Free Sitemap Generator
Полипропилен  

Полипропилен — полимер пропилена (пропена).

Получение

Полипропилен получают полимеризацией пропилена в присутствии металлокомплексных катализаторов, например, катализаторов Циглера—Натта (например, смесь TiCl4 и AlR3):

nCH2=CH(CH3) → [-CH2-CH(CH3)-]n

Параметры, необходимые для получения полипропилена близки к тем, при которых получают полиэтилен низкого давления. При этом, в зависимости от конкретного катализатора, может получаться любой тип полимера или их смеси.

Полипропилен выпускается в виде порошка белого цвета или гранул с насыпной плотностью 0,4—0,5 г/см³. Полипропилен выпускается стабилизированным, окрашенным и неокрашенным.

Молекулярное строение

По типу молекулярной структуры можно выделить три основных типа: изотактический, синдиотактический и атактический. Изотактический и синдиотактический случайным образом;

Физико-механические свойства

В отличие от полиэтилена, полипропилен менее плотный (плотность 0,90 г/см3, что является наименьшим значением вообще для всех пластмасс), более твёрдый (стоек к истиранию), более термостойкий (начинает размягчаться при 140°C, температура плавления 175°C), почти не подвергается коррозионному растрескиванию. Обладает высокой чувствительностью к свету и кислороду (чувствительность понижается при введении стабилизаторов).

Поведение полипропилена при растяжении ещё в большей степени, чем полиэтилена, зависит от скорости приложения нагрузки и от температуры. Чем ниже скорость растяжения полипропилена, тем выше значение показателей механических свойств. При высоких скоростях растяжения разрушающее напряжение при растяжении полипропилена значительно ниже его предела текучести при растяжении.

Показатели основных физико-механических свойств полипропилена приведены в таблице:

Физико-механические свойства полипропилена

Плотность, г/см3 0,90—0,91
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2 250—400
Относительное удлинение при разрыве, % 200—800
Модуль упругости при изгибе, кгс/6700—11900  
Предел текучести при растяжении, кгс/см2  250—350
Относительно удлинение при пределе текучести, %  10—20
Ударная вязкость с надрезом, кгс·см/см2  33—80
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2  6,0—6,5

 Физико-механические свойства полипропилена разных марок приведены в таблице:

Физико-механические свойства полипропилена различных марок

Показатели / марка 01П10/002 02П10/003 03П10/005 04П10/010 05П10/020 06П10/040 07П10/080 08П10/080 09П10/200
Насыпная плотность, кг/л, не менее 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47
Показатель текучести расплава, г/10 мин < или = 0  0,2—0,4 0,4—0,7 0,7—1,2 1,2—3,5 3—6  5—15  5—15  15—25
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее 600 500  400 300 300 - - - -
Предел текучести при разрыве, кгс/см2, не менее 260 280 270 260 260 - - - -
Стойкость к растрескиванию, ч, не менее 400 400 400 400 400 - - - -
Характеристическая вязкость в декалине при 135ºC, 100 мл/г - - - - - 2,0—2,4 1,5—2,0 1,5—2,0 0,5—15
Содержание изотактической фракции, не менее - - - - - 95 93 95 93
Содержание атактической фракции, не более - - - - -  1,0  1,0  1,0  1,0
Морозостойкость, ºC, не выше -5 -5 -5 - - - - - -

 Химические свойства

Полипропилен химически стойкий материал. Заметное воздействие на него оказывают только сильные окислители — хлорсульфоновая кислота, дымящая азотная кислота, галогены, олеум. Концентрированная 58%-ная серная кислота и 30%-ная перекись водорода при комнатной температуре действуют незначительно. Продолжительный контакт с этими реагентами при 60ºC и выше приводит к деструкции полипропилена.

В органических растворителях полипропилен при комнатной температуре незначительно набухает. Выше 100ºC он растворяется в ароматических углеводородах, таких, как бензол, толуол. Данные о стойкости полипропилена к воздействию некоторых химических реагентов приведены в таблице.

Химическая стойкость полипропилена

 Среда  Температура, °C  Изменение массы, %  Примечание
 Продолжительность выдержки образца в среде реагента 7 суток
 Азотная кислота, 50%-ная  70  -0,1  Образец растрескивается
 Натр едкий, 40%-ный  70  Незначительное  
 90
 Соляная кислота, конц.  70   +0,3  
 90   +0,5
 Продолжительность выдержки образца в среде реагента 30 суток
 Азотная кислота, 94%-ная  20   -0,2  Образец хрупкий
 Ацетон  20  +2,0  
 Бензин  20  +13,2
 Бензол  20  +12,5
 Едкий натр, 40%-ный  20  Незначительное
 Минеральное масло  20  +0,3
 Оливковое масло  20  +0,1
 Серная кислота,80%-ная  20  Незначительное  Слабое окрашивание
 Серная кислота,98%-ная  20  >>  
 Соляная кислота, конц.  20  +0,2
 Трансформаторное масло  20  +0,2

 Вследствие наличия третичных углеродных атомов полипропилен более чувствителен к действию кислорода, особенно при повышенных температурах. Этим и объясняется значительно большая склонность полипропилена к старению по сравнению с полиэтиленом. Старение полипропилена протекает с более высокими скоростями и сопровождается резким ухудшением его механических свойств. Поэтому полипропилен применяется только в стабилизированном виде. Стабилизаторы предохраняют полипропилен от разрушения как в процессе переработки, так и во время эксплуатации. Полипропилен меньше, чем полиэтилен подвержен растрескиванию под воздействием агрессивных сред. Он успешно выдерживает стандартные испытания на растрескивание под напряжением, проводимые в самых разнообразных средах. Стойкость к растрескиванию в 20%-ном водном растворе эмульгатора ОП-7 при 50ºC для полипропилена с показателем текучести расплава 0,5—2,0 г/10 мин, находящегося в напряженном состоянии, более 2000 ч.

Полипропилен — водостойкий материал. Даже после длительного контакта с водой в течение 6 месяцев (при комнатной температуре) водопоглощение полипропилена составляет менее 0,5%, а при 60ºС — менее 2%.

Теплофизические свойства

Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен, и соответственно более высокую температуру разложения. Чистый изотактический полипропилен плавится при 176ºC. Максимальная температура эксплуатации полипропилена 120—140ºС. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств.

Превосходя полиэтилен по теплостойкости, полипропилен уступает ему по морозостойкости. Его температура хрупкости ( морозостойкости) колеблется от -5 до -15ºС. Морозостойкость можно повысить введением в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом).

Показатели основных теплофизических свойств полипропилена приведены в таблице:

Теплофизические свойства полипропилена

Температура плавления, ºC  160—170
Теплостойкость по методу НИИПП, ºC  160
Удельная теплоёмкость (от 20 до 60ºС), кал/(г·ºC)  0,46
Термический коэффициент линейного расширения (от 20 до 100ºC), 1/ºC  1,1·10-4
Температура хрупкости, ºC От -5 до -15

 Электрические свойства

Показатели электрических свойств полипропилена приведены в таблице:

Электрические свойства полипропилена

Удельное объёмное электрическое сопротивление, Ом·см  1016—1017
Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц  2,2
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц  2·10-4—5·10-5
Электрическая прочность (толщина образца 1 мм), кВ/мм  30—40

Переработка

Формование методами экструзии, вакуум- и пневмоформования, экструзионно-выдувного, инжекционно-выдувного, инжекционного, компрессионного формования, литье под давлением.

Применение

Материал для производства плёнок (особенно упаковочных), тары, труб, деталей технической аппаратуры, предметов домашнего обихода, нетканых материалов и др.; электроизоляционный материал, в строительстве для вибро шумо изоляции межэтажных перекрытий в системах "плавающий пол". При сополимеризации пропилена с этиленом получают некристаллизующиеся сополимеры, которые проявляют свойства каучука, отличающиеся повышенной химической стойкостью и сопротивлением старению.

Источник: http://www.ru.wikipedia.org

 Все права защищены SunTehniks 2009—2017