โพลีโพรพีลีน (PP) คืออะไรและใช้อย่างไร?
Polypropylene (PP) เป็นโพลีเมอร์เสริมเทอร์โมพลาสติกที่ทำจากการรวมกันของโพรพิลีนโมโนเมอร์ มีการใช้งานที่หลากหลายรวมถึงบรรจุภัณฑ์สินค้าอุปโภคบริโภคชิ้นส่วนพลาสติกสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์และสิ่งทอ นักวิทยาศาสตร์ของ Philip Oil Company Paul Hogan และ Robert Banks ได้ผลิตโพลีโพรพีลีนเป็นครั้งแรกในปีพ. ศ. 2494 และต่อมา Natta และ Rehn นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลีและเยอรมันก็ทำโพลีโพรพีลีนด้วย Natta ผลิตและสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์โพลีโพรพีลีนครั้งแรกในสเปนเมื่อปีพ. ศ. 2497 และความสามารถในการตกผลึกได้กระตุ้นให้เกิดความสนใจอย่างมาก ภายในปีพ. ศ. 2500 ความนิยมของโพลีโพรพีลีนได้เพิ่มสูงขึ้นและการผลิตเชิงพาณิชย์ได้เริ่มขึ้นทั่วยุโรป ปัจจุบันกลายเป็นพลาสติกชนิดหนึ่งที่ใช้กันมากที่สุดในโลก
กล่องยาทำจาก PP พร้อมฝาบานพับ
ตามรายงานความต้องการวัสดุ PP ทั่วโลกในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 45 ล้านตันต่อปีและคาดว่าความต้องการจะเพิ่มขึ้นเป็น 62 ล้านตันภายในสิ้นปี 2563 การใช้ PP หลักคืออุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ซึ่ง คิดเป็นประมาณ 30% ของการบริโภคทั้งหมด ประการที่สองคือการผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าและอุปกรณ์ซึ่งใช้พลังงานประมาณ 26% เครื่องใช้ในครัวเรือนและอุตสาหกรรมรถยนต์แต่ละประเภทบริโภค 10% อุตสาหกรรมก่อสร้างใช้พลังงาน 5%
PP มีพื้นผิวที่ค่อนข้างเรียบและสามารถแทนที่ผลิตภัณฑ์พลาสติกอื่น ๆ ได้เช่นเฟืองและแผ่นรองเฟอร์นิเจอร์ที่ทำจาก POM พื้นผิวเรียบยังทำให้ PP ยึดติดกับพื้นผิวอื่น ๆ ได้ยากนั่นคือ PP ไม่สามารถยึดติดกับกาวอุตสาหกรรมได้อย่างแน่นหนาและบางครั้งก็ต้องเชื่อมด้วยการเชื่อม เมื่อเทียบกับพลาสติกอื่น ๆ แล้ว PP ยังมีลักษณะของความหนาแน่นต่ำซึ่งสามารถลดน้ำหนักให้กับผู้ใช้ได้ PP มีความต้านทานต่อตัวทำละลายอินทรีย์เช่นจาระบีที่อุณหภูมิห้องได้ดีเยี่ยม แต่ PP นั้นง่ายต่อการออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิสูง
ข้อดีหลักอย่างหนึ่งของ PP คือประสิทธิภาพการประมวลผลที่ยอดเยี่ยมซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้จากการฉีดขึ้นรูปหรือการประมวลผลด้วย CNC ตัวอย่างเช่นในกล่องยา PP ฝาจะเชื่อมต่อกับตัวขวดด้วยบานพับที่มีชีวิต กล่องยาสามารถแปรรูปได้โดยตรงโดยการฉีดขึ้นรูปหรือ CNC บานพับมีชีวิตที่เชื่อมต่อกับฝาปิดเป็นแผ่นพลาสติกบางมากที่สามารถงอซ้ำ ๆ ได้ (เคลื่อนที่ในระยะที่ใกล้ถึง 360 องศา) โดยไม่แตกหัก แม้ว่าบานพับที่ทำจาก PP จะไม่สามารถรับน้ำหนักได้ แต่ก็เหมาะสำหรับฝาขวดของใช้ในชีวิตประจำวัน
ข้อดีอีกอย่างของ PP คือสามารถโคพอลิเมอร์กับโพลีเมอร์อื่น ๆ (เช่น PE) เพื่อสร้างพลาสติกคอมโพสิตได้อย่างง่ายดาย โคพอลิเมอร์เปลี่ยนคุณสมบัติของวัสดุอย่างมีนัยสำคัญและสามารถใช้งานทางวิศวกรรมได้ดีขึ้นเมื่อเทียบกับ PP บริสุทธิ์
การใช้งานที่ไม่สามารถวัดได้อีกอย่างหนึ่งคือ PP สามารถทำหน้าที่เป็นทั้งวัสดุพลาสติกและวัสดุไฟเบอร์
ลักษณะข้างต้นหมายความว่า PP สามารถใช้งานได้หลายอย่างเช่นจานถาดถ้วยกระเป๋าถือภาชนะพลาสติกทึบแสงและของเล่นมากมาย
PP มีลักษณะอย่างไร?
ลักษณะที่สำคัญที่สุดของ PP มีดังนี้:
ความทนทานต่อสารเคมี: ด่างและกรดที่เจือจางไม่ทำปฏิกิริยากับ PP ซึ่งทำให้เป็นภาชนะที่เหมาะสำหรับของเหลวดังกล่าว (เช่นผงซักฟอกผลิตภัณฑ์ปฐมพยาบาล ฯลฯ )
ความยืดหยุ่นและความเหนียว: PP มีความยืดหยุ่นภายในช่วงการโก่งบางช่วงและจะได้รับการเปลี่ยนรูปของพลาสติกโดยไม่แตกในช่วงแรกของการเสียรูปดังนั้นจึงมักถูกมองว่าเป็นวัสดุที่ "เหนียว" ความเหนียวเป็นคำศัพท์ทางวิศวกรรมที่กำหนดให้เป็นความสามารถของวัสดุในการเปลี่ยนรูป (การเสียรูปแบบพลาสติกแทนที่จะทำให้เสียรูปแบบยืดหยุ่น) โดยไม่แตกหัก
ความต้านทานต่อความล้า: PP คงรูปหลังจากการบิดและงอเป็นจำนวนมาก คุณลักษณะนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการทำบานพับที่อยู่อาศัย
ฉนวนกันความร้อน: วัสดุ PP มีความต้านทานสูงและเป็นวัสดุฉนวน
การส่งผ่าน: สามารถทำเป็นสีโปร่งใสได้ แต่โดยปกติแล้วจะทำให้เป็นสีทึบแสงตามธรรมชาติโดยมีการส่งผ่านสีที่แน่นอน หากต้องการการส่งผ่านสูงควรเลือกอะคริลิกหรือพีซี
PP เป็นเทอร์โมพลาสติกที่มีจุดหลอมเหลวประมาณ 130 องศาเซลเซียสและจะกลายเป็นของเหลวเมื่อถึงจุดหลอมเหลว เช่นเดียวกับเทอร์โมพลาสติกอื่น ๆ PP สามารถอุ่นและระบายความร้อนได้ซ้ำ ๆ โดยไม่มีการย่อยสลายอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้น PP สามารถรีไซเคิลและกู้คืนได้ง่าย
PP ประเภทต่างๆมีอะไรบ้าง?
มีสองประเภทหลัก: โฮโมพอลิเมอร์และโคพอลิเมอร์ โคพอลิเมอร์แบ่งออกเป็นโคพอลิเมอร์แบบบล็อกและโคพอลิเมอร์แบบสุ่ม แต่ละประเภทมีการใช้งานที่ไม่ซ้ำกัน PP มักเรียกว่าวัสดุ "เหล็ก" ของอุตสาหกรรมพลาสติกเนื่องจากสามารถทำโดยการเติมสารเติมแต่งลงใน PP หรือผลิตด้วยวิธีที่ไม่เหมือนใครเพื่อให้ PP สามารถปรับเปลี่ยนและปรับแต่งให้ตรงตามข้อกำหนดการใช้งานที่ไม่เหมือนใคร
PP สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมทั่วไปเป็นโฮโมพอลิเมอร์ บล็อกโคพอลิเมอร์ PP เสริมด้วยเอทิลีนเพื่อเพิ่มความทนทานต่อแรงกระแทก สุ่มโคพอลิเมอร์ PP ใช้เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความเหนียวและโปร่งใสมากขึ้น
PP ทำอย่างไร?
เช่นเดียวกับพลาสติกอื่น ๆ มันเริ่มต้นจาก "เศษส่วน" (กลุ่มที่เบากว่า) ที่เกิดจากการกลั่นของเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนและรวมกับตัวเร่งปฏิกิริยาอื่น ๆ เพื่อสร้างพลาสติกผ่านปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันหรือโพลีคอนเดนเซชัน
คุณสมบัติ CNC, การพิมพ์ 3 มิติและการฉีดขึ้นรูป
การพิมพ์ PP 3D
ไม่สามารถใช้ PP สำหรับการพิมพ์ 3 มิติในรูปแบบเส้นใย
การประมวลผล PP CNC
PP ใช้สำหรับการประมวลผล CNC ในรูปแบบแผ่น เมื่อสร้างต้นแบบของชิ้นส่วน PP จำนวนน้อยเรามักจะใช้เครื่องจักรกลซีเอ็นซีกับชิ้นส่วนเหล่านั้น PP มีอุณหภูมิในการหลอมต่ำซึ่งหมายความว่าสามารถเปลี่ยนรูปได้ง่ายด้วยความร้อนดังนั้นจึงต้องใช้ทักษะระดับสูงในการตัดอย่างแม่นยำ
การฉีด PP
แม้ว่า PP จะมีคุณสมบัติกึ่งผลึก แต่ก็มีความลื่นไหลได้ดีมากเนื่องจากมีความหนืดของการหลอมต่ำดังนั้นจึงง่ายต่อการขึ้นรูป คุณสมบัตินี้ช่วยเพิ่มความเร็วในการเติมวัสดุลงในแม่พิมพ์ได้อย่างมาก อัตราการหดตัวของ PP อยู่ที่ประมาณ 1-2% แต่จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ ความดันการยึดเวลาในการจับอุณหภูมิการหลอมความหนาของผนังแม่พิมพ์อุณหภูมิของแม่พิมพ์และประเภทและเปอร์เซ็นต์ของสารเติมแต่ง
การใช้งานอื่น ๆ
นอกเหนือจากการใช้งานพลาสติกทั่วไปแล้ว PP ยังเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำเส้นใย ผลิตภัณฑ์ดังกล่าว ได้แก่ เชือกพรมเบาะเสื้อผ้า ฯลฯ
ข้อดีของ PP คืออะไร?
PP สามารถหาซื้อได้ง่ายและราคาถูก
PP มีความแข็งแรงดัดสูง
PP มีพื้นผิวที่ค่อนข้างเรียบ
PP ป้องกันความชื้นและมีการดูดซึมน้ำต่ำ
PP มีความทนทานต่อสารเคมีในกรดและด่างต่างๆได้ดี
PP มีความต้านทานความล้าได้ดี
PP รับแรงกระแทกได้ดี
PP เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี
PP มีข้อเสียอะไรบ้าง?
PP มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสูงซึ่ง จำกัด การใช้งานที่อุณหภูมิสูง
PP อ่อนแอต่อการย่อยสลายด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต
PP มีความต้านทานไม่ดีต่อตัวทำละลายคลอรีนและอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน
PP พ่นบนพื้นผิวได้ยากเนื่องจากคุณสมบัติการยึดเกาะที่ไม่ดี
PP เป็นสารไวไฟสูง
PP ง่ายต่อการออกซิไดซ์
แม้จะมีข้อบกพร่อง แต่โดยทั่วไปแล้ว PP เป็นวัสดุที่ดี มีลักษณะการผสมที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะซึ่งวัสดุอื่น ๆ ไม่สามารถเปรียบเทียบได้นั่นคือสามารถโคพอลิเมอร์กับโพลีเมอร์อื่น ๆ เพื่อสร้างวัสดุผสมและสามารถเพิ่มสารเติมแต่งต่างๆได้ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับหลาย ๆ โครงการ
PP แอตทริบิวต์คืออะไร?
ภายใต้สภาวะมาตรฐานนั่นคืออุณหภูมิแวดล้อม 25 ° C และ 1 บรรยากาศของความดัน
ชื่อเทคโนโลยี: Polypropylene (PP)
สูตรเคมี: (C3H6) n
รหัสประจำตัวเรซิน (สำหรับการรีไซเคิล):
อุณหภูมิหลอมละลาย: 130 ° C
อุณหภูมิในการฉีดโดยทั่วไป: 32-66 ° C
อุณหภูมิการบิดเบือนความร้อน: 100 ° C (ภายใต้ความดัน 0.46 MPa)
ความต้านแรงดึง: 32 MPa
กำลังรับแรงดัดงอ: 41 MPa
ความถ่วงจำเพาะ: 0.91
อัตราการหดตัว: 1.5-2.0%
