Polypropylen je syntetický termoplastický nepolární polymer patřící do třídy polyolefinů. Produkt polymerace propylenu. Bílá pevná látka.
Polypropylen se průmyslově vyrábí polymerací propylenu pomocí katalyzátorů Ziegler-Natta nebo metalocenových katalyzátorů. Polymerace probíhá při tlaku 10 atm. A teploty až 80 ºС. Způsob výroby polypropylenu pomocí katalyzátoru Ziegler-Natta byl vynalezen v roce 1957. Díky vynálezům Zieglera a Natta byla možná výroba izotaktického polypropylenu.
Podíl výroby polypropylenu pomocí metalocenových katalyzátorů v roce 2002 činil méně než 0,5 % z celkové světové produkce polypropylenu, ačkoli se předpokládá, že podíl metalocenových katalyzátorů vzroste do roku 2006 na 8 %.
Pro vlastnosti polymeru má rozhodující význam prostorové uspořádání postranních skupin (CH3-) vzhledem k hlavnímu řetězci. Existuje izotaktický, syndiotaktický a ataktický polypropylen. Hlavní a nejdůležitější odrůdou je polypropylen s izotaktickou strukturou. Izotaktický polypropylen má vysoký stupeň krystalinity, vysokou pevnost, tvrdost a tepelnou odolnost. Ataktický polypropylen je velmi pružný, měkký a lepivý produkt.
Průmysl vyrábí polymer sestávající převážně z makromolekul izotaktické struktury.
Tabulka 1: Vlastnosti polypropylenu
Hustota, g / cm | 0,90-0,92 |
Hmotnostní zlomek,% | |
izotaktická frakce | 95. 98 |
ataktická frakce | 5. 2 |
Pevnost v tahu, kg/cm2 | 260-400 |
Prodloužení po přetržení, % | 200-700 |
Teplota tání 0 °C | 160-170 |
Teplota skelného přechodu, 0С | -10. -20 |
Stupeň krystalinity, % | 50-75 |
Mrazuvzdornost, 0С | -10 a méně |
Tepelná vodivost, cal/s×cm×deg | 0,00033 |
Měrná tepelná kapacita, cal/g×deg | 0,40-0,50 |
Koeficient objemové roztažnosti při 20 0C | 0,00033 |
Absorpce vlhkosti po dobu 30 dnů při 20 0C, % | 0,03 |
tangens dielektrické ztráty při 10^6 Hz | (3-5)10^-4 |
Dielektrická konstanta při 10^6 Hz | 2,2 |
Měrný objemový elektrický odpor, Ohm×cm | 10 17 ^ |
Měrný povrchový elektrický odpor, Ohm | 10 16 ^ |
Elektrická pevnost při střídavém proudu na deskách o tloušťce 1 mm, sq/mm | 30-35 |
Polypropylen je vysoce odolný vůči kyselinám, zásadám, solným roztokům a dalším anorganickým agresivním prostředím. Při pokojové teplotě je nerozpustný v organických kapalinách, při zvýšených teplotách bobtná a rozpouští se v některých rozpouštědlech, například benzenu, tetrachlormethanu a etheru.
Polypropylen má nízkou absorpci vlhkosti. Vyznačuje se dobrými elektrickými izolačními vlastnostmi v širokém teplotním rozsahu.
Polypropylen je dostupný ve formě barevných a nebarvených granulí. K barvení se používají pigmenty nebo organická barviva. Lehký krystalizující materiál. Existují homopolymery (izotaktický polypropylen), blokové kopolymery s ethylenem (kopolymer), dále nahodilý kopolymer, metalocenový polypropylen (mPP), síťovaný polypropylen (PP-X, PP-XMOD).
Polypropylen má dobré mechanické vlastnosti. Homopolymer má zvýšenou tuhost a může být průhledný, ale při nízkých teplotách je křehký. Blokový kopolymer má vysokou odolnost proti nárazu a lze jej použít při nízkých teplotách. Má nízkou odolnost proti opotřebení. Snadno recyklovatelné. Transparentnost materiálu je zajištěna zavedením strukturotvorného prostředku (nukleátoru) a také použitím speciálních technologických technik (snížení teploty formy).
Obsah
- Oblasti použití polypropylenu
- Polypropylen v obalu
- Polypropylen ve vláknech
- Polypropylen ve strojírenství
- Polypropylen v elektronice a elektrotechnice
- Polypropylen v lékařství
- Pozice polypropylenu na trhu polymerů
- Přehled
- Závislost tlaku a teploty
- Teplota a značení
- Co posilování ovlivňuje?
- Sčítání
Oblasti použití polypropylenu
Polymerní materiály, mezi které patří polypropylen, jsou široce používány a zajišťují efektivní ekonomický rozvoj a zvýšení konkurenceschopnosti výrobků ve spotřebním průmyslu tím, že nahrazují drahé materiály, snižují materiálovou náročnost, vyvíjejí pokročilé technologie zpracování materiálů a vytvářejí nové generace zařízení.
Možnost získání široké škály modifikovaných materiálů na bázi polypropylenu od směsných termoplastických elastomerů až po vysokomodulové vysokopevnostní plasty, ekologičnost výrobků, vyrobitelnost jejich zpracování a likvidace přispívají k tomu, že polypropylen v poslední době vytlačuje polyvinylchlorid, ABS plasty a nárazuvzdorný polystyren z celosvětového trhu s plasty. Polypropylen pronikl do všech dominantních odvětví hospodářství: elektroniky, elektrotechniky, strojírenství, automobilového průmyslu, výroby přístrojů, dopravy, stavebnictví a mnoha dalších.
Polypropylen je někdy nazýván „králem“ plastů. Je známo, že polypropylen není nejoblíbenějším polymerem, takže v seznamu lídrů zůstává alespoň polyethylen a polyvinylchlorid. Avšak dnes je polypropylen bezkonkurenční, pokud jde o rychlost růstu výroby. Rozsah jeho použití se rychle rozšiřuje. A to i přesto, že dosud nebyl plně využit vědecký a technický potenciál tohoto polymeru.
Polypropylen v obalu
Polypropylenové fólie jsou jedním z nejoblíbenějších obalových materiálů na světě. Vlastnosti polypropylenových fólií se blíží vlastnostem polyethylenových fólií. V mnoha ohledech jsou polypropylenové fólie lepší než fólie vyrobené z jiných polymerů. Zejména jsou odolnější vůči teplu a chemickému napadení. polypropylenové fólie lze sterilizovat při vysokých teplotách (nad 100 ºС), což zvyšuje jejich hodnotu pro potravinářský a farmaceutický průmysl.
Další výhodou polypropylenových fólií je průhlednost, pružnost, netoxicita a snadná svařitelnost. Polypropylenové fólie vděčí za svůj významný pokrok na obalovém trhu inovacím nazývaným „filmová orientace“. Polypropylenové fólie orientované v jednom nebo dvou vzájemně kolmých směrech se začaly vyrábět relativně nedávno, ale bez nich si již nelze moderní trh s flexibilními obaly představit. Orientace fólie zvyšuje její tuhost, pevnost, průhlednost a odolnost proti vlhkosti. Například průhlednost orientované fólie je alespoň 4krát větší než průhlednost neorientované fólie. Přitom z hlediska svařitelnosti jsou neorientované fólie jednoznačně lepší, a tak se orientované fólie staly hlavními v těch typech obalů, kde průhlednost hraje rozhodující roli (například v galanterii).
V poslední době začíná polypropylen pomalu nahrazovat polyethylentereftalát a další plasty při výrobě lahví různých nádob a uzávěrů na ně. Ve světě jsou stále běžnější lahve vyrobené z polypropylenu s polypropylenovou fólií namísto obvyklého etiketového papíru. V některých oblastech světa však tento proces probíhá extrémně pomalu, například v Severní Americe. Polypropylen se stále častěji používá i při výrobě jiných typů obalů (obaly, nádoby). Polypropylén zároveň svou velkou pevností a chemickou odolností převyšuje polystyren a svou tuhostí a leskem převyšuje mnoho druhů polyetylenu. Pro svou vysokou chemickou odolnost je polypropylen hojně využíván pro opláštění nádob, ve kterých se skladují a přepravují tzv. agresivní kapaliny.
Polypropylen ve vláknech
Polypropylen má významné výhody oproti jiným polymerům při výrobě vláken. Polypropylenová vlákna mají relativně nízkou cenu. V průměru 1 kg polypropylenu produkuje více vláken než 1 kg jakéhokoli jiného polymeru. Polypropylenová vlákna se zároveň vyznačují vysokou pevností a vynikajícími elastickými vlastnostmi. Další výhodou polypropylenových vláken je jejich vysoká tepelná odolnost. Jedinou významnou nevýhodou těchto vláken je jejich zranitelnost vůči ultrafialovému záření. To je možná hlavní faktor zpomalující rozšířené používání polypropylenových vláken v textilním průmyslu.
Polypropylen ve strojírenství
Jednou z vlastností polypropylenu je vysoká odolnost proti opotřebení. To vede k širokému použití polypropylenu ve strojírenství, automobilovém průmyslu a stavebnictví. Z polypropylenu se vyrábí různá zařízení (chladničky, vysavače, ventilátory), v automobilovém průmyslu se z polypropylenu vyrábí tlumiče, pojistkové bloky, okenní díly, sedadla, nárazníky a díly karoserie atd.
Polypropylen v elektronice a elektrotechnice
Zde se z polypropylenu vyrábí izolační pláště, cívky, objímky lamp, části vypínačů, pouzdra pro televizory, telefony, rádia atd. S použitím polypropylenu jako izolačního materiálu existuje řada potíží, v této oblasti použití není PVC stále prakticky žádnou alternativou. Ale pokud jde o výrobu pěnové izolace pro komunikační vodiče, polypropylen již úspěšně konkuruje polyethylenu.
Polypropylen v lékařství
Zde je nejžádanější kvalitou polypropylenu odolnost při vysokých teplotách. To umožňuje, aby produkty vyrobené z polypropylenu byly podrobeny horké sterilizaci za jakýchkoli podmínek. Díky tomu jsou inhalátory a jednorázové injekční stříkačky vyráběny z polypropylenu. Ve výrobě injekčních stříkaček polypropylen opět předčil PE a polystyren. Kromě toho jsou injekční stříkačky často baleny ve fólii. A i zde se častěji používá polypropylen.
Pozice polypropylenu na trhu polymerů
Jedním z důvodů rychlého růstu spotřeby polypropylenu je rozšiřování jeho aplikačních oblastí v důsledku vytěsňování jiných polymerů. To se týká především polystyrenu a PVC. Tyto dva polymery jsou vystaveny největším útokům ze strany ekologicky zainteresované části veřejnosti, což se odpovídajícím způsobem odráží v legislativních iniciativách úřadů zejména v Evropě. Právě legislativa, která sleduje tyto typy polymerů ze dvou hlavních důvodů – likvidace odpadu a toxicita – nutí mnoho výrobců hotových plastových výrobků stále častěji se obracet na polypropylen jako alternativní materiál.
Polypropylen je netoxický a mnohem snáze se recykluje než většina ostatních plastů. Legislativa ohledně polypropylenu je mnohem mírnější. Především se to týká hlavní oblasti použití polypropylenu – obalů.
Tabulka 2: Světová spotřeba polypropylenu podle odvětví průmyslu
Aplikace | Podíl, % |
Obal | 33 |
Мебель | 14 |
Doprava | 12 |
Spotřební zboží | 10 |
elektronika | 9 |
Budova | 6 |
Ostatní | 16 |
Dalším faktorem, který hraje ve prospěch polypropylenu, je cena. V mnoha oblastech použití se polypropylenu také daří zastínit ostatní polymery, ale ne kvůli životnímu prostředí, ale kvůli jeho nižší ceně. Právě tomu vděčí polypropylen za svůj úspěch při výrobě tzv. technických plastů (elektronika, automobilový průmysl atd.).
Polypropylen má silné postavení ve výrobě polymerních vláken a nití. Nízké náklady a snadná likvidace umožňují nahradit polypropylen jinými materiály při výrobě předmětů pro domácnost (koberce, předložky a další materiály, které se nyní stále méně vyrábějí z látek), hygienických potřeb (stejné jednorázové plenky) a lékařských potřeb. položky. V poslední době se polypropylen začal hojně využívat v automobilovém průmyslu.
Technologie [155] | Produkty [80] |
Vybavení [45] | Suroviny [118] |
Recenze trhu [205] | Rozhovor [111] |
![]() | Všechny články |
Články jsou publikovány se svolením autora a povinným uvedením odkazu na zdroj
Redakce platí na smluvním základě
technické články, marketingové zprávy, recepty, recenze trhu
a další průmyslové informace a práva nezveřejňovat
Zveme specialisty ke spolupráci jako autory a konzultanty na volné noze!
V případě dotazů ohledně publikování a placení článků kontaktujte redakci:
Tel: +7 (499) 490-77-79
Poslat zprávu
Úplné nebo částečné kopírování jakýchkoli materiálů zveřejněných na Plastinfo.ru za účelem zveřejnění
na jiných internetových stránkách je povoleno pouze s aktivním hypertextovým odkazem na plastinfo.ru!
Úplné nebo částečné použití jakýchkoli materiálů zveřejněných na Plastinfo.ru,
v médiích, tištěných publikacích, marketingových zprávách povoleno pouze s odkazem
na „Plastinfo.ru“ a v některých případech vyžaduje písemné povolení od Plastinfo LLC
Polypropylenové trubky se často používají v systémech zásobování horkou vodou. Používají se kvůli několika pozitivním vlastnostem: nízká cena, odolnost proti korozi, snadná instalace. Musíte však pochopit, že polypropylen, na rozdíl od kovu, má omezení teploty chladicí kapaliny. Zvažme, jakou teplotu polypropylenové topné trubky vydrží.
Přehled
Maximální teplota chladicí kapaliny pro polypropylenové trubky je 95 0 C Celsia. Při 140 0 C se tento materiál snadno deformuje díky své měkkosti. Hrozí prasknutí. Pokud ohřev dosáhne 200 0 C, materiál se začne tavit.
Vzhledem k tomu, že ohřev teplé vody v topném systému většiny bytů a domů nepřesahuje 90 0 C, jsou tyto výrobky docela vhodné k použití. Jsou však vyrobeny z různých komponentů, takže ne každý model vydrží ani 60 0 C. Speciální požadavky jsou také kladeny na výrobky používané v systému „teplé podlahy“.
Je možné použít polypropylen při teplotách nad normálem? Odborníci dávají negativní odpověď. Ano, materiál vydrží krátkodobý skok, ale tato teplota by neměla být konstantní. V opačném případě se životnost dat výrazně zkrátí. Model navržený pro 50 let používání sotva vydrží rok při dvojnásobku běžného tempa.
Závislost tlaku a teploty
Důležitým parametrem je nejen teplota, ale také tlak. Limitní parametr je 30 kilogramů na centimetr čtvereční. Výrobce však doporučuje nepřekračovat tlak nad 10 kilogramů.
Jakou teplotu mohou odolat polypropylenové trubky pro horkou vodu s průměrnými charakteristikami? Pro maximální životnost se doporučuje, aby ohřev kapaliny nepřesáhl 70 0 C a tlak nepřesáhl 6 atmosfér.
Při výběru potrubí pro přívod studené nebo teplé vody je důležité zkontrolovat kvalitu materiálu. Výrobek nesmí obsahovat:
V opačném případě nebude životnost odpovídat té deklarované výrobcem.
Teplota a značení
Jakou teplotu produkty vydrží, zjistíte podle označení:
- PN 10. Tento model je ideální pro studené tekutiny. Polypropylenové trubky a RTP tvarovky pro vnitřní kanalizaci a vodovod jsou určeny pro teploty do 45 0 C.
- PN 16. Lze použít jak pro studenou chladicí kapalinu, tak pro přívod kapaliny do topného systému. Ohřev vody může dosáhnout 60 0 C.
- PN 20. Teplota vody se může pohybovat od 0 do 80 0 C. Tato vlastnost umožňuje jejich použití pro topné systémy.
- PN 25. Charakteristickým rysem je zesílení, díky kterému je model schopen odolat vysokému tlaku a teplotě. Výrobek s označením PN25 snese zahřátí až na 95 0 C. Výztuž lze provést z několika materiálů (o tom více později).
Důležité! Stojí za to vědět, že existuje přímý vztah mezi cenou a označením. Čím vyšší číslo po PN, tím dražší výrobek bude. Pro přívod studené vody a kanalizaci tedy není nutné pořizovat potrubí s označením vyšší než PN10. Ale pro topné systémy byste měli zvolit PN16, 20 nebo 25 produktů.
Co posilování ovlivňuje?
Aby bylo dosaženo dobrého vytápění místnosti, je v bytě instalováno zpětné potrubí a ohřev vody je zvýšen o 10 0 C. S rostoucím ohřevem ztrácí materiál své vlastnosti a rozšiřuje se v průměru. Pokud se teplota výrazně zvýší, produkt může prasknout. To je zvláště nebezpečné při instalaci komunikací do betonového potěru. Vede to k:
- Praskání betonu.
- Netěsnosti topného systému.
Aby se snížil koeficient roztažnosti, výrobci vyztužují trubky – zvyšují nosnost polypropylenu dalším materiálem:
- Hliníková fólie, která se nanáší na vnější povrch.
- Hliník, který se nachází uvnitř výrobku, blíže k vnější straně (zejména trubky Valtec PP-ALUX).
- Sklolaminát (například trubky Valtec PP-Fiber).
- Složení vlákna a skelného vlákna.
Kromě snížení tepelné roztažnosti výztuha pomáhá udržovat pevnost materiálu při výrazném zahřívání. I když se kapalina zahřeje na 120 0 C, produkt nepraskne, jako se to stane u nevyztužených analogů.
Odborníci doporučují zvolit výrobky vyztužené skelným vláknem. Za stejnou cenu mají tyto modely řadu výhod:
- Před instalací není nutné žádné čištění okrajů.
- Mají krátkou dobu pájení (stejně jako nevyztužené analogy).
- Nedochází k žádné vnitřní delaminaci materiálu.
Polypropylenové trubky se skelným vláknem odpovídají označení PN25, a proto odolávají teplotám až 95 0 C při zachování své tloušťky. Kritická teplota pro takové výrobky je 120 0 C. Materiál snese krátkodobé zahřátí, avšak při stálém působení se životnost výrobku výrazně zkracuje.
Sčítání
Zjistili jsme, že výrobky pro zásobování studenou vodou jsou určeny pro teploty do +45 0 C, pro horkou vodu – od 60 do 95 0 C. Při výběru komunikace pro váš domov je důležité vzít v úvahu několik vlastností:
- Typ přívodu vody (studená/teplá).
- Teplotní rozdíl v bytě v zimě a v létě v místě, kde jsou instalovány komunikace.
- Požadavky na typ vytápění a stavební předpisy.
Se znalostí těchto parametrů si můžete vybrat nejvhodnější typ pro konkrétní případ, aniž byste museli přeplácet dražší variantu.