализаторов спиртом и водным спиртовым раствором. Полученный после очистки порошкообразный полипропилен высушивают. Но порошкообразный полипропилен редко применяется в промышленности, поэтому его гранулируют, или расплавляют в гранулы, смешивая со стабилизаторами и красителями. Последний этап производства полипропилена – получение гранулята.

Производство изделий из полипропилена

Российские предприятия для производства полипропиленовой продукции используют 5 основных методов переработки:

• экструзия (листы, пленки, трубы, волокна и нити);
• выдув (емкости и пленки);
• литье под давлением (пластиковая тара, ТНП, аккумуляторные и автокомплектующие батареи, медицинские изделия, фитинги);
• вспенивание (изоляционные материалы);
• ротоформование (различные емкости, крупногабаритная пластиковая тара и другие пластиковые изделия).

Наиболее популярными методами полимерной продукции являются экструзия и литье под давлением.

Метод экструзии. При изготовлении изделий данным методом используют марки полипропилена с показателем текучести расплава (ПТР) 3 г/10 мин – это марки Бален 01030, Толен 21030, Каплен 01030. При производстве листов выбирают полипропилен с низким ПТР – 1,2-2,5 г/10 мин, при производстве волокон и нитей используют как марки полипропилена с низким ПТР и с высоким – 25,0-27,0 г/10 мин. При производстве труб для внутренней изоляции используют гомополимеры с низким ПТР, а для водопроводных труб – статсополимеры с низким ПТР.

Литье под давлением. Для производства продукции данным методом используют полипропилен ПТР 6-16 г/10 мин.

Вообще российские марки полипропилена обозначаются пятью цифрами:

1 – это либо 2, либо 0 – обозначает давление, при котором материал синтезируется;

2 – вид материала: 1 – гомополимер, 2 – блоксополимер, 3 – статсополимер;

3-5 – показатель текучести расплава (ПТР).

Во всей этой композиции через знак «тире» указывают номер рецептуры стабилизации и через запятую цвет и число рецептуры окрашивания.

Применение полипропилена

Продукция из полипропилена, изготовленная методом экструзии:

• неориентированные поливные пленки (CPP films) – используют в качестве упаковки для текстиля, канцтоваров и кожной галантереи, продуктов питания и санитарно-гигиенической продукции;
• одноосноориентированные пленки – используют для получения волокон;
• двухосноориентированные плени (BOPP films) – используют для упаковки пищевой и непищевой продукции, при изготовлении клейкой ленты, конденсаторов и пленочных этикеток;
• листы – применяют в строительной отрасли, для гидроизоляции, в канцелярии и для создания рекламных щитов;
• жесткие пленки – используют в качестве упаковки для молочной продукции, для изготовления одноразовой посуды и контейнеров;
• нити и волокна – тканые и нетканые материалы, шпагат, мешки и биг-беги, крученые изделия из нитей;
• трубы – применяют для внутренней канализации, для водоснабжения и электросетей.

Продукция из полипропилена, изготовленная методом литья под давлением:

• тарные ведра – ведра для лакокрасочной промышленности, для мороженого и майонеза, мастики и шпаклевки;
• товары народного потребления – изделия для кухон, ванных комнат, и цветоводства, детские товары и предметы для дома, сада и огорода;
• паллеты – пластиковые транспортные паллеты;
• ящики – пластиковые тарные ящики;
• аккумуляторные батареи;
• автокомплектующие детали – более 400 наименований комплектующий деталей для автомобилей;
• медицинские изделия – одноразовые шприцы, расходные материалы;
• мебель – пластиковая мебель для дома, сада, огорода, мест общественного питания;
• укупорочные изделия – крышки для ПЭТ бутылок – односоставные и двухсоставные, укупорочные изделия для косметики, парфюмерии, автохимии и бытовой химии;
• фитинги – изделия сантехники и трубопроводная арматура.

Продукция из полипропилена, изготовленная методом выдува:

• емкости – флаконы для парфюмерии, косметики, бочки и канистры, цистерны и баки, флаконы для бытовой химии;
• пленки – пакеты «маечки», фасовочные и мусорные пакеты, пакеты с вырубленной ручкой.

Продукция из полипропилена, изготовленная методом ротоформования:

• мобильные туалеты – передвижные туалеты;
• емкости – пластиковая тара: бочки, баки и мусорные баки;
• дорожные ограждения – блоки, буферы и конусы;
• детские площадки – игровые комплексы (городки, горки и горки-тоннели);
• эстакады – для мойки колес и т. д.;
• колодцы – септики, колодцы, мусоросборы.

Продукция из полипропилена, изготовленная методом вспенивания:

• пенополипропилен – изоляционные материалы для строительства, фильтры.