Τι είναι το πολυπροπυλένιο (PP) και ποια είναι η χρήση του;
Το πολυπροπυλένιο (PP) είναι ένα θερμοπλαστικό πολυμερές προσθήκης κατασκευασμένο από συνδυασμό μονομερών προπυλενίου. Διαθέτει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, όπως συσκευασίες καταναλωτικών προϊόντων, πλαστικά εξαρτήματα για την αυτοκινητοβιομηχανία και υφάσματα. Οι επιστήμονες της Philip Oil Company, Paul Hogan και Robert Banks, έκαναν για πρώτη φορά πολυπροπυλένιο το 1951, και αργότερα Ιταλοί και Γερμανοί επιστήμονες, Natta και Rehn, έκαναν επίσης πολυπροπυλένιο. Η Natta τελειοποίησε και συνέθεσε το πρώτο προϊόν πολυπροπυλενίου στην Ισπανία το 1954, και η ικανότητα κρυστάλλωσής του προκάλεσε μεγάλο ενδιαφέρον. Μέχρι το 1957, η δημοτικότητα του πολυπροπυλενίου είχε αυξηθεί και η εκτεταμένη εμπορική παραγωγή είχε αρχίσει σε όλη την Ευρώπη. Σήμερα, έχει γίνει ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα πλαστικά στον κόσμο.
Ένα κουτί φαρμάκου από PP με αρθρωτό καπάκι
Σύμφωνα με αναφορές, η τρέχουσα παγκόσμια ζήτηση υλικών PP είναι περίπου 45 εκατομμύρια τόνοι ετησίως και εκτιμάται ότι η ζήτηση θα αυξηθεί σε περίπου 62 εκατομμύρια τόνους έως το τέλος του 2020. Η κύρια εφαρμογή του PP είναι η βιομηχανία συσκευασίας, η οποία αντιπροσωπεύει περίπου το 30% της συνολικής κατανάλωσης. Το δεύτερο είναι η κατασκευή ηλεκτρικού και εξοπλισμού, η οποία καταναλώνει περίπου το 26%. Οι οικιακές συσκευές και οι αυτοκινητοβιομηχανίες καταναλώνουν το καθένα 10%. Ο κατασκευαστικός κλάδος καταναλώνει 5%.
Η PP έχει σχετικά λεία επιφάνεια και μπορεί να αντικαταστήσει μερικά άλλα πλαστικά προϊόντα, όπως γρανάζια και έπιπλα από POM. Η λεία επιφάνεια καθιστά επίσης δύσκολη την προσκόλληση του PP σε άλλες επιφάνειες, δηλαδή, το PP δεν μπορεί να συνδεθεί σταθερά με βιομηχανική κόλλα και μερικές φορές πρέπει να συγκολληθεί με συγκόλληση. Σε σύγκριση με άλλα πλαστικά, το PP έχει επίσης τα χαρακτηριστικά χαμηλής πυκνότητας, τα οποία μπορούν να μειώσουν το βάρος για τους χρήστες. Το PP έχει εξαιρετική αντοχή σε οργανικούς διαλύτες, όπως γράσο σε θερμοκρασία δωματίου. Αλλά το ΡΡ είναι εύκολο να οξειδωθεί σε υψηλή θερμοκρασία.
Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα του PP είναι η εξαιρετική του απόδοση επεξεργασίας, η οποία μπορεί να σχηματιστεί με χύτευση με έγχυση ή με επεξεργασία CNC. Για παράδειγμα, στο κουτί φαρμάκων PP, το καπάκι συνδέεται με το σώμα της φιάλης με μια ζωντανή άρθρωση. Το κουτί χάπι μπορεί να υποστεί άμεση επεξεργασία με χύτευση με έγχυση ή CNC. Ο αρθρωτός μεντεσές που συνδέει το καπάκι είναι ένα πολύ λεπτό πλαστικό φύλλο που μπορεί να λυγίσει επανειλημμένα (κινείται σε ακραίες περιοχές κοντά σε 360 μοίρες) χωρίς να σπάσει. Παρόλο που ο αρθρωτός μεντεσές από PP δεν αντέχει το φορτίο, είναι πολύ κατάλληλος για το καπάκι της φιάλης των καθημερινών αναγκών.
Ένα άλλο πλεονέκτημα του ΡΡ είναι ότι μπορεί εύκολα να συμπολυμεριστεί με άλλα πολυμερή (όπως ΡΕ) για το σχηματισμό σύνθετων πλαστικών. Το συμπολυμερές αλλάζει σημαντικά τις ιδιότητες του υλικού και μπορεί να επιτύχει ισχυρότερες εφαρμογές μηχανικής σε σύγκριση με το καθαρό PP.
Μια άλλη μετρήσιμη εφαρμογή είναι ότι το ΡΡ μπορεί να δρα τόσο ως πλαστικό υλικό όσο και ως υλικό ινών.
Τα παραπάνω χαρακτηριστικά σημαίνουν ότι το PP μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλές εφαρμογές: πλάκες, δίσκοι, κύπελλα, τσάντες, αδιαφανή πλαστικά δοχεία και πολλά παιχνίδια.
Ποια είναι τα χαρακτηριστικά του PP;
Τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά του PP είναι τα εξής:
Χημική αντοχή: τα αραιωμένα αλκάλια και τα οξέα δεν αντιδρούν με PP, γεγονός που το καθιστά ιδανικό δοχείο για τέτοια υγρά (όπως απορρυπαντικά, προϊόντα πρώτων βοηθειών κ.λπ.).
Ελαστικότητα και ανθεκτικότητα: Το PP έχει ελαστικότητα εντός ορισμένου εύρους εκτροπής και θα υποστεί πλαστική παραμόρφωση χωρίς ρωγμές στο αρχικό στάδιο της παραμόρφωσης, επομένως συνήθως θεωρείται ως "σκληρό" υλικό. Η σκληρότητα είναι ένας μηχανικός όρος που ορίζεται ως η ικανότητα ενός υλικού να παραμορφώνεται (πλαστική παραμόρφωση παρά ελαστική παραμόρφωση) χωρίς να σπάει.
Αντοχή στην κόπωση: Το PP διατηρεί το σχήμα του μετά από πολλές στροφές και κάμψεις. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τη δημιουργία μεντεσέδων.
Μόνωση: Το υλικό PP έχει υψηλή αντοχή και είναι μονωτικό υλικό.
Διαπερατότητα: Μπορεί να μετατραπεί σε διαφανές χρώμα, αλλά συνήθως μετατρέπεται σε φυσικό αδιαφανές χρώμα με συγκεκριμένη μετάδοση χρώματος. Εάν απαιτείται υψηλή μετάδοση, θα πρέπει να επιλέξετε ακρυλικό ή υπολογιστή.
Το ΡΡ είναι ένα θερμοπλαστικό με σημείο τήξης περίπου 130 βαθμούς Κελσίου και γίνεται υγρό όταν φτάσει στο σημείο τήξης. Όπως και άλλα θερμοπλαστικά, το ΡΡ μπορεί να θερμαίνεται και να ψύχεται επανειλημμένα χωρίς σημαντική υποβάθμιση. Επομένως, το PP μπορεί να ανακυκλωθεί και να ανακτηθεί εύκολα.
Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι PP;
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι: ομοπολυμερή και συμπολυμερή. Τα συμπολυμερή χωρίζονται περαιτέρω σε μπλοκ συμπολυμερή και τυχαία συμπολυμερή. Κάθε κατηγορία έχει μοναδικές εφαρμογές. Το PP αναφέρεται συχνά ως "χάλυβας" υλικό της βιομηχανίας πλαστικών, επειδή μπορεί να κατασκευαστεί προσθέτοντας πρόσθετα στο PP, ή να κατασκευαστεί με μοναδικό τρόπο, έτσι ώστε το PP να μπορεί να τροποποιηθεί και να προσαρμοστεί ώστε να ικανοποιεί μοναδικές απαιτήσεις εφαρμογής.
Το PP για γενική βιομηχανική χρήση είναι ένα ομοπολυμερές. Το μπλοκ συμπολυμερές PP προστίθεται με αιθυλένιο για τη βελτίωση της αντοχής στην κρούση. Το τυχαίο συμπολυμερές PP χρησιμοποιείται για την παραγωγή πιο όλκιμων και διαφανών προϊόντων.
Πώς κατασκευάζεται το PP;
Όπως και άλλα πλαστικά, ξεκινά από τα «κλάσματα» (ελαφρύτερες ομάδες) που σχηματίζονται από την απόσταξη καυσίμων υδρογονανθράκων και συνδυάζεται με άλλους καταλύτες για να σχηματίσει πλαστικά μέσω αντιδράσεων πολυμερισμού ή πολυσυμπύκνωσης.
Χαρακτηριστικά CNC, 3D εκτύπωσης και χύτευσης με έγχυση
Εκτύπωση 3D PP
Το PP δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τρισδιάστατη εκτύπωση σε μορφή νήματος.
Επεξεργασία PP CNC
Το PP χρησιμοποιείται για επεξεργασία CNC σε μορφή φύλλου. Όταν κατασκευάζουμε πρωτότυπα μικρού αριθμού εξαρτημάτων PP, συνήθως εκτελούμε κατεργασία CNC σε αυτά. Το PP έχει χαμηλή θερμοκρασία ανόπτησης, πράγμα που σημαίνει ότι παραμορφώνεται εύκολα από τη θερμότητα, επομένως απαιτεί υψηλό επίπεδο ικανότητας για κοπή με ακρίβεια.
Ένεση PP
Αν και το PP έχει ημι-κρυσταλλικές ιδιότητες, έχει πολύ καλή ρευστότητα λόγω του χαμηλού ιξώδους τήξεως, οπότε είναι εύκολο να σχηματιστεί. Αυτό το χαρακτηριστικό βελτιώνει σημαντικά την ταχύτητα με την οποία το υλικό γεμίζει το καλούπι. Ο ρυθμός συρρίκνωσης του ΡΡ είναι περίπου 1-2%, αλλά θα ποικίλει λόγω πολλών παραγόντων, όπως η πίεση συγκράτησης, ο χρόνος συγκράτησης, η θερμοκρασία τήξης, το πάχος του τοιχώματος μούχλας, η θερμοκρασία του καλουπιού και ο τύπος και το ποσοστό των πρόσθετων.
Άλλες χρήσεις
Εκτός από τις συμβατικές πλαστικές εφαρμογές, το PP είναι επίσης πολύ κατάλληλο για την κατασκευή ινών. Τέτοια προϊόντα περιλαμβάνουν σχοινιά, χαλιά, ταπετσαρίες, ρούχα κ.λπ.
Ποια είναι τα πλεονεκτήματα του PP;
Το PP είναι εύκολα διαθέσιμο και σχετικά φθηνό.
Το PP έχει υψηλή αντοχή σε κάμψη.
Το PP έχει σχετικά λεία επιφάνεια.
Το PP είναι ανθεκτικό στην υγρασία και έχει χαμηλή απορρόφηση νερού.
Το PP έχει καλή χημική αντοχή σε διάφορα οξέα και αλκάλια.
Το PP έχει καλή αντοχή στην κόπωση.
Το PP έχει καλή αντοχή σε κρούση.
Το PP είναι ένας καλός ηλεκτρικός μονωτής.
Ποια είναι τα μειονεκτήματα του PP;
Ο PP έχει υψηλό συντελεστή θερμικής διαστολής, ο οποίος περιορίζει τις εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας.
Το ΡΡ είναι επιρρεπές σε υποβάθμιση από υπεριώδεις ακτίνες.
Το ΡΡ έχει μικρή αντίσταση σε χλωριωμένους διαλύτες και αρωματικούς υδρογονάνθρακες.
Το ΡΡ είναι δύσκολο να ψεκαστεί στην επιφάνεια λόγω των κακών ιδιοτήτων πρόσφυσης.
Το PP είναι πολύ εύφλεκτο.
Το ΡΡ είναι εύκολο να οξειδωθεί.
Παρά τα μειονεκτήματά του, το PP είναι γενικά ένα καλό υλικό. Έχει μοναδικά χαρακτηριστικά ανάμιξης που άλλα υλικά δεν μπορούν να συγκρίνουν, δηλαδή μπορεί να συμπολυμεριστεί με άλλα πολυμερή για να σχηματίσει σύνθετα υλικά και διάφορα πρόσθετα μπορούν να προστεθούν, γεγονός που το καθιστά ιδανική επιλογή για πολλά έργα.
Τι είναι τα χαρακτηριστικά PP;
Υπό κανονικές συνθήκες, δηλαδή, θερμοκρασία περιβάλλοντος 25 ° C και 1 ατμόσφαιρα πίεσης.
Όνομα τεχνολογίας: Πολυπροπυλένιο (PP)
Χημικός τύπος: (C3H6) n
Κωδικός αναγνώρισης ρητίνης (για ανακύκλωση):
Θερμοκρασία τήξεως: 130 ° C
Τυπική θερμοκρασία έγχυσης: 32-66 ° C
Θερμοκρασία παραμόρφωσης θερμότητας: 100 ° C (κάτω από πίεση 0,46 MPa)
Αντοχή εφελκυσμού: 32 MPa
Αντοχή κάμψης: 41 MPa
Ειδικό βάρος: 0,91
Ρυθμός συρρίκνωσης: 1,5-2,0%
