Cos'è il polipropilene (PP) e a cosa serve?
Il polipropilene (PP) è un polimero di addizione termoplastico costituito da una combinazione di monomeri di propilene. Ha una vasta gamma di applicazioni, tra cui imballaggi di prodotti di consumo, parti in plastica per l'industria automobilistica e tessuti. Gli scienziati della Philip Oil Company Paul Hogan e Robert Banks hanno prodotto per la prima volta il polipropilene nel 1951, e successivamente anche gli scienziati italiani e tedeschi Natta e Rehn hanno prodotto il polipropilene. Natta ha perfezionato e sintetizzato il primo prodotto in polipropilene in Spagna nel 1954 e la sua capacità di cristallizzazione ha suscitato grande interesse. Nel 1957, la popolarità del polipropilene era aumentata vertiginosamente e una vasta produzione commerciale era iniziata in tutta Europa. Oggi è diventata una delle plastiche più utilizzate al mondo.
Una scatola di medicinali in PP con coperchio incernierato
Secondo i rapporti, l'attuale domanda globale di materiali in PP è di circa 45 milioni di tonnellate all'anno e si stima che la domanda aumenterà a circa 62 milioni di tonnellate entro la fine del 2020. L'applicazione principale del PP è l'industria dell'imballaggio, che rappresenta circa il 30% del consumo totale. Il secondo è la produzione di apparecchiature elettriche e apparecchiature, che consuma circa il 26%. L'industria degli elettrodomestici e quella automobilistica consumano ciascuna il 10%. L'industria delle costruzioni consuma il 5%.
Il PP ha una superficie relativamente liscia e può sostituire alcuni altri prodotti in plastica, come ingranaggi e cuscinetti per mobili in POM. La superficie liscia rende anche difficile l'adesione del PP ad altre superfici, ovvero il PP non può essere saldamente incollato con colla industriale e talvolta deve essere incollato mediante saldatura. Rispetto ad altre materie plastiche, il PP ha anche le caratteristiche di bassa densità, che può ridurre il peso per gli utenti. Il PP ha un'eccellente resistenza ai solventi organici come il grasso a temperatura ambiente. Ma il PP è facile da ossidare ad alta temperatura.
Uno dei principali vantaggi del PP sono le sue eccellenti prestazioni di lavorazione, che possono essere ottenute mediante stampaggio a iniezione o lavorazione CNC. Ad esempio, nella scatola dei medicinali in PP, il coperchio è collegato al corpo della bottiglia da una cerniera vivente. Il portapillole può essere lavorato direttamente mediante stampaggio a iniezione o CNC. La cerniera vivente che collega il coperchio è un foglio di plastica molto sottile che può essere piegato ripetutamente (muovendosi in un raggio estremo vicino a 360 gradi) senza rompersi. Sebbene la cerniera vivente in PP non possa sopportare il carico, è molto adatta per il tappo delle bottiglie delle necessità quotidiane.
Un altro vantaggio del PP è che può essere facilmente copolimerizzato con altri polimeri (come il PE) per formare plastiche composite. Il copolimero modifica in modo significativo le proprietà del materiale e può ottenere applicazioni ingegneristiche più robuste rispetto al PP puro.
Un'altra applicazione incommensurabile è che il PP può agire sia come materiale plastico che come materiale in fibra.
Le caratteristiche di cui sopra fanno sì che il PP possa essere utilizzato in molte applicazioni: piatti, vassoi, bicchieri, borse, contenitori di plastica opaca e molti giocattoli.
Quali sono le caratteristiche del PP?
Le caratteristiche più importanti del PP sono le seguenti:
Resistenza chimica: gli alcali e gli acidi diluiti non reagiscono con il PP, il che lo rende un contenitore ideale per tali liquidi (come detergenti, prodotti di primo soccorso, ecc.).
Elasticità e tenacità: il PP ha elasticità entro un certo intervallo di flessione e subirà una deformazione plastica senza fessurazioni nella fase iniziale della deformazione, quindi di solito è considerato un materiale "tenace". La tenacità è un termine ingegneristico definito come la capacità di un materiale di deformarsi (deformazione plastica piuttosto che deformazione elastica) senza rompersi.
Resistenza alla fatica: il PP mantiene la sua forma dopo molte torsioni e flessioni. Questa caratteristica è particolarmente preziosa per realizzare cardini viventi.
Isolamento: il materiale PP ha un'elevata resistenza ed è un materiale isolante.
Trasmittanza: può essere trasformato in un colore trasparente, ma di solito è trasformato in un colore opaco naturale con una certa trasmittanza del colore. Se è richiesta un'elevata trasmittanza, è necessario selezionare acrilico o PC.
Il PP è un materiale termoplastico con un punto di fusione di circa 130 gradi Celsius e diventa un liquido quando raggiunge il punto di fusione. Come altri materiali termoplastici, il PP può essere riscaldato e raffreddato ripetutamente senza degrado significativo. Pertanto, il PP può essere riciclato e facilmente recuperato.
Quali sono i diversi tipi di PP?
Esistono due tipi principali: omopolimeri e copolimeri. I copolimeri sono ulteriormente suddivisi in copolimeri a blocchi e copolimeri casuali. Ogni categoria ha applicazioni uniche. Il PP è spesso indicato come il materiale "acciaio" dell'industria della plastica, perché può essere prodotto aggiungendo additivi al PP, o prodotto in un modo unico, in modo che il PP possa essere modificato e personalizzato per soddisfare requisiti applicativi unici.
Il PP per uso industriale generale è un omopolimero. Il PP copolimero a blocchi viene aggiunto con etilene per migliorare la resistenza agli urti. Il PP copolimero casuale viene utilizzato per realizzare prodotti più duttili e trasparenti.
Come viene prodotta la PP?
Come altre plastiche, parte dalle "frazioni" (gruppi più leggeri) formate dalla distillazione di combustibili idrocarburici e si combina con altri catalizzatori per formare plastiche attraverso reazioni di polimerizzazione o policondensazione.
Funzioni CNC, stampa 3D e stampaggio a iniezione
Stampa 3D in PP
Il PP non può essere utilizzato per la stampa 3D in forma di filamento.
Lavorazione CNC in PP
Il PP viene utilizzato per la lavorazione CNC in forma di foglio. Quando si realizzano prototipi di un piccolo numero di parti in PP, di solito eseguiamo lavorazioni CNC su di esse. Il PP ha una bassa temperatura di ricottura, il che significa che è facilmente deformabile dal calore, quindi richiede un alto livello di abilità per tagliare con precisione.
Iniezione di PP
Sebbene il PP abbia proprietà semicristalline, ha un'ottima fluidità grazie alla sua bassa viscosità del fuso, quindi è facile da modellare. Questa caratteristica migliora notevolmente la velocità con cui il materiale riempie lo stampo. Il tasso di restringimento del PP è di circa l'1-2%, ma varierà a causa di molti fattori, tra cui la pressione di mantenimento, il tempo di mantenimento, la temperatura di fusione, lo spessore della parete dello stampo, la temperatura dello stampo e il tipo e la percentuale di additivi.
Altri usi
Oltre alle tradizionali applicazioni in plastica, il PP è anche molto adatto per la produzione di fibre. Tali prodotti includono corde, tappeti, tappezzeria, vestiti, ecc.
Quali sono i vantaggi del PP?
Il PP è facilmente reperibile e relativamente economico.
Il PP ha un'elevata resistenza alla flessione.
Il PP ha una superficie relativamente liscia.
Il PP è resistente all'umidità e ha un basso assorbimento d'acqua.
Il PP ha una buona resistenza chimica a vari acidi e alcali.
Il PP ha una buona resistenza alla fatica.
Il PP ha una buona resistenza agli urti.
Il PP è un buon isolante elettrico.
Quali sono gli svantaggi del PP?
Il PP ha un alto coefficiente di espansione termica, che limita le sue applicazioni ad alta temperatura.
Il PP è suscettibile alla degradazione da parte dei raggi ultravioletti.
Il PP ha una scarsa resistenza ai solventi clorurati e agli idrocarburi aromatici.
Il PP è difficile da spruzzare sulla superficie a causa delle sue scarse proprietà di adesione.
Il PP è altamente infiammabile.
Il PP è facile da ossidare.
Nonostante i suoi difetti, il PP è generalmente un buon materiale. Ha caratteristiche di miscelazione uniche che altri materiali non possono confrontare, ovvero può essere copolimerizzato con altri polimeri per formare materiali compositi e possono essere aggiunti vari additivi, il che lo rende una scelta ideale per molti progetti.
Cosa sono gli attributi PP?
In condizioni standard, ovvero una temperatura ambiente di 25 ° C e 1 atmosfera di pressione.
Nome tecnologia: polipropilene (PP)
Formula chimica: (C3H6) n
Codice di identificazione della resina (per il riciclaggio):
Temperatura di fusione: 130 ° C
Temperatura di iniezione tipica: 32-66 ° C
Temperatura di distorsione termica: 100 ° C (sotto 0,46 MPa di pressione)
Resistenza alla trazione: 32 MPa
Resistenza alla flessione: 41 MPa
Peso specifico: 0,91
Tasso di restringimento: 1,5-2,0%
