Polypropylene (PP) là gì và công dụng của nó là gì?
Polypropylene (PP) là một polyme bổ sung nhiệt dẻo được tạo ra từ sự kết hợp của các monome propylene. Nó có một loạt các ứng dụng, bao gồm đóng gói sản phẩm tiêu dùng, các bộ phận nhựa cho ngành công nghiệp ô tô và dệt may. Các nhà khoa học Paul Hogan và Robert Banks của Philip Oil Company lần đầu tiên tạo ra polypropylene vào năm 1951, sau đó các nhà khoa học Ý và Đức là Natta và Rehn cũng tạo ra polypropylene. Natta đã hoàn thiện và tổng hợp sản phẩm polypropylene đầu tiên ở Tây Ban Nha vào năm 1954, và khả năng kết tinh của nó đã gây hứng thú lớn. Đến năm 1957, sự phổ biến của polypropylene đã tăng vọt và việc sản xuất thương mại rộng rãi đã bắt đầu trên khắp châu Âu. Ngày nay, nó đã trở thành một trong những loại nhựa được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới.
Hộp thuốc làm bằng nhựa PP có nắp đậy có bản lề
Theo báo cáo, nhu cầu toàn cầu hiện nay đối với vật liệu PP là khoảng 45 triệu tấn mỗi năm, và ước tính nhu cầu sẽ tăng lên khoảng 62 triệu tấn vào cuối năm 2020. Ứng dụng chính của PP là ngành công nghiệp bao bì, chiếm khoảng 30% tổng lượng tiêu thụ. Thứ hai là ngành sản xuất thiết bị và điện, chiếm khoảng 26%. Mỗi ngành sản xuất thiết bị gia dụng và ô tô tiêu thụ 10%. Ngành xây dựng tiêu thụ 5%.
PP có bề mặt tương đối mịn và có thể thay thế một số sản phẩm nhựa khác, chẳng hạn như bánh răng và miếng lót nội thất làm bằng POM. Bề mặt nhẵn cũng khiến PP khó bám dính với các bề mặt khác, đó là PP không thể kết dính chắc chắn bằng keo công nghiệp, đôi khi phải kết dính bằng hàn. So với các loại nhựa khác, PP còn có đặc điểm là tỷ trọng thấp, có thể giảm trọng lượng cho người sử dụng. PP có khả năng chống chịu rất tốt với các dung môi hữu cơ như dầu mỡ ở nhiệt độ thường. Nhưng PP dễ bị oxi hóa ở nhiệt độ cao.
Một trong những ưu điểm chính của PP là hiệu suất xử lý tuyệt vời, có thể được tạo thành bằng cách ép phun hoặc gia công CNC. Ví dụ ở hộp thuốc PP, nắp được nối với thân chai bằng bản lề sống. Hộp đựng thuốc có thể được gia công trực tiếp bằng phương pháp ép phun hoặc CNC. Bản lề sống kết nối nắp là một tấm nhựa rất mỏng, có thể uốn cong nhiều lần (di chuyển trong phạm vi cực gần 360 độ) mà không bị gãy. Bản lề sống làm bằng nhựa PP tuy không chịu được tải trọng nhưng rất phù hợp với việc đậy nắp chai lọ đựng nhu yếu phẩm hàng ngày.
Một ưu điểm khác của PP là nó có thể dễ dàng đồng trùng hợp với các polyme khác (như PE) để tạo thành nhựa composite. Chất đồng trùng hợp thay đổi đáng kể các đặc tính của vật liệu và có thể đạt được các ứng dụng kỹ thuật mạnh hơn so với PP nguyên chất.
Một ứng dụng vô cùng khác là PP có thể hoạt động như một vật liệu nhựa và vật liệu sợi.
Các đặc điểm trên có nghĩa là PP có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng: đĩa, khay, cốc, túi xách, hộp nhựa đục và nhiều đồ chơi.
Đặc điểm của PP là gì?
Các đặc điểm quan trọng nhất của PP như sau:
Kháng hóa chất: kiềm và axit pha loãng không phản ứng với PP, điều này làm cho nó trở thành vật chứa lý tưởng cho các chất lỏng như vậy (chẳng hạn như chất tẩy rửa, sản phẩm sơ cứu, v.v.).
Tính đàn hồi và độ dẻo dai: PP có độ đàn hồi trong một phạm vi độ võng nhất định, và sẽ trải qua biến dạng dẻo mà không bị nứt trong giai đoạn đầu của quá trình biến dạng, vì vậy nó thường được coi là vật liệu "dai". Độ dẻo dai là một thuật ngữ kỹ thuật được định nghĩa là khả năng của một vật liệu có thể biến dạng (biến dạng dẻo chứ không phải biến dạng đàn hồi) mà không bị vỡ.
Khả năng chống mỏi: PP vẫn giữ được hình dạng của nó sau nhiều lần xoắn và uốn. Tính năng này đặc biệt có giá trị để làm bản lề sống.
Cách nhiệt: Chất liệu PP có khả năng chống chịu cao và là vật liệu cách nhiệt.
Độ truyền màu: Nó có thể được tạo thành màu trong suốt, nhưng nó thường được tạo thành màu đục tự nhiên với độ truyền màu nhất định. Nếu yêu cầu độ truyền cao, nên chọn acrylic hoặc PC.
PP là một chất dẻo nhiệt dẻo có nhiệt độ nóng chảy khoảng 130 độ C, và trở thành chất lỏng khi đạt đến nhiệt độ nóng chảy. Giống như các loại nhựa nhiệt dẻo khác, PP có thể được làm nóng và làm lạnh nhiều lần mà không bị biến chất đáng kể. Do đó, PP có thể được tái chế và dễ dàng thu hồi.
Các loại PP khác nhau là gì?
Có hai loại chính: homopolyme và copolyme. Copolyme được chia thành copolyme khối và copolyme ngẫu nhiên. Mỗi danh mục có các ứng dụng duy nhất. PP thường được gọi là vật liệu "thép" của ngành công nghiệp nhựa, vì nó có thể được tạo ra bằng cách thêm phụ gia vào PP, hoặc được sản xuất theo một cách độc đáo, do đó PP có thể được sửa đổi và tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng riêng.
PP dùng trong công nghiệp nói chung là một homopolyme. PP copolymer khối được thêm etylen để cải thiện khả năng chống va đập. PP đồng trùng hợp ngẫu nhiên được sử dụng để tạo ra các sản phẩm dẻo và trong suốt hơn.
PP được làm như thế nào?
Giống như các loại nhựa khác, nó bắt đầu từ các "phân đoạn" (nhóm nhẹ hơn) được hình thành từ quá trình chưng cất nhiên liệu hydrocacbon và kết hợp với các chất xúc tác khác để tạo thành nhựa thông qua phản ứng trùng hợp hoặc trùng ngưng.
Tính năng CNC, in 3D và ép phun
PP in 3D
PP không thể được sử dụng để in 3D ở dạng sợi.
PP gia công CNC
PP được sử dụng để gia công CNC ở dạng tấm. Khi tạo nguyên mẫu của một số lượng nhỏ các bộ phận PP, chúng tôi thường thực hiện gia công CNC trên chúng. PP có nhiệt độ ủ thấp, nghĩa là dễ bị biến dạng bởi nhiệt, do đó, đòi hỏi tay nghề cao để cắt chính xác.
PP tiêm
Mặc dù PP có tính chất bán kết tinh, nhưng nó có tính lưu động rất tốt do độ nhớt nóng chảy thấp nên dễ tạo hình. Tính năng này cải thiện đáng kể tốc độ vật liệu lấp đầy khuôn. Tỷ lệ co ngót của PP là khoảng 1-2%, nhưng nó sẽ thay đổi do nhiều yếu tố, bao gồm áp suất giữ, thời gian giữ, nhiệt độ nóng chảy, độ dày thành khuôn, nhiệt độ khuôn, loại và tỷ lệ phụ gia.
Các mục đích sử dụng khác
Ngoài các ứng dụng nhựa thông thường, PP còn rất thích hợp để làm sợi. Các sản phẩm đó bao gồm dây thừng, thảm, vải bọc, quần áo, v.v.
Ưu điểm của PP là gì?
PP dễ kiếm và tương đối rẻ.
PP có độ bền uốn cao.
PP có bề mặt tương đối nhẵn.
PP chống ẩm và có độ hút nước thấp.
PP có khả năng kháng hóa chất tốt trong các axit và kiềm khác nhau.
PP có khả năng chống mỏi tốt.
PP chịu lực va đập tốt.
PP là chất cách điện tốt.
Nhược điểm của PP là gì?
PP có hệ số giãn nở nhiệt cao nên hạn chế các ứng dụng ở nhiệt độ cao.
PP dễ bị phân huỷ bởi tia cực tím.
PP có khả năng chống chịu kém với dung môi clo và hydrocacbon thơm.
PP rất khó phun lên bề mặt vì tính chất bám dính kém.
PP rất dễ cháy.
PP dễ bị oxi hóa.
Mặc dù có những khuyết điểm, PP nói chung là một vật liệu tốt. Nó có các đặc tính trộn độc đáo mà các vật liệu khác không thể so sánh được, đó là nó có thể được đồng trùng hợp với các polyme khác để tạo thành vật liệu composite và có thể thêm các chất phụ gia khác nhau, điều này làm cho nó trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho nhiều dự án.
Thuộc tính PP là gì?
Trong điều kiện tiêu chuẩn, tức là nhiệt độ môi trường xung quanh là 25 ° C và áp suất 1 môi trường.
Tên công nghệ: Polypropylene (PP)
Công thức hóa học: (C3H6) n
Mã nhận dạng nhựa (để tái chế):
Nhiệt độ nóng chảy: 130 ° C
Nhiệt độ phun điển hình: 32-66 ° C
Nhiệt độ biến dạng nhiệt: 100 ° C (dưới áp suất 0,46 MPa)
Độ bền kéo: 32 MPa
Độ bền uốn: 41 MPa
Trọng lượng riêng: 0,91
Tỷ lệ co rút: 1,5-2,0%
