Где применяется полипропилен. Полипропилен. Что из него делают

Полипропилен - это термопластичный, синтетический полимер, который относится к классу полиолефинов, характеризуется твердостью и низкой плотностью, бесцветный.
История полипропилена.
Откуда же он взялся? Такое великое открытие, как полипропилен, принадлежит итальянскому химику Джулио Натта. Путем использования металлокомплексного катализа в 1954 году химикам удалось открыть полипропилен, за что в 1963 году были награждены Нобелевской премией за свое великолепное открытие, которым пользуются по настоящее время. В промышленности изготовление полипропилена приходится на 1956 год, Италия. На комбинате «Montekatini» начали производить волокна. В России же, полипропилен начали выпускать с 1965 года.
Производство полипропилена
Каким же образом выпускается полипропилен? Итак, полипропилен выпускается при помощи метода полимеризации пропилена при среднем или низком давлении в растворе или массе. Важным моментом для проведения полимеризации является наличие температуры до 80С и давления не менее 10 атм. В качестве растворителя могут использовать пропан, гектан или бензин. После отделения необходимо удалить остатки растворителя при помощи спирта или смесью воды и спирта. Далее производится сушка полипропилена, идет смешивание ПП со стабилизаторами и красителями и в итоге гранулируется.
В обыденной обстановке изготовить это вещество невозможно, так как для производства полипропилена используется специальное оборудование. Как правило, полипропилен выпускают диаметром 2-6мм, в виде гранул.
Сферы применения
Полипропилен просочился практически во все области: машиностроение, электронику, строительство, электротехнику и многие другие. В электронике и электротехнике из пропилена производятся корпуса и мелкие элементы для телефонных аппаратов, телевизоров, и даже радиоприемников, изготавливаются элементы для рубильников, ламповых патронов и катушек.
В машиностроении полипропилен используется для изготовления деталей бытовой техники.
Что касается автомобилестроения, то здесь из полипропилена изготавливают элементы для окон, кузова автомобилей, делают бампера, амортизаторы. Так как полипропилен обладает высокой износостойкостью, он пользуется великим спросом в этой сфере.
Полипропилен распространен и в медицине. Благодаря полипропилену изготавливаются шприцы и ингаляторы. В пищевой промышленности изготавливают крышки для бутылок, пищевые упаковки, тары.
Полипропилен используется и для производства волокон. Полученные волокна из полипропилена обладают термостойкостью, эластичностью и долговечностью.
Физико-химические свойства полипропилена
Полипропилен - кристальное вещество, которое не имеет цвета, запаха, не токсичен при горении. Обладает надежной прочностью при многократном ударе или изгибе, стоек к износостойкости, пригоден к контакту с пищевыми продуктами и питьевой водой, водонепроницаем, температура плавления 145-170С.
Полипропилен устойчив к воздействию минеральных кислот и щелочей, водных солевых растворов при температуре ниже 600С, обладает хорошей химической инертностью и устойчив к перфорации под давлением.
Все изделия, которые произведены из полипропилена могут выдержать высокую температуру кипения и подвергаться парообработке без существенного формоизменения.
Виды полипропилена
Существует несколько видов полипропилена:
Металлоценовый
Сополимер
Статистический сополимер полипропилена
Гомополимер
Металлоценовый полипропилен можно добыть, используя метод полимеризации с металлоценовыми катализаторами. При использовании специальных металлоценовых катализаторов получаем полипропилен, в котором содержатся изотактические и тактические блоки в одной макромолекуле. Данный вид полимера походит на резину и является прекрасным эластомером, и все это происходит благодаря изотактическим блокам, которые самостоятельно образуют кристаллы.
Сополимер был открыт в конце 50-х годов. Для получения сополимера необходим второй реактор, производится в виде гранул, которые однородны по цвету. Сополимеры обладают высокой ударной прочностью и эластичностью, стойки к термоокислительному разрушения в процессе переработки и производства полипропилена. Сополимеры используются для изготовления деталей бытовой и электротехники, в автомобильной промышленности, для производства одноразовой посуды, упаковок, промышленных контейнеров, для садовой и офисной мебели.
Статистический сополимер полипропилена бывает прозрачный и непрозрачный. Прозрачный статистический сополимер пропилена используют для изготовления листов, пленок, упаковочного материла для пищевых продуктов, а непрозрачный используется для образования фитингов и производства труб. Статистический сополимер пропилена имеет стойкость к кислотам, щелочам, растворам солей и органическим растворителям, при комнатной температуре, достаточно прост в переработке.
Гомополимер пропилена является достаточно твердым полимером, и имеет высокую прочность при изгибе, содержит мономерные, одинаковые звенья в одной макромолекуле. Используется для изготовления ло тков и контейнеров, ведер, предметов в домашнем быту.

Из него делают бассейны и телефоны, шприцы и бутылки… Речь о полипропилене - незаменимом нынче синтетическом материале. А появился он не так давно - в 1954-ом году. Синтезировал его впервые итальянский химик Джулио Натта, за что впоследствии получил Нобелевскую премию по химии. А материал уже через два года начали производить на промышленном уровне - на заводе в городе Ферраре, сейчас это предприятие остаётся одним из самых крупнейших в мире по производству полипропилена.

Этот материал постепенно теснит с рынка ближайшего собрата - всем известный полиэтилен. Они близки по структуре, но полипропилен - более жёсткий, выдерживает более высокую температуру, не размягчаясь. Вот и находится ему всё больше применения. Причём, сразу в двух ипостасях - и как пластмассы, и как волокон. В частности, из него изготовлены прочнейшие обвязочные материалы: полипропиленовый шпагат и полипропиленовая нить. Различаются они толщиной, а, значит, нагрузкой, которую выдерживают - шпагат может вынести большую. Изначально, разница есть в способе изготовления - при производстве шпагата полипропиленового скручивают множество волокон, а нить - это часть тончайшей плёнки, в которую расплавляют и раскатывают гранулы полипропилена.

Первоначальная форма полипропилена - именно гранулы, и неоспоримый плюс в том, что этому материалу можно затем придавать любую форму, и, ещё в процессе синтеза, задавать разные полезные свойства. Поэтому из него можно сделать как контейнер для еды, так и бампер для машины. Патроны в люстрах, ковры - полипропилен уже повсюду, его производство растёт сейчас самыми быстрыми темпами. Постоянно увеличиваются и объёмы выпускаемой из него продукции - тот же полипропиленовый шпагат реализуют во всё больших количествах. Он, как и нить полипропиленова я, сделан «на века», эксплуатируется десятки лет без износа, без разложения и истирания, которые свойственны верёвкам из натуральных материалов. Этот синтетический материал не разрушить ни суровым климатом, ни большинством кислот. Ему не страшны бактерии - полипропилен ведь используют даже в медицине - изготавливают шприцы, делают постоперационные швы. Ещё один плюс именно шпагата из этого материала - стоимость. Производство полипропиленового шпагата и нити зачастую налажено из вторсырья, да и сам процесс не слишком затратный, поэтому конечный продукт реализуют по приемлемым ценам. Поэтому полипропиленовый шпагат и полипропиленовая нить всё успешнее вытесняют конкурентов со своего сегмента рынка, как и сам полипропилен в целом - многогранный и практичный материал.

Полипропилен получают в промышленности путем полимеризации пропилена при помощи катализаторов Циглера-Натта или металлоценовыми катализаторами. Полимеризация происходит при давлении 10 атм. И температуре до 80 ºС. Способ производства полипропилен с помощью катализатора Циглера-Натта был изобретен в 1957 году. Благодаря изобретениям Циглера и Натта стало возможным производство изотактического полипропилена.

В промышленности получают полимер, состоящий в основном из макромолекул изотактического строения.

Таблица 1: Cвойства полипропилена

Плотность, г/см

Массовая доля, %

изотактической фракции

атактической фракции

Предел прочности при разрыве, кг/см2

Отностительное удлинение при разрыве, %

Температура плавления, 0С

Температура стеклования, 0С

Степень кристалличности, %

Морозостойкость, 0С

Теплопроводность, кал/сек×см×град

Удельная теплоемкость, кал/г×град

Коэффициент объемного расширения при 20 0С

Влагопоглощение за 30 сут при 20 0С, %

Тангенс угла диэлектрических потерь при 10^6 Гц

Диэлектрическая проницаемость при 10^6 Гц

Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом×см

Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом

Электрическая прочность на переменном токе на пластинах толщиной 1 мм, кв/мм

Полипропилен обладает высокой стойкостью к кислотам, щелочам, растворам солей и другим неорганическим агрессивным средам. При комнатной температуре не растворяется в органических жидкостях, при повышенных температурах набухает и растворяется в некоторых растворителях, например, в бензоле, четыреххлористом углероде, эфире.

Полипропилен имеет низкое влагопоглощение. Характеризуется хорошими электроизо-ляционными свойствами в широком диапазоне температур.

Полипропилен выпускается в виде окрашенных и неокрашенных гранул. Для окрашивания используют пигменты либо органические красители. Легкий кристаллизующийся материал. Различают гомополимер (изотактический полипропилен), блок-сополимер с этиленом (сополимер), а также статистический сополимер (random copolymer), металлоценовый полипропилен (mPP), сшитый полипропилен (PP-X, PP-XMOD).

Полипропилен имеет хорошие механические свойства. Гомополимер имеет повышенную жесткость, может быть прозрачен, но хрупок при низких температурах. Блок-сополимер имеет большую ударопрочность и может использоваться при низких температурах. Имеет низкую износостойкость. Легко перерабатывается. Прозрачность материала обеспечивается за счет введения структурообразователя (нуклеатора), а также использования специальных технологических приемов (понижение температуры формы).

Области применения полипропилена

Полимерные материалы, в число которых входит и полипропилен, находят широкое применение и обеспечивают эффективность развития экономики и повышение конкурентоспособности продукции в отраслях-потребителях за счет замены дорогостоящих материалов, снижения материалоемкости, формирования прогрессивных технологий переработки материалов, создания новых поколений техники.

Возможность получения широкой гаммы модифицированных материалов на основе полипропилена от смесевых термоэластопластов до высокомодульных высокопрочных пластиков, экологическая чистота продуктов, технологичность их переработки и утилизации способствуют тому, что полипропилен в последнее время вытесняет с мирового рынка пластмасс поливинилхлорид, АБС-пластики, ударопрочный полистирол. Полипропилен проник во все доминирующие отрасли экономики: электронику, электротехнику, машиностроение, автомобилестроение, приборостроение, транспорт, строительство, емкостное оборудование и многие другие.

Полипропилен иногда называют «королем» пластмасс. Известно, что полипропилен не является самым популярным полимером, пропуская вперед в списке лидеров как минимум полиэтилен и поливинилхлорид. Однако на сегодняшний день по темпам роста производства полипропилен вне конкуренции. Сфера его применения стремительно расширяется. И это при том, что весь научный и технический потенциал этого полимера до сих пор не реализован.

Полипропилен в упаковке . полипропиленовые пленки - один из самых популярных в мире упаковочных материалов. Характеристики полипропиленовых пленок близки к пленкам из полиэтилена. По многим параметрам полипропиленовые пленки превосходят пленки из других полимеров. В частности они более стойки к нагреванию и химическому воздействию. полипропиленовые пленки можно подвергать стерилизации при высоких температурах (свыше 100 ºС), что повышает их ценность для пищевой и фармацевтической отраслей.

Другое достоинство полипропиленовых пленок - прозрачность, гибкость, нетоксичность, легкая свариваемость. Существенным продвижением на рынке упаковки полипропиленовые пленки обязаны новшествам под названием "ориентация пленки". Ориентированные в одном или двух взаимно перпендикулярных направлениях полипропиленовые пленки начали производить сравнительно недавно, но без них уже не возможно представить себе современный рынок гибкой упаковки. Ориентация пленки повышает ее жесткость, прочность, прозрачность и свойства влагоизоляции. Например, прозрачность ориентированной пленки как минимум в 4 раза превышает прозрачность не ориентированной пленки. В тоже время по такому показателю как свариваемость не ориентированные пленки явно лучше, поэтому ориентированная стала основной в тех видах упаковки, где именно прозрачность играет решающую роль (например, в галантерее).

В последнее время полипропилен начинает потихоньку вытеснять полиэтилентерефталат и другие пластики в производстве бутылок различных емкостей и крышек для них. В мире все чаще встречаются бутылки из полипропилен с полипропиленовой пленкой вместо привычной этикеточной бумаги. Однако, в некоторых регионах мира этот процесс происходит крайне медленно, например, в Северной Америке. Также полипропилен все чаще используется в производстве других видов упаковки (тары, контейнеров). При этом полипропилен за счет большой прочности и химической стойкости теснит полистирол, за счет жесткости и глянцевитости - многие виды полиэтилена. Из-за высокой химической стойкости полипропилен широко применяется для плакирования емкостей, в которых хранятся и транспортируются так называемые агрессивные жидкости.

Полипропилен в волокнах . Существенные преимущества над другими полимерами полипропилен имеет в сфере производства волокон. Полипропиленовые волокна имеют относительно низкую стоимость. В среднем из 1 кг полипропилена получается больше волокон, чем из 1 кг любого другого полимера. При этом полипропиленовые волокна отличаются высокой прочностью и прекрасными эластичными свойствами. Еще одно достоинство волокон из полипропилена - высокая термостойкость. Единственным существенным недостатком этих волокон - уязвимость перед ультрафиолетовым излучением. Это, пожалуй, основной фактор, тормозящий начало повсеместного применения полипропиленовых-волокон в текстильной промышленности.

Полипропилен в машиностроении . Одним из свойств полипропилена является высокая износостойкость. Это обуславливает широкое применение полипропилена в машиностроении, автомобилестроении и строительстве. Из полипропилена производят делали различного оборудования (холодильников, пылесосов, вентиляторов), в автомобилестроении из полипропилена делают амортизаторы, блоки предохранителей, детали окон, сидений, бамперы и детали кузова автомобилей и т.д.

Полипропилен в электронике и электротехнике . Здесь из полипропилена производят изоляционные оболочки, катушки, ламповые патроны, детали выключателей, корпуса телевизоров, телефонных аппаратов, радиоприемников и т.д. С применением полипропилена в качестве изоляционного материала существует ряд трудностей, в этой области применения ПВХ пока является практически безальтернативным. А вот что касается производства пеноизоляции для коммуникационных проводов, то здесь полипропилен уже успешно конкурирует с полиэтиленом.

Полипропилен в медицине . Здесь самое востребованное качество полипропилена- устойчивость при высоких температурах. Это дает возможность продукции, сделанной из полипропилена, подвергаться горячей стерилизации в любых условиях. Благодаря этому из полипропилена производят ингаляторы и разовые шприцы. В производстве шприцов полипропилен в очередной раз обошел ПЭ и полистирол. Кроме того, шприцы часто упаковывают в пленку. И здесь также чаще применяется полипропилена.

Позиции полипропилена на рынках полимеров

Одной из причин стремительного роста потребления полипропилена является расширение сфер его применения за счет вытеснения других полимеров. В первую очередь это касается полистирола и ПВХ. Эти два полимера подвержены наибольшим нападкам со стороны экологически озабоченной части общественности, что соответствующим образом отражается на законодательных инициативах властей, особенно в Европе. Именно законодательства, преследующие эти виды полимеров по двум основным позициям – утилизация отходов и токсичность – заставляет многих производителей готовой пластиковой продукции все чаще обращаться к полипропилену, как к альтернативному материалу.

Полипропилен не токсичен и гораздо легче, чем большинство других пластиков, утилизируется. Законодательство в отношении к полипропилена гораздо более мягкое. В первую очередь это относится к главной сфере применения полипропилена – упаковке.

Таблица 2: Мировое потребление полипропилена по отраслям промышленности

Еще один фактор, играющий в пользу полипропилена – цена. Во многих сферах применения полипропилена также удается теснить другие полимеры, но уже не из-за экологии, а благодаря более низкой себестоимости. Именно этим полипропилен обязан своим достижением в сфере производства продукции так называемых инженерных пластмасс (электроника, автомобилестроение и т.д.).

Сильны позиции полипропилена в производстве полимерных волокон и нитей. Здесь дешевизна и легкость утилизации позволяют полипропилену вытеснять другими материалами в сфере производства предметов домашнего обихода (ковры, пледы и прочие материалы, которые теперь все меньше производятся из тканей), предметов гигиены (те же одноразовые подгузники) и предметов медицинской сферы. В последнее время полипропилен начал широко применяться в автомобилестроении.

Полипропилен - синтетический материал, то есть материал изготавливаемый искусственно, с использованием в качестве сырья нефти, угля и природного газа. Благодаря трансформации этих веществ получаются химические соединения, структура которых определяет специфические свойства материалов, широко используемых в промышленности.

Образуется полипропилен после полимеризации пропилена. Кроме того, технология производства этого вещества позволяет получать пропилен с разными свойствами.

В последнее время полипропилен, благодаря широкой гамме модифицированных материалов на его основе, экологической чистоте продуктов, технологичности их утилизации и переработки, вытесняет с мирового рынка ударо-прочный полистирол, АБС-пластики и пластмасс поливинилхлорид. Полипропилен смог проникнуть во все доминирующие экономические отрасли: электротехнику, электронику, строительство, автомобилестроение, машиностроение, транспорт, приборостроение, медицине и многие другие. На сегодняшний день полипропилен по темпам роста производства вне конкуренции и это при том, что весь технический и научный потенциал этого полимера не реализован до сих пор.

Наиболее широкое свое применение полипропилен нашел в следующих областях:

Благодаря своим технологическим и потребительским качествам полипропилен имеет достаточно широкую область применения и занимает по мировому выпуску – 20,5 процентов, то есть второе место после полиэтилена.

Важный сегмент рынка полипропиленовых материалов – полипропиленовый рециклинг. Большая часть российских компаний не только занимается закупкой полипропиленовых отходов, но и перерабатывает, продает или использует вторичный полипропилен. Для этого, в основном, применяется технология экструдирования очищенных отходов, после чего они дробятся. В результате получается вторичный гранулированный материал, приспособленный для производства многих изделий.

В последнее время на рынке полимерных материалов стали появляться все новые и новые разновидности полипропилена, схожие по своим свойствам с резиной, что содействует открытию новых областей для его использования.

Похожие статьи

© 2019 evently.ru. Все о канализации и водоснабжении.