Čo je polypropylén (PP) a na čo sa používa?
Polypropylén (PP) je termoplastický adičný polymér vyrobený z kombinácie propylénových monomérov. Má širokú škálu aplikácií vrátane balenia spotrebného tovaru, plastových dielov pre automobilový priemysel a textilu. Vedci spoločnosti Philip Oil Company Paul Hogan a Robert Banks vyrábali polypropylén najskôr v roku 1951, neskôr polypropylén vyrábali aj talianski a nemeckí vedci Natta a Rehn. Natta zdokonalila a syntetizovala prvý polypropylénový produkt v Španielsku v roku 1954 a jeho kryštalizačná schopnosť vzbudila veľký záujem. Do roku 1957 popularita polypropylénu prudko vzrástla a v celej Európe sa začala rozsiahla komerčná výroba. Dnes sa stal jedným z najbežnejšie používaných plastov na svete.
Krabička na lieky vyrobená z PP s odklápacím vekom
Podľa správ je súčasný globálny dopyt po PP materiáloch asi 45 miliónov ton ročne a odhaduje sa, že dopyt sa do konca roku 2020 zvýši na asi 62 miliónov ton. Hlavnou aplikáciou PP je obalový priemysel, ktorý predstavuje asi 30% z celkovej spotreby. Druhým je výroba elektrických zariadení a zariadení, ktorá spotrebuje asi 26%. Domáce spotrebiče a automobilový priemysel spotrebujú po 10%. Stavebný priemysel spotrebuje 5%.
PP má relatívne hladký povrch a môže nahradiť niektoré ďalšie plastové výrobky, ako sú ozubené kolesá a nábytkové podložky z POM. Hladký povrch tiež sťažuje priľnutie PP k iným povrchom, to znamená, že PP nie je možné pevne spojiť s priemyselným lepidlom a niekedy sa musí spojiť zváraním. V porovnaní s inými plastmi má PP tiež vlastnosti nízkej hustoty, čo môže používateľom znížiť váhu. PP má vynikajúcu odolnosť voči organickým rozpúšťadlám, ako sú tuky, pri izbovej teplote. Ale PP sa ľahko oxiduje pri vysokej teplote.
Jednou z hlavných výhod PP je jeho vynikajúci výkon pri spracovaní, ktorý je možné vytvoriť vstrekovaním alebo CNC spracovaním. Napríklad v škatuli s PP liekom je viečko spojené s telom fľaše živým závesom. Krabičku na tablety je možné priamo spracovať vstrekovaním alebo na CNC. Živý záves, ktorý spája veko, je veľmi tenká plastová fólia, ktorá sa dá opakovane ohýbať (pohybuje sa v extrémnom rozsahu blízkom 360 stupňom) bez toho, aby sa zlomila. Aj keď živý pánt vyrobený z PP neunesie záťaž, je veľmi vhodný na uzáver fľaše dennej potreby.
Ďalšou výhodou PP je, že sa dá ľahko kopolymerizovať s inými polymérmi (napríklad PE) a vytvoriť tak kompozitné plasty. Kopolymér významne mení vlastnosti materiálu a v porovnaní s čistým PP môže dosiahnuť silnejšie inžinierske aplikácie.
Ďalšou nezmerateľnou aplikáciou je, že PP môže pôsobiť ako plastový materiál, tak aj ako vláknitý materiál.
Vyššie uvedené vlastnosti znamenajú, že PP sa dá použiť v mnohých aplikáciách: taniere, podnosy, poháre, kabelky, nepriehľadné plastové obaly a veľa hračiek.
Aké sú vlastnosti PP?
Najdôležitejšie vlastnosti PP sú tieto:
Chemická odolnosť: zriedená zásada a kyselina nereagujú s PP, čo z neho robí ideálnu nádobu na také kvapaliny (ako sú čistiace prostriedky, prostriedky prvej pomoci atď.).
Pružnosť a húževnatosť: PP má pružnosť v určitom rozsahu priehybu a v počiatočnom štádiu deformácie podstúpi plastickú deformáciu bez praskania, takže sa zvyčajne považuje za „húževnatý“ materiál. Húževnatosť je technický pojem definovaný ako schopnosť materiálu deformovať sa (plastická deformácia namiesto elastickej) bez porušenia.
Odolnosť proti únave: PP si zachováva svoj tvar po veľkom skrútení a ohnutí. Táto vlastnosť je obzvlášť cenná pri výrobe živých pántov.
Izolácia: Materiál PP má vysokú odolnosť a je izolačným materiálom.
Priepustnosť: Môže byť vyrobená do priehľadnej farby, ale zvyčajne je vyrobená do prírodnej nepriehľadnej farby s určitou priepustnosťou farieb. Ak sa vyžaduje vysoká priepustnosť, mal by sa zvoliť akrylát alebo PC.
PP je termoplast s bodom topenia asi 130 stupňov Celzia a po dosiahnutí bodu topenia sa stáva kvapalinou. Rovnako ako iné termoplasty, aj PP sa môže opakovane ohrievať a ochladzovať bez výraznejšej degradácie. Preto je možné PP recyklovať a ľahko zhodnotiť.
Aké sú rôzne typy PP?
Existujú dva hlavné typy: homopolyméry a kopolyméry. Kopolyméry sa ďalej delia na blokové kopolyméry a náhodné kopolyméry. Každá kategória má jedinečné aplikácie. PP sa často označuje ako „oceľový“ materiál v plastikárskom priemysle, pretože sa dá vyrobiť pridaním prísad do PP alebo vyrobiť jedinečným spôsobom, aby bolo možné PP upraviť a prispôsobiť tak, aby vyhovoval jedinečným aplikačným požiadavkám.
PP na všeobecné priemyselné použitie je homopolymér. Blokový kopolymér PP sa pridá s etylénom na zlepšenie odolnosti proti nárazu. Náhodný kopolymér PP sa používa na výrobu tvárnejších a priehľadnejších výrobkov.
Ako sa vyrába PP?
Rovnako ako iné plasty, vychádza z „frakcií“ (ľahších skupín), ktoré vznikajú destiláciou uhľovodíkových palív, a kombinuje sa s inými katalyzátormi za vzniku plastov polymerizačnými alebo polykondenzačnými reakciami.
Funkcie CNC, 3D tlače a vstrekovania
PP 3D tlač
PP nie je možné použiť na 3D tlač vo forme vlákna.
PP CNC spracovanie
PP sa používa na CNC spracovanie v listovej forme. Pri výrobe prototypov malého počtu PP dielov na nich zvyčajne vykonávame CNC obrábanie. PP má nízku teplotu žíhania, čo znamená, že sa teplom ľahko deformuje, takže presné rezanie vyžaduje vysokú úroveň zručností.
PP injekcia
Aj keď má PP semikryštalické vlastnosti, má veľmi dobrú tekutosť vďaka svojej nízkej viskozite taveniny, takže sa dá ľahko tvarovať. Táto vlastnosť výrazne zvyšuje rýchlosť, akou materiál plní formu. Rýchlosť zmršťovania PP je asi 1 - 2%, ale bude sa meniť v dôsledku mnohých faktorov, vrátane zadržovacieho tlaku, doby zdržania, teploty topenia, hrúbky steny formy, teploty formy a typu a percenta prísad.
Iné použitie
Okrem bežných plastových aplikácií je PP veľmi vhodný aj na výrobu vlákien. Medzi takéto výrobky patria laná, koberce, čalúnenie, odevy atď.
Aké sú výhody PP?
PP je ľahko dostupný a relatívne lacný.
PP má vysokú pevnosť v ohybe.
PP má pomerne hladký povrch.
PP je odolný voči vlhkosti a má nízku nasiakavosť.
PP má dobrú chemickú odolnosť voči rôznym kyselinám a zásadám.
PP má dobrú odolnosť proti únave.
PP má dobrú rázovú húževnatosť.
PP je dobrý elektrický izolátor.
Aké sú nevýhody PP?
PP má vysoký koeficient tepelnej rozťažnosti, ktorý obmedzuje jeho aplikácie pri vysokých teplotách.
PP je citlivý na degradáciu ultrafialovými lúčmi.
PP má slabú odolnosť voči chlórovaným rozpúšťadlám a aromatickým uhľovodíkom.
PP je ťažké nastriekať na povrch kvôli jeho zlým adhéznym vlastnostiam.
PP je vysoko horľavý.
PP sa ľahko oxiduje.
Napriek svojim nedostatkom je PP všeobecne dobrý materiál. Má jedinečné zmiešavacie vlastnosti, ktoré iné materiály nemôžu porovnávať, to znamená, že ho možno kopolymerovať s inými polymérmi za vzniku kompozitných materiálov a je možné do neho pridávať rôzne prísady, čo z neho robí ideálnu voľbu pre mnoho projektov.
Čo sú atribúty PP?
Za štandardných podmienok, to znamená teplota okolia 25 ° C a 1 atmosféra pod tlakom.
Názov technológie: Polypropylén (PP)
Chemický vzorec: (C3H6) n
Identifikačný kód živice (na recykláciu):
Teplota topenia: 130 ° C
Typická teplota vstrekovania: 32-66 ° C
Teplota tepelného skreslenia: 100 ° C (pod tlakom 0,46 MPa)
Pevnosť v ťahu: 32 MPa
Pevnosť v ohybe: 41 MPa
Hustota: 0,91
Miera zmršťovania: 1,5 - 2,0%
