от производства до сервисного обслуживания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+7 (4012) 900 984

 

Главная / Статьи

Полипропилен

                       012_1.jpgpolipropilen_1.jpgoblast-primeneniya-polypropilen_1.jpg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полипропилен – кристаллический линейный полимер класса полиолефинов, общей формулы [-CH2 – CH(CH3)-]n. Благодаря удачному сочетанию технологических и эксплуатационных свойств, в настоящее время занял одно из ведущих мест в промышленности полимерной упаковки. Особенно широкое применение здесь получили полипропиленовые гибкие пленки и пленочные материалы на их основе. Познакомимся подробнее с этим, во многих отношениях уникальным полимером.

Исходное сырье. 
Исходным сырьем для производства полипропилена является пропилен – непредельный углеводород формулы СН2 = СН – СН3. Это бесцветный газ, обладающий слабым характерным для олефинов запахом. В промышленности его выделяют из газообразных продуктов термического и каталитического крекинга нефти, так называемого крекинг-газа. Полипропилен также может быть получен совместно с этиленом при пиролизе керосина, низкооктановых фракций бензина или природных газов. Обычно он выделяется в смеси с пропаном. Полученную таким образом пропан-пропиленовую фракцию для удаления примесей, подвергают тонкой ректификации. Концентрации примесей в получаемой фракции должна составлять не более 0,3 – 0,1 %, - в основном пропан. Фракция, используемая для полимеризации не должна содержать соединений, способных "отравить" катализатор, таких как СО, СО2, вода, сернистые соединения, производные ацетилена. Эти примеси удаляются в процессе тонкой очистки реакционной смеси.

Синтез. 
В отличие от этилена, пропилен практически не полимеризуется по свободно-радикальному механизму, для него характерна каталитическая полимеризация. Поэтому, несмотря на химическую активность двойной связи пропилена, первые попытки провести полимеризацию его, используя процесс высокого давления, привели только к получению маслянистой жидкости или резиноподобного вещества, не имеющих практического применения. В 1954 году профессору Дж. Натта (Италия) с сотрудниками впервые удалось получить высокомолекулярный кристаллический полимер пропилена, используя для этого модифицированный катализатор Циглера (Циглера-Натта). Катализатор представляет собой комплексное элементоорганическое соединение на основе солей алюминия и титана, общей формулы AlCl3*nTiCl3 + AlR2Cl, иногда AlR3. Реже используются катализаторы на основе соединений ванадия. 

Основное свойство данной каталитической системы, - ее селективность и стереоспецифичность, т.е., в процессе роста полимерной цепи катализатор контролирует положение каждой присоединяющейся мономерной единицы, обеспечивая, таким образом, получение стереорегулярной макромолекулярной цепи из асимметричных звеньев. Ионно-координационный механизм реакции полимеризации пропилена на катализаторах Циглера-Натта достаточно сложен, в частностях спорен, во многом требует дополнительных исследований, и рассмотрение его выходит за рамки данной статьи. Однако следует отметить, что работа Дж. Натта явилась прорывом в технологии синтеза полимеров, так как впервые были синтезированы полимеры с регулярной пространственной структурой. 

При синтезе стереорегулярного (изотактического) полипропилена впервые в промышленном масштабе удалось овладеть процессом стереоспецифической полимеризации. И сейчас такой механизм полимеризации широко используется для получения целого ряда технически важных полимеров, необходимых, например, при производстве резинотехнических изделий, а также в текстильной промышленности.

Свойства полипропилена:

Полипропилен (ПП) - это твердый термопластичный полимер с температурой плавления 165-170°С и плотностью 900-910 кг/м3. Максимальная температура эксплуатации ПП без нагрузки - 150°С. Полипропилен имеет более высокую теплостойкость, чем полиэтилен, обладает хорошими диэлектрическими показателями при широком интервале температур. ПП нерастворим в органических растворителях при комнатной температуре, при нагревании до 80°С и выше, он растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах.

Полипропилен устойчив к воздействию кислот и оснований, а также к водным растворам солей, минеральным и растительным маслам. ПП мало подвержен растрескиванию под воздействием агрессивных сред.Выпускают различные марки полипропилена, модифицированные минеральными наполнителями и каучуками, поэтому цена на полипропилен может сильно оличаться.

Отличительные черты полипропилена (ПП):

- высокая прочность
- низкая плотность
- полипропилен цена достаточно низкая
- устойчивость к ударам и многократным изгибам
- хорошая износостойкость, повышающаяся с ростом молекулярной массы
- отличная электроизоляция
- высокая химическая стойкость
- низкая паро- и газопроницаемость
- при высоких температурах стойкость к щелочам, кислотам, растворам солей, растительным иминеральным маслам
- при комнатной температуре не растворимость в растворителях - органических
- растворимость только в ароматических и хлорированных углеводородах (при высокой температуре)
- высокая водостойкость
- практическая прозрачность в тонких пленках
- легко перерабатываемый
- хорошее смешивание с красителями
- легко хлорируется
- легко кристаллизуется
- физиологически безвреден
- отличная свариваемость

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 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.