پلی پروپیلن چیست

پلی پروپیلن (Polypropylene) که به اختصار PP نامیده می شود یک پلیمر ترکیبی از ترموپلاستی ساخته شده از ترکیب مونومرهای پروپیلن است.به عنوان یکی از قابل توجه ترین مواد محسوب می شودکه کاربرد وسیعی در طراحی محصول، بسته بندی ، قطعات پلاستیکی برای صنایع مختلف از جمله صنعت خودرو و منسوجات دارد.

پلی پروپیلن

پلی پروپیلن دومین ترموپلاستیک پرمصرف از خانواده پلی اولفین هاست. در مقایسه با PE با چگالی کم و زیاد ͵PP دارای استحکام ضربه ای کمتر ولی دمای کاربری بالاتر و استحکام کششی بیشتر است. پلی پروپیلن یک از پلیمرهای با کارآیی متنوع است . پلی پروپیلن (PP) یک پلیمر خطی هیدروکربنی است به عنوان CnH2n بیان می شود. PP، مانند پلی اتیلن و پلی بوتن (PB)، یک پلی اولفین یا پلیمری اشباع شده است.پلی پروپیلن یکی از متنوع ترین پلیمرهای در دسترس است با کاربردهایی هم به عنوان یک پلاستیک و هم به عنوان فیبر، تقریبا در تمام بازارهای پلاستیک وجود دارد.    

تولید پلی پروپیلن

تولید پلی پروپیلن با فرآیند فاز دوغابی، محلول یا گاز، که در آن منومر پروپیلن تحت گرما و فشار در حضور یک سیستم کاتالیزور قرار می گیرد،تولید می شود. پلیمریزاسیون در درجه حرارت و فشار نسبتا پایین انجام شده و محصول نهایی شفاف است، اما به آسانی رنگ می گیرد. با تغییر در کاتالیزور و شرایط تولید می توان خواص پلاستیک را تغییر داد. پروپیلن ، همراه با اتیلن، توسط کرکینگ نفتا (تقطیر سبک نفت خام) به دست می آید. اتیلن، پروپیلن، و آلکن های بالاتر توسط تقطیر جزء به جزء دمای پایین از هم جدا می شوند. پروپیلن که در ابتدا از محصول جانبی اتیلن در اوایل دهه 1950 بود، در حال حاضر خود یک ماده مهم است.پلی پروپیلن یک پلیمر تناژ بالا با نرخ رشد بالاتر از نرخ رشد معمول برای چنین ترموپلاستیکی است. این نرخ رشد تا حدودی به دلیل تنوع پلی پروپیلن است، و از این رو دارای طیف گسترده ای از کاربردها است.

مزایای پلی پروپیلن

• چگالی کم (0.9 - 0.91 g/cm3)
• مقاومت تخریبی در برابر استرس های محیطی
• مقاومت کششی بالا
• صلبیت بالا
• پلی پروپیلن به راحتی در دسترس و نسبتا ارزان است.
• پلی پروپیلن با توجه به ماهیت نیمه بلوری آن دارای خمیدگی بالا است.
• پلی پروپیلن دارای سطح نسبتا لغزنده است.
• پلی پروپیلن بسیار مقاوم در برابر جذب رطوبت است.
• پلی پروپیلن مقاومت شیمیایی خوبی در طیف گسترده ای از اسید و پایه دارد.
• پلی پروپیلن دارای مقاومت خستگی خوب است.
• پلی پروپیلن دارای قدرت ضربه خوب است.
• پلی پروپیلن یک عایق برق خوب است.
• استحکام مکانیکی خوب
• خواص خوب قالب گیری
• بی بو و غیر سمی

معایب پلی پروپیلن

• پلی پروپیلن دارای ضریب انبساط حرارتی بالا است که کاربردهای دما را محدود می کند.
• حساسیت و تخریب نسبت به تابش پرتوهای ماورای بنفش .
• پلی پروپیلن دارای مقاومت کمتری نسبت به حلال های کلر و آروماتیک است.
• پلی  پروپیلن شناخته شده است که نقاشی دشوار است زیرا خواص پیوندی ضعیف دارد.
• پلی پروپیلن بسیار قابل اشتعال است.
• تمایل به اکسیده شدن در هوای آزاد

دسته بندی پلی پروپیلن از لحاظ نظم فضایی

پلی پروپیلن از لحاظ نظم فضایی به سه ساختار زیر تقسیم بندی می شود:

ایزوتاکتیک (ipp) (هم نظم )

• دراین ساختار گروه های متیل در یک طرف زنجیره اصلی قرار دارند.
• ساختار ایزوتاکتیک، دمای ذوب بالایی دارد و ماده ای کریستالی و چقرمه است.

سیندیوتاکتیک (spp) (تک نظم )

• دراین ساختار گروه های متیل به صورت یک در میان در بالا و پایین زنجیره اصلی قرار گرفته اند.
• این زیر ساختار خواصی همانند زیر ساختار ایزوتاکتیک دارد اما به دلیل بلورینگی کم تر، شفاف تر هستند. هم چنین، فرآیند دهی آن نسبت به دیگر گریدها دشوارتر است. بالاترین خواص بلورینگی این گریدها به ترتیب مربوط به زیر ساختار ایزوتاکتیک، سیندیو تاکتیک و اتاکتیک است.

اتاکتیک (app)(بی نظم )

• دراین ساختار گروه های متیل به صورت اتفاقی در دو طرف زنجیره اصلی قرار دارند.
• این زیر ساختار دمای ذوب پایینی دارد و ماده ای صمغی شکل است که به دلیل خواص چسبندگی بالا در ساخت بعضی چسب ها استفاده می شود. پلیمر اتاکتیک ماده ای آمورف، انعطاف پذیر و سفت است. در مقابل پلیمرهای ایزوتاکتیک و سیندیوتاکتیک، پلیمرهایی با بلورینگی بالا، سفت تر و با انعطاف کمتر هستند. پلی پروپیلن صنعتی معمولا از نوع ایزوتاکتیک است.

انواع گریدهای پلی پروپیلن

مواد پلی‌پروپیلن به طور کلی به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند.

هوموپلیمرها

پلی‌پروپیلن هموپلیمر که از پلیمریزاسیون مونومر پروپیلن به تنهایی تولید می‌شود. از نقطه نظر خواص فیزیکی و مکانیکی تفاوت پلی‌پروپیلن هموپلیمر و کوپلیمر در مقاومت ضربه‌ای، استحکام کششی و سختی است.پلی‌پروپیلن هموپلیمر با اینکه استحکام کششی و سختی بالاتری نسبت به پلی‌پروپیلن کوپلیمر دارد ولی نقطه ضعف اصلی آن مقاومت ضربه‌ای آن است.در واقع پلی‌پروپیلن هموپلیمر شکننده‌تر از پلی‌پروپیلن کوپلیمر است. این ضعف بیشتر در دماهای پایین و به ویژه زیر صفر خود را نشان می‌دهد.به همین جهت کاربرد پلی‌پروپیلن هموپلیمر در تولید قطعات تزریقی که در معرض ضربه و دمای پایین قرار می‌گیرند، به شدت محدود است. برای رفع این نقطه ضعف با افزودن مونومر اتیلن در حین پلیمریزاسیون پروپیلن، کوپلیمر پلی‌پروپیلن تولید شده است.

کوپلیمرهای

پلی‌پروپیلن کوپلیمر که از پلیمریزاسیون پروپیلن به همراه کومونومر اتیلن تولید می‌شود. پلی‌پروپیلن کوپلیمر مقاومت ضربه‌ای بالاتری نسبت به پلی‌پروپیلن هموپلیمر دارد. با تنظیم مقدار اتیلن اضافه شده به ساختار پلیمر، تنظیم مورفولوژی کوپلیمر، تنظیم نوع کریستالیزاسیون و همچنین تنظیم وزن مولکولی می‌توان میزان مقاومت ضربه‌ای را تنظیم و تا حد خوبی بالا برد. البته باید توجه داشت که بالا بردن مقاومت ضربه‌ای پلی‌پروپیلن به قیمت کاهش سختی و سفتی پلیمر انجام می‌پذیرد.اضافه کردن اتیلن به ساختار پلی‌پروپیلن حین پلیمریزاسیون پروپیلن، نظم ساختاری پلی‌پروپیلن را کاهش می‌دهد. کاهش نظم ساختاری هم به نوبه خود باعث کاهش میزان تبلور (کریستالیزاسیون) پلی‌پروپیلن می‌شود. با توجه به ساختار شکننده بلورها، دلیل افزایش مقاومت ضربه‌ای پلی‌پروپیلن کوپلیمر نسبت به پلی‌پروپیلن هموپلیمر کاهش بلورینگی است.

انواع پلی پروپیلن کوپلیمر

کوپلیمرهای بلوک

در  بلاک کوپلیمر بخش‌های اتیلنی در بین بخش‌های پروپیلن در طول زنجیره پلیمری قرار دارند.با ترکیب 5-15٪ اتیلن، مقاومت در برابر ضربه بسیار بهبود یافته و به زیر دمای -20 درجه سانتی گراد گسترش می یابد.سختی آنها را می توان با افزودن اصلاح کننده ها، به طور سنتی الاستومرها در یک فرایند اختلاط، افزایش داد. خواص: مقاومت ضربه‌ای بالاتری ،سختی بالاتر کاربرد: قالب گیری تزریق و دمشی،فیلم، اکستروژن لوله،بخش های الکتریکی و خودرو

کوپلیمرهای رندم

در رندوم کوپلیمر مونومرهای اتیلن به صورت نامنظم و جدا از هم در طول زنجیره پلیمر قرار دارند.این پلیمرها معمولا حاوی 1-7٪ اتیلن، در جایی انتخاب می شوند که در آن نقطه ذوب پایین تر، انعطاف پذیری بیشتر و افزایش وضوح سودمند هستند. خواص: شفافیت بالاتر، دارای طیف گسترده ای از نقاط ذوب و درجه حرارت اولیه، مقاوم در برابر تشعشع کاربرد: اکستروژن لوله، قالب گیری و فیلم های دمشی، شکل دهی حرارتی، قالب گیری تزریق برای تولید لوازم خانگی

دسته بندی پلی پروپیلن از لحاظ موارد مصرف

Injection Moulding (قالب تزریقی)

بیشترین کاربرد پلی پروپیلنPP در این دسته است که در تولید وسایل الکتریکی و الکترونیکی، سرپوش وکلاهک، اسباب بازی، چمدان، وسایل خانگی و صنایع بسته بندیو صنعت اتومبیل استفاده می شود.

Fibres (الیاف)

دومین کاربرد پلی پروپیلنPP در این دسته است که در تولید الیاف به کار رفته در پشت فرش و زیلو، به عنوان جایگزین در الیاف سیزال و کنف در موکت و نخ های گونی، الیاف non-woven ، پارچه لباس های عایق گرما و سرما.

Sheet/Film (فیلم و شیت)

این بخش از کاربرد پلی پروپیلنPP رشد قابل ملاحظه ای طی سالهای اخیر داشته است. صنایع بسته بندی شیرینی و شکلات، سیگار، فیلم های گرافیک و چاپ، شیت های بسته بندی مواد غذایی که با حرارت شکل می گیرند.

Blow Moulding (قالب بادی)

از این گرید بیشتر در تولید مخازن ، بطری و قوطی استفاده می گردد .

Pipe (پایپ)

انواع لوله های فاضلاب و اگو و انواع سیم و کابل از تولیدات این گروه از پلی پروپیلن ها می باشد .

Extrution Coating (روکش محافظ)

این بخش از مصرف پلی پروپیلنPP رفته رفته جایگزین کاربرد پلی اتیلن سبک LDPE می شود. پليپروپيلن (PP) از جمله پلاستيكهايي است كه كاربردهاي متنوعی در قطعات مختلف و نيز به عنوان الياف دارد. نقطه ذوب و دماي سرويس بالاتر آنها نسبت به دیگر پلیمرها باعث توسعه روز افزون كاربرد آنها در قطعات مختلف گرديده است. از طرف ديگر الياف آنها به جهت استحكام قابل قبول و جذب آب كم رقيب الياف نايلوني در بسياري از كاربردها از جمله برای فرش كردن اطراف استخرها و يا زمينهاي گلف مينياتوري ميباشد.

کاربردهای پلی پروپیلن

پلی‌پروپیلن‌ PP مهمترین ماده از مشتقات پروپیلن است که حدود 61 % از کل تولید پروپیلن، جهت تولید آن بکار می رود.رزینهای پلی پروپیلن بطور گسترده در تولید رزینهای ترموپلاستیک بکار برده می شوند. پلی پروپیلن بیشتر اوقات به صورت هموپلیمر بکار می رود ولی اخیرا" محصولات کوپلیمر آن نیز در حال رشد می باشد.

قالب گیری تزریقی

(حدود 35% از مصرف جهانی) ،مهمترین مصارف آن شامل ساخت قطعات داخل خودرو، سرنگهای پزشکی، محصولات مصرفی پلاستیکی و بسته بندی است.

قطعات داخلی خودرو

جعبه های باطری ، صفحات ضربه گیر، تودوزیهای داخلی ، صفحات داخلی درها محصولات پلاستیکی مصرفی عبارتند از: ظروف پلاستیکی مورد مصرف در منازل ، مبلمان های پلاستیکی ، وسایل سرگرمی ، جعبه ابزار، اسباب بازی

مصارف بسته بندی

در پوش و کلاهک ، ظروف سخت و پالت ها ، جعبه های بسته بندی چینی ، بسته بندی داروهای مایع و جامد می باشد.

ساخت فیبر و الیاف

(حدود 30%) ،عمده ترین مصرف آن در کارخانجات فرش بافی و گونی است و مصارف دیگر آن در تولید کیسه و پارچه های پرده می باشد.

تولید فیلم

(حدود 19%) ، پلی پروپیلن بخاطر شفافیت و عایق رطوبتی بودن در بسیاری از موارد، جایگزین سلوفان (CELLOPHANE) شده است. رزینهای فیلمی اساسا" در بسته بندی مواد غذایی، نوار چسبهای حساس به فشار، صفحات محافظ، بسته بندی محصولات شیرینی و دخانیات بکار می روند.

کاربردهای غیر نساجی

نوار پیچی و تسمه زنی ، روبانهای دکوری

لینک های مرتبط :

پلیمر چیست؟