پلی پروپیلن یا PP

شرحی کامل از پلی پروپیلن یا PP

پلی پروپیلن یا PP نوعی ترموپلاستیک سخت و مقاوم و بلورین است و در تولید بسیاری از محصولات پرمصرف به کار برده میشود مانند بسته های یک بار مصرف، وسایل خانگی، محل قرار گیری باطری، تجهیزات پزشکی و سایر موارد.

این مقاله را مطالعه کنید تا به کمک ان بتوانید با هر انچه که در خصوص این ترموپلاستیک پرمصرف نمیدانید، اشنا شوید.

 

پلی پروپیلن یا PPبه چه ماده ای گفته میشود و چه مصارفی دارد؟

پلی پروپیلن یا PP نوعی ترموپلاستیک سخت و مقاوم و بلورین است که از مونومر پروپین یا پروپیلن ساخته میشود. این ماده  نوعی رزین خطی هیدروکربنی است و فرمول شیمیایی ان (C₃H₆)_n میباشد. پلی پروپیلن یکی از ارزان ترین پلاستیکهایی است که  در بازار امروز وجود دارد.

پلی پروپیلن یا PP به خانواده ی پلی اولفین ها تعلق دارد و یکی از سه پلیمر کاربردی در دنیای امروز است. این ماده به عنوان پلاستیک و فیبر در این حوزه ها به کار برده میشود :

• صنعت خودرو
• کالاهای صنعتی
• محصولات پرمصرف
• بازار وسایل خانگی

چگالی ان نیز در مقایسه با سایر پلاستیکهای پر مصرف کمتر است.

تعدادی از تولید کنندگان اصلی این ماده عبارتند از :

• A. Schulman - GAPEX®, ACCUTECH™, POLYFORT®, Fiberfil®, FERREX® and more
• Borealis - Daplen™, Bormed™, Fibremod™ and more
• ExxonMobil Chemical - ExxonMobil™, Achieve™

 

پلی پروپیلن یا PP چگونه تولید میشود؟

امروزه این ماده از بسپارش مونومرهای پروپین (نوعی ترکیب شیمیایی ارگانیک غیر اشباع شده با فرمول شیمیایی C₃H₆) و به کمک این فرایندها بدست می اید:

• بسپارش Ziegler-Natta
• بسپارش کاتالیزی متالوسن

این ماده پس از بسپارش میتواند با توجه به محل قرار گیری گروه های متیل، سه نوع ساختار زنجیره ای داشته باشد:

• Atactic (aPP) : ترتیبی بی نظم از گروه های متیل
• Isotactic (iPP) : گروه های متیل در یک طرف زنجیره کربنی قرار می گیرند
• Syndiotactic (Spp): قرار گیری گروه های متیل به صورت متناوب در طول زنجیره

 

انواع پلی پروپیلن یا PP کدامند و چه مزیتهایی دارند؟

جوربسپارها و هم بسپارها دو نوع اصلی از پروپیلن ها هستند که در بازار وجود دارند.

• جوربسپارهای پروپیلن: این درجه از پروپیلن برای اهداف عمومی به کار برده شده و همچنین به بیشترین میزان مصرف میشود. این ماده دارای مونومرهای پروپیلن به فرمی جامد و نیمه بلورین است. مصارف اصلی ان عبارتند از: بسته بندی، تولید پارچه و الیاف، حوزه سلامتی، لوله سازی، خودرو سازی و تولید قطعات الکترونیکی.
• هم بسپارهای پروپیلن: این خانواده خود به دسته هم بسپارهای تصادفی و بلوکی تقسیم میشوند و با بسپارش پروپین و اتان بوجود می ایند.
• هم بسپارهای تصادفی پروپیلن با هم بسپارش اتین و پروپین ساخته میشود. این ماده دارای واحدهای اتین است که 6 درصد از حجم کل را تشکیل میدهند و به صورت تصادفی در زنجیره های این ماده وجود دارند. این پلیمرها انعطاف پذیر بوده و ظاهری شفاف دارند و به همین دلیل گزینه ای مناسب برای محصولاتی هستند که به شفافیت و ظاهر زیبا نیاز دارند.
• اما در هم بسپارهای بلوکی، اتن سهم بیشتری را در ماده به خود اختصاص میدهد (بین 5 تا 15 درصد). این ماده دارای واحدهای هم بسپاری است که با الگویی منظم به هم متصل شده اند (یا بلوک). این الگوی منظم باعث میشود تا ترموپلاستیک نهایی سخت تر بوده و شکنندگی کمتری در مقایسه با جوربسپارهای پروپیلنی داشته باشد. این پلیمرها برای محصولاتی مناسب هستند که به استحکام بالا نیاز دارند مانند کالاهای صنعتی.
• پروپیلن- هم بسپارهای بهم فشرده شده: جوربسپارهای پروپیلن دارای فازی از هم بسپارهای تناوبی هستند که با یکدیگر ترکیب شده آن دو دارای 45 تا 65 درصد اتیلن میباشند. به این مواد هم بسپارهای بهم فشرده ی پروپیلن گفته میشود. این ماده برای محصولاتی مناسب است  که به مقاومت بالایی در برابر ضربه نیازمندند. از این مواد برای بسته بندی، تولید وسایل خانگی، فیلم و لوله سازی استفاده میشود. تولید قطعات خودرو و قطعات الکتریکی هم در همین دسته قرار میگیرند.
• پلی پروپیلن گسترش یافته: این ماده نوعی فوم با چگالی پایین است و برای تولید فوم های پلیمری سه بعدی استفاده میشود. نسبت استحکام به وزن این ماده بالا بوده و مقاومت خوبی در برابر ضربه دارد. نارسانایی گرمایی  و مقاومت در برابر آب و مواد شیمیایی از سایر خصوصیات ان هستند. از ماده یاد شده برای تولید محصولات مختلفی استفاده میشود که از ان جمله میتوان به این موارد اشاره کرد: خودرو سازی، بسته بندی، ساخت وساز و محصولات پر مصرف و سایر موارد.
• پلی پروپیلن ترپلیمر: این ماده از قطعات پلی پروپیلن تشکیل شده که با مونومرهای بوتادین و اتیلن به یکدیگر متصل شده اند(هم بسپار) و به صورت تناوبی در داخل زنجیره پلیمری وجود دارند. این مواد در مقایسه با جوربسپارهای پروپیلن دارای شفافیت بیشتری هستند. مشارکت این هم بسپارها با یکدیگر باعث کاهش انسجام بلورین انها شده و انها را به گزینه ای ایده ال برای نوارهای پوشاننده تبدیل کرده است.
• پلی پروپیلن با استحکام و مقاومت بالا در برابر ذوب: که ماده ای با زنجیره های شاخه دار و بلند است و ترکیبی از خواص مقاومت بالا در برابر ذوب و گسترش پذیری در نقطه ذوب را ارائه میکند. درجات ماده یاد شده دارای چنین خواصی میباشند: ویژگی های مکانیکی گوناگون، پایداری در دمای بالا، مقاومت شیمیایی خوب. از این ماده بیشتر برای تولید  فوم های نرم و کم چگالی برای بسته بندی مواد غذایی و همچنین صنایع خودروسازی و ساخت و ساز استفاده میشود.

 

مقایسه هم بسپارهای پلی پروپیلن با جوربسپارهای ان- کدامیک را انتخاب کنیم؟

- جوربسپارهای پلی پروپیلن

• نسبت بالای استحکام به وزن و قوی تر و محکم تر در مقایسه با هم بسپارها

• مقاومت بالای شیمیایی و قابلیت جوش دادن

• فراوری بالا

• مقاومت مطلوب در برابر ضربه

• استحکام مطلوب

• جوربسپارهای پلی پروپیلن میتوانند در تماس با مواد غذایی گیرند

• مناسب برای ساختارهایی که به مقاومت  در برابر خوردگی و زنگ زدگی نیاز دارند

- هم بسپارهای پلی پروپیلن

• کمی نرم تر بوده ولی استحکام بهتری در برابر ضربه دارد و در مقایسه با جوربسپارها مقاومت بیشتری دارد

• مقاومت بیشتری در برابر ترک های ناشی از فشار دارد 

• مقاومت بالا در برابر ضربه

• استحکام بالا

• هم بسپارهای پروپیلن نمیتوانند در تماس با مواد غذایی قرار گیرند

 

خواص جالب پلی پروپیلن کدامند؟

توجه به خواص یک ترموپلاستیک همیشه میتواند سودمند باشد و به ما در جهت انتخاب یک گزینه مناسب برای محصول مورد نظرمان کمک کند.همچنین با اطلاع  از این خواص میتوانیم امکان پاسخگویی به نیازمندی های نهایی محصول را بررسی کنیم. در این بخش به تعدادی از خواص و مزایای این ماده می پردازیم:

- نقطه ذوب پلی پروپیلن: نقطه ذوب این ماده برای جوربسپارها 160 تا 165 درجه سانتی گراد و برای هم بسپارها 135 تا 195 درجه سانتی گراد میباشد

- چگالی پروپیلن: این ماده در بین تمام انواع ترموپلاستیکها یکی از سبک ترینها به شمار می اید. به همین دلیل به خوبی این قابلیت را دارد که برای محصولاتی استفاده شود که سبکی یکی از نیازمندی های انهاست.

• جوربسپار: 0.904 – 0.908 گرم بر سانتی متر مکعب
• هم بسپارهای تصادفی: 0.904 – 0.908 گرم بر ساتی متر مکعب
• جور بسپارهای به هم فشرده شده: 0.898 – 0.900 گرم بر ساتی متر مکعب

- مقاومت شیمیایی پلی پروپیلن:

• مقاومت زیادی در برابر اسیدهای رقیق شده و غلیظ، الکل و بازها دارد
• مقاومت خوب در برابر آلدهید ها، استرها، هیدروکربنهای الیفاتیک و کتونها
• مقاومت محدود در برابر هیدروکربنهای آروماتیک و هالوژنه شده و عوامل اکسید کننده

- اشتعال پذیری: این ماده قابلیت اشتعال پذیری زیادی دارد.

- پلی پروپیلن یا PP خواص مکانیکی و گرمایی خود را دمای بالا، محیط های مرطوب و هنگام غوطه وری در آب حفظ میکند. این ماده نوعی پلاستیک  آب گریز است.

- پلی پروپیلن یا PP مقاومت خوبی در برابر ترک های ناشی از فشار های محیطی دارد.

- این ماده در برابر حمله های میکروبی حساس میباشد مانند باکتری ها و کپک های قارچی.

- پلی پروپیلن یا PP مقاومت خوبی در برابر استریلیزه سازی با بخار دارد.

 

چرا پلی پروپیلن تا این اندازه پرکاربرد است؟

از این ماده در تولید لوازم خانگی و همچنین محصولات صنعتی استفاده میشود. خواص متمایز ان و توانایی این ماده در سازگاری با تولیدات متفاوت باعث شده تا پلی پروپیلن به عنوان ماده ای کم هزینه برای مصارف مختلف استفاده شود. همچنین ماده یاد شده این قابلیت را دارد که هم به عنوان پلاستیک و هم به عنوان فیبر عمل کند. این ماده را میتوان با روش های گوناگونی فراوری و تولید کرد و همین ویژگی خود توانسته تا قابلیت های مواد کاربردی قدیمی را به چالش کشد و جایگزین انها شود؛ به خصوص در حوزه بسته بندی، فیبر و صنایع قالب گیری تزریقی. رشد این ماده در طی سالها یکسان باقی مانده و همچنان یکی از محصولات  کاربردی کلیدی در صنعت امروز به شمار می اید.

پلی پروپیلن ماده ای بسیار نرم و انعطاف پذیر است و نقطه ذوب ان نیز نسبتا پایین است. علاوه بر ان پروپیلن نوعی ترموپلاستیک است که در مقابل ترموستها قرار می گیرد. تفاوت این دو مورد بیشتر در نحوه واکنش انها به گرما خلاصه میشود. ترموپلاستیکها در دمای ذوب خود حالتی مایع  پیدا میکنند. یکی از خواص خیلی کاربردی ترموپلاستیک ها مانند پروپیلن امکان حرارت دهی به انها تا دمای ذوب، سرد کردن و حرارت دهی دوباره است بدون انکه هیچ گونه تنزل خواصی داشته باشند. این مواد به جای سوختن، حالت مایع پیدا میکنند و به همین دلیل به راحتی میتوان انها را با قالب گیری تزریقی شکل داد و بازیافت کرد.