Mis on polüpropüleen (PP) ja mis on selle kasutamine?
Polüpropüleen (PP) on termoplastne liitpolümeer, mis on valmistatud propüleenmonomeeride kombinatsioonist. Sellel on lai valik rakendusi, sealhulgas tarbekaupade pakendid, autotööstuse plastosad ja tekstiil. Philip Oil Company teadlased Paul Hogan ja Robert Banks valmistasid polüpropüleeni esmakordselt 1951. aastal, hiljem tegid polüpropüleeni ka Itaalia ja Saksa teadlased Natta ja Rehn. Natta täiustas ja sünteesis 1954. aastal Hispaania esimese polüpropüleenist toote ning selle kristallimisvõime äratas suurt huvi. Aastaks 1957 oli polüpropüleeni populaarsus tõusnud ja kogu Euroopas oli alustatud ulatuslikku kaubanduslikku tootmist. Tänapäeval on see muutunud üheks kõige sagedamini kasutatavaks plastiks maailmas.
PP-st valmistatud hingekaanega ravimikarp
Aruannete kohaselt on praegune ülemaailmne nõudlus PP-materjalide järele umbes 45 miljonit tonni aastas ja hinnanguliselt kasvab nõudlus 2020. aasta lõpuks umbes 62 miljoni tonnini. PP-de peamine rakendusala on pakenditööstus, mis moodustab umbes 30% kogu tarbimisest. Teine on elektri- ja seadmete tootmine, mis tarbib umbes 26%. Kodumasinad ja autotööstus tarbivad kumbki 10%. Ehitustööstus tarbib 5%.
PP on suhteliselt sileda pinnaga ja võibasendada mõningaid muid plasttooteid, näiteks POM-ist valmistatud hammasrattaid ja mööblipatju. Sile pind raskendab ka PP-d teiste pindade külge kinnitumist, see tähendab, et PP-d ei saa tööstusliimiga kindlalt siduda ja mõnikord tuleb see ühendada keevitamise teel. Võrreldes teiste plastidega on PP-l ka madala tihedusega omadused, mis võivad vähendada kasutajate kaalu. PP talub toatemperatuuril suurepäraselt orgaanilisi lahusteid, näiteks rasvu. Kuid PP on kõrgel temperatuuril kergesti oksüdeeritav.
PP üks peamisi eeliseid on selle suurepärane töötlemisvõime, mille saab moodustada survevalu või CNC-töötluse abil. Näiteks PP-ravimikarbis on kaas pudeli korpusega ühendatud elava hinge abil. Pillikarpi saab otse töödelda survevalu või CNC abil. Elav hing, mis kaant ühendab, on väga õhuke plastist leht, mida saab korduvalt painutada (liikudes äärmuslikus vahemikus 360 kraadi lähedal) purunemata. Kuigi PP-st valmistatud elav hing ei talu koormust, sobib see igapäevaseks tarbeks mõeldud pudelikorgi jaoks väga hästi.
Teine PP eelis on see, et seda saab komposiitplastide moodustamiseks hõlpsasti kopolümeriseerida teiste polümeeridega (näiteks PE). Kopolümeer muudab oluliselt materjali omadusi ja võib saavutada puhta PP-ga võrreldes tugevamaid tehnilisi rakendusi.
Teine mõõtmatu rakendus on see, et PP võib toimida nii plastmaterjali kui ka kiudmaterjalina.
Ülaltoodud omadused tähendavad, et PP-d saab kasutada paljudes rakendustes: taldrikud, kandikud, tassid, käekotid, läbipaistmatud plastmahutid ja paljud mänguasjad.
Millised on PP omadused?
PP olulisemad omadused on järgmised:
Keemiline vastupidavus: lahjendatud leelis ja hape ei reageeri PP-ga, mis muudab selle ideaalseks mahutiks selliste vedelike (näiteks detergentide, esmaabivahendite jms) jaoks.
Elastsus ja sitkus: PP elastsus on teatud läbipainde vahemikus ja see deformeerumise varases staadiumis läbib plastist deformatsiooni ilma pragunemiseta, seega peetakse seda tavaliselt "sitkeks" materjaliks. Tugevus on insenertehniline termin, mis on määratletud kui materjali võime deformeeruda (pigem plastiline kui elastne deformatsioon) purunemata.
Väsimiskindlus: PP säilitab kuju pärast palju keerdumisi ja painutusi. See funktsioon on eriti väärtuslik elavate hingede valmistamiseks.
Isolatsioon: PP materjalil on kõrge vastupidavus ja see on isoleermaterjal.
Läbilaskvus: sellest saab teha läbipaistva värvi, kuid tavaliselt on see looduslik läbipaistmatu värv, millel on teatud värvi läbilaskvus. Kui nõutakse suurt läbilaskvust, tuleks valida akrüül või PC.
PP on termoplast, mille sulamistemperatuur on umbes 130 kraadi Celsiuse järgi ja muutub sulamistemperatuurini jõudes vedelaks. Sarnaselt teistele termoplastidele saab ka PP-d korduvalt kuumutada ja jahutada, ilma et see oluliselt laguneks. Seetõttu saab PP taaskasutada ja hõlpsasti taastada.
Millised on erinevad PP tüübid?
On kahte peamist tüüpi: homopolümeerid ja kopolümeerid. Kopolümeerid jagunevad veel plokk-kopolümeerideks ja juhuslikeks kopolümeerideks. Igal kategoorial on ainulaadsed rakendused. PP-d nimetatakse sageli plastitööstuse "terasest" materjaliks, kuna seda saab valmistada PP-le lisandite lisamisega või ainulaadsel viisil, nii et PP-d saab muuta ja kohandada, et see vastaks ainulaadsetele rakenduse nõuetele.
Tööstuslikuks kasutamiseks mõeldud PP on homopolümeer. Löögikindluse parandamiseks lisatakse plokk-kopolümeer PP etüleeniga. Juhuslikku kopolümeeri PP kasutatakse plastiliste ja läbipaistvamate toodete valmistamiseks.
Kuidas PP tehakse?
Sarnaselt teistele plastmassidele algab see süsivesinikkütuste destilleerimisel moodustunud "fraktsioonidest" (kergemad rühmad) ja ühendatakse teiste katalüsaatoritega, moodustades polümerisatsiooni või polükondensatsiooni reaktsioonide käigus plasti.
CNC, 3D printimine ja survevaluseadmed
PP 3D printimine
PP-d ei saa kasutada filmi kujul 3D-printimiseks.
PP CNC töötlemine
PP kasutatakse CNC töötlemiseks lehtede kujul. Väikese hulga PP-osade prototüüpide valmistamisel teostame tavaliselt nende CNC-töötlust. PP-l on madal lõõmutamistemperatuur, mis tähendab, et see on kuumusest kergesti deformeeritav, mistõttu selle täpseks lõikamiseks on vaja kõrget oskust.
PP süstimine
Kuigi PP-l on poolkristallilised omadused, on selle madala sulamisviskoossuse tõttu väga hea voolavus, nii et seda on lihtne vormida. See funktsioon suurendab oluliselt materjali vormi täitmise kiirust. PP kokkutõmbumise määr on umbes 1-2%, kuid see varieerub paljude tegurite, sealhulgas hoidmisrõhu, hoidmisaja, sulamistemperatuuri, vormi seina paksuse, vormi temperatuuri ning lisaainete tüübi ja protsendi tõttu.
Muud kasutusalad
Lisaks tavapärastele plastrakendustele sobib PP väga hästi ka kiudude valmistamiseks. Selliste toodete hulka kuuluvad köied, vaibad, polster, riided jne.
Mis on PP eelised?
PP on kergesti kättesaadav ja suhteliselt odav.
PP on kõrge paindetugevusega.
PP on suhteliselt sileda pinnaga.
PP on niiskuskindel ja vähese veeimavusega.
PP-l on hea keemiline vastupidavus erinevatele hapetele ja leelistele.
PP on hea väsimiskindlusega.
PP on hea löögitugevusega.
PP on hea elektriisolaator.
Millised on PP puudused?
PP-l on kõrge soojuspaisumistegur, mis piirab selle kasutamist kõrgel temperatuuril.
PP on vastuvõtlik ultraviolettkiirte poolt lagunemisele.
PP on halvasti vastupidav klooritud lahustite ja aromaatsete süsivesinike suhtes.
PP-d on selle kehva nakkuvuse tõttu pinnale raske pihustada.
PP on väga tuleohtlik.
PP-d on lihtne oksüdeerida.
Vaatamata puudustele on PP üldiselt hea materjal. Sellel on ainulaadsed segamisomadused, mida muud materjalid ei saa võrrelda, see tähendab, et neid saab kopolümeriseerida teiste polümeeridega komposiitmaterjalide moodustamiseks ning lisada võib erinevaid lisaaineid, mis teeb sellest ideaalse valiku paljude projektide jaoks.
Mis on PP atribuudid?
Standardtingimustes, see tähendab ümbritseval temperatuuril 25 ° C ja 1 rõhu atmosfääris.
Tehnoloogia nimi: polüpropüleen (PP)
Keemiline valem: (C3H6) n
Vaigu tunnuskood (ringlussevõtuks):
Sulamistemperatuur: 130 ° C
Tüüpiline süstimistemperatuur: 32–66 ° C
Kuumuse moonutuste temperatuur: 100 ° C (rõhul 0,46 MPa)
Tõmbetugevus: 32 MPa
Paindetugevus: 41 MPa
Erikaal: 0,91
Kokkutõmbumise määr: 1,5–2,0%
