Характеристики и применение полипропилена. Полипропилен: характеристики и применение

Промышленный выпуск полипропилена в первый раз организовала итальянская компания Монтскатини в конце 1957 г. В настоящее время громадные промышленные мощности введены в строй во многих государствах, а также в СССР.

1. Сырье и получение полипропилена

Пропилен выделяют из газов крекинга нефти либо нефтепродуктов. Создавая необходимые условия крекинга, в частности: давление, температуру, длительность процесса и используя требуемый катализатор, возможно направить деструкцию углеводородов, входящих в состав нефти, в сторону образования в основном пропилена и этилена. Выделение из смеси пропилена и очистка его осуществляются способом глубокого охлажения.

Пропилен - это бесцветный горючий газ со не сильный запахом. Молекулярная масса его 42,078, температура плавления - 185,25°С, температура кипения - 47,70сС, температура самовоспламенения - 455°С, пределы взрываемости в смеси с воздухом - 2,0-11,1% (объемных). В газах крекинга нефти он содержится в количестве 5-18% (по массе). Пропилен очень реакционноспособеи и легко присоединяет по двойным связям разнообразные соединения.

В индустрии полипропилен получают полимеризацией пропилена в растворителе (бензине, гектане, пропане) при давлении 1-4 МПа (в зависимости от используемого растворителя). Реакция идет при 70°С в присутствии каталитического комплекса AiRg + T1CI3. Большая активность катализатора при моляриом отношении A1R3: TiCls3. 2. Степень кристалличности полипропилена зависит от размера частиц катализатора. Активность наибо-лее. довольно часто используемого каталитического комплекса (г5)з + ТГС1З значительно уменьшается в присутствии кислорода воздуха либо следов жидкости, исходя из этого полимеризацию создают в атмосфере азота, применяя шепетильно осушенные растворитель и пропилен.

Представление о ходе полимеризации пропилена при иизг ком давлении дает схема на 26. В аппаратах 1 м 2 приготов-ляют катализатор. Компоненты катализатора дозируются насосами 8 и 5 и попадают в заданном соотношении в направляться 3, куда в один момент поступает и мономер. Тепло полимеризации отводят за счет охлаждения стенок реактора либо охлаждающим змеевиком. Образующаяся суспензия полимера самотеком поступает в сборник 4, в котором находится спирт (верховный) для прекращения полимеризации и разложения катализатора. После этого создают фильтрацию полимера и удаление остатков растворителя острым паром. В силу малой плотности полипропилена он всплывает на поверхность воды. По окончании отделения полипропилена от воды 5 и сушки он подвергается окончательной досушке в токе азота 6.

Известен способ производства изотактического полипропилена в присутствии окисно-хромовых катализаторов на алюмосиликате.

Уделяют громадное внимание предстоящему усовершенствованию’ процесса полимеризации. Так, в Англии был предложен способ полимеризации полипропилена в сжиженных низкокипящих углеводородах (в чистом пропилене, пропане либо бутане). Наряду с этим упрощается очистка исходных углеводородов, отвод тепла полимеризации за счет теплоты испарения растворителя и появляется возможность, высоких скоростей полимеризации.

Ведутся работы в направлении уменьшения количества циркулирующих растворителей в ходе полимеризации. С целью этого предлагается проводить полимеризацию газообразного полипропилена под действием комплексных катализаторов: треххлористого титана + триэтилалюминия, нанесенных на частицы порошкообразного полимера либо при температурах выше температуры плавления полипропилена, в то время, когда появившийся полимер стекает с носителя катализатора.

2. Свойства и использование полипропилена

В зависимости от условий проведения процесса полимеризации пропилена получают полимеры с разной молекулярной структурой, которая и определяет их физико-механические свойства.

Изотактическая и синдиотактическая молекулярные структуры смогут характеризоваться различной степенью совершенства простран-ственной регулярности.

Стереоизомеры полипропилена значительно различаются по механическим, физическим и химическим свойствам. Атактический полипропилен представляет собой каучукоподобный материал с высокой текучестью, температурой плавления - около 80°С, плотностью - 850 кг/м3, хорошей растворимостью в диэтиловом эфире. Изотактнчсский полипропилен по своим свойствам выгодно отличается от атактического, в частности: он владеет высоким модулем упругости, большей плотностью - 910 кг/м3, большой температурой плавления - 165-170°С и лучшей стойкостью к действию химических реагентов. Стсреоблокполимср полипропилена при изучении посредством рентгеновых лучей обнаруживает определенную кристалличность, которая не может быть такой же полной, как у чисто изотактичоских фракций, потому, что атактические участки приводят к нарушению в кристаллической решетке.

Полипропилен владеет полезными свойствами для его разностороннего применения в строительной технике. Главное влияние на свойства полипропилена и строительных изделий из него (труб, пластин, пленок) оказывает молекулярная и надмолекулярная структура в полимерной цепи.

Полипропилен характеризуется сверхсложной молекулярной структурой, поскольку кроме состава мономера, средней молекулярной массы и молекулярного распределения на его структуру громадное влияние оказывает пространственное размещение боковых групп по отношению к основной цепи.

В техническом отношении наиболее ответствен и перспективен изотактичсский полипропилен. В зависимости от типа и соотношения присутствующих стсреоизомеров свойства полипропилена изменяются в широком диапазоне. От молекулярной структуры полимеров зависит свойство их переработки теми либо иными способами, каковые со своей стороны в значительной мере предопределяют свойства готовых изделий.

Ниже дастся краткое описание влияния основных структурных параметров на свойства полипропилена.

Молекулярная масса полипропилена колеблется в широких пределах- от 35 000 до 150 000. Полимеры с молекулярной массой ниже 35 000 владеют большей хрупкостью.

Разные физико-механические свойства полимера зависят от величины молекулярной массы по-различному. Так, при механических нагрузках, связанных с малыми деформациями либо малыми скоростями, с трансформацией молекулярной массы (у полипропилена с низкой молекулярной массой) такие свойства полимера, как предел текучести, модуль упругости, изменяются незначительно. Показатели механических свойств полипропилена, связанные с громадными деформациями, во многом зависят от молекулярной массы. Так, предел прочности при растяжении, относительное удлинение при разрыве, ударная вязкость с уменьшением молекулярной массы понижаются. На указанные свойства воздействует кроме этого полидисперсность. Последнее разъясняется тем, что при высоких деформациях ведущую роль начинают играться атактические аморфные области полимера. Чем больше концов макромолекулярных цепей будет пребывать в этих областях, а их концентрация, естественно, возрастает с уменьшением длины макромолекул, тем стремительнее осуществляется их взаимное ослабление, сдвиг либо удаление друг от друга. Это происходит вследствие того что они связаны только межмолекулярным и связями, каковые существенно не сильный, чем химические связи цепи либо силы сцепления, действующие в кристаллических областях.

Механические свойства полипропилена зависят от его средней молекулярной массы, полидисперсности и содержания атактической фазы. Последнее определяется взвешиванием остатка полимера по окончании экстракции кипящим н-гептаном (СуНц-,), в котором растворяется атактический полимер. С уменьшением изотактической фазы ir, следовательно, с повышением атактической механические свойства полипропилена ухудшаются.

Молекулярная масса в большинстве случаев определяется характеристической вязкостью в растворах о-ксилола при 120°С. В качестве показателя молекулярной массы употребляется индекс расплава. Чем он ниже,

тем выше молекулярная масса полимера. В большинстве случаев полипропилен имеет индекс расплава 0,2-5,0 г/10 мин.

С увеличением молекулярной массы механические показатели полипропилена постоянно совершенствуются (предел текучести и предел прочности при растяжении). Ударная вязкость изотактического полипропилена не может быть выяснена при 20°С, поскольку данный полимер не разрушается в простых температурных условиях. При более низких температурах, к примеру, она имеет следующие величины: при -20°С ударная вязкость образовывает 20-30 кДж/м2 и при -80°С - 13-17 кДж/м2.

Теплофизические свойства. Изотактический полипропилен сильно отличается от атактическо-

го, причем не только в жёстком виде, но н в расплаве. Удельная теплоемкость изотактического полипропилена возрастает линейно при температуре до 100°С, а при более высокой удельная теплоемкость резко возрастает, переходит через крутой максимум в область температуры плавления (166°С), а после этого падает до относительно постоянной величины приблизительно 2,72 кДж/кг-°С (для расплава). Кривая температурной зависимости удельной теплоемкости для атактического полипропилена имеет более сложную форму (28).

Благодаря неоднородности молекул и разных размеров кристаллитов температура плавления полипропилена изменяется от 160 до 175°С. При отсутствии механического действия изделия (трубы) из полипропилена сохраняют форму при температуре 150°. На теплоемкость полипропилена оказывает громадное влияние наличие примеси и контакт с некоторыми металлами, к примеру медью либо ее сплавами. Исходя из этого при устройстве полипропиленовых трубопроводов для тёплого водоснабжения не нужно использовать фитинги, которые содержат бронзовые элементы.

Химическая стойкость полипропилена благодаря его парафиновой структуре высока. При обычной температуре изотактическии полипропилен отлично противостоит действию органических растворителей. Но любое нарушение правильности структуры цепей, проявляющееся в уменьшении степени кристалличности полипропилена, приводит к снижению его стойкости к растворителям. Благодаря плохой растворимости полипропилена исключается возможность склеивания полипропиленовых деталей и получения пленок и защитных покрытий способом полива и нанесения растворов.

Для характеристики химической стойкости разных полимеров, а также полипропилена, имеются особые таблицы, в которых указывается стойкость полимера к реагентам (растворителям, кислотам, щелочам, солям) при разных их концентрациях и температурах. Минеральные и растительные масла кроме того при долгом их действии адсорбируются пропиленом в ничтожно малых количествах.

Все виды полипропилена не поглощают воду, за исключением ничтожной поверхности адсорбции.

Атмосферостойкость полипропилена в условиях действия солнечного света и повышенной температуры должна быть признана недостаточной, поскольку в этих условиях полипропилен подвергается деструкции со большим понижением физико-механических свойств. В целях предотвращения деструкции полипропилена при его термической обработке (нагреве и окислении) и при эксплуатации изделий (пленок, труб) нужно введение в поли-

пропилен стабилизаторов. Особенно очень сильно изменяется нестабили-зированный полипропилен при действии прямого солнечного света, в следствии чего полимер и изделия из него становятся хрупкими.

Ультрафиолетовые лучи оказывают сильное окислительное воздействие, причем введение в полимер антиоксидантов дает ингибирую-щее воздействие только в течение маленького времени. Наиболее действенно действуют на полипропилеи ультрафиолетовые лучи с долгой волной (300-370 мкм), в следствии чего полимер теряет механическую прочность.

На деструкцию полипропилена громадное влияние оказывает температура- увеличение ее на каждые 10°С практически в два раза активизирует деструкцию. Хорошим стабилизатором для полипропилена есть сажа - введение ее до 2% существенно снижает деструкцию: Для понижения окислительной деструкции полипропилена возможно использовать кроме этого ди (оксифинил) -сульфит в количестве 1-2%. Время хрупкости при 140 С (время, по окончании которого происходит излом пленки из полипропилена при ее полном складывании) образовывает 24-40 сут. Полипропилен с введением в него стабилизаторов устойчив от окисления и деструкции кроме того при нагревании в течение нескольких часов до 300°С.

В строительной технике полипропилен пока не отыскал широкого применения, но должен быть отнесен к очень перспективным материалам как в силу высоких технических свойств, так и ввиду многообразия способов его технологической переработки в изделия (экструзии, литья под давлением, выдувания, прессования и вакуум-формования). К недостаткам полипропилена как сырья для изготовления стройматериалов и изделий относится его нехорошая склеиваемость. Только при применении хлоропрсновых клеев достигаются приемлемые результаты, не смотря на то, что прочность места склеивания уступает прочности самого материала.

Сварка полипропиленовых изделий и материалов дает прекрасные результаты и осуществляется горячей струей воздуха либо азота, нагретого до 220°С.

Для увеличения ударной вязкости строительных изделий направляться использовать полипропилен с нужным индексом расплава и совмещать его с синтетическими каучука ми, полиизобутиленом и бутил-каучуком.

Из полипропилена изготовляют следующие виды изделий для строительной техники: трубы, пленки, страницы, вентиляционные решетки и санитарно-техническое оборудование. Для изготовления труб способом экструзии наиболее пригодны полипропилены с высокой и средней степенью кристалличности, индекс расплава которых лежит в пределах от 0,5 до 3,0. Полипропиленовые трубы производят диаметром 25-150 мм. Они более прочны, чем трубы из полиэтилена, намного более теплостойки, но по морозоустойчивости уступают полиэтиленовым трубам. Для изготовления полипропиленовых труб возможно применен кроме этого способ центробежного литья. Полипропиленовые трубы используют для тёплого водоснабжения и для транспортировки агрессивных жидкостей. Пленки из полипропилена изготовляют экструзией с раздувом и вытяжкой. Они очень прозрачны и прочны, владеют хорошей свариваемостью, малой водо-, паро- и газопроницаемостью. Используют их для разных видов изоляции сооружений. Страницы из пропилена изготовляют толщиной до 0,5 мм способом экструзии либо прессованием. Используют для изготовления разных емкостей в санитарной технике, вентиляторов, решеток и пр. Полипропилеи возможно использовать п для защитных покрытии металла методом распыления либо погружения.

Аморфный полипропилен применяют для изготовления строительных клеев, замазок, уплотняющих мастик и липких пленок.

Вам это понравится:

Что такое полипропилен?

Полипропилен – это материал, который получается посредством полимеризации пропилена с использованием металлокомплексных катализаторов.

Полипропилен имеет международное название РР. Материал получают в условиях, близких к условиям производства полиэтилена низкого давления. Тип полимера и их смеси получают в зависимости от применяемого катализатора. Выпускаемый полипропилен представляет собой порошок или гранулы белого цвета. К потребителю полипропилен поступает окрашенным, стабилизированным или неокрашенным.

В настоящее время полипропилен может иметь молекулярную структуру трех основных типов: синдиотактическую, изотактическую и атактическую. Синдиотактическая и изотактическая структуры могут иметь различную степень совершенства пространственной регулярности. Стереоизомеры материала способны иметь различные физические, механические и химические свойства. Что касается атактического полипропилена, то это каучукоподобный материал, который отличается высокой текучестью, плотностью порядка 850 кг/м³, температурой плавления в районе 80 градусов Цельсия, а также отличной растворимостью в диэтиловом эфире.

Физико-механические свойства полипропилена выгодно отличаются от характеристик полиэтилена. Плотность полипропилена составляет всего 0,91 г/куб.см., что является минимальным показателем среди пластмасс. При этом материал обладает более высокой твердостью, он является стойким к истиранию, обладает более высокой термостойкостью. Полипропилен начинает размягчаться только при температуре выше 140 градусов Цельсия, а температура его плавления достигает 175 градусов. Полипропилен практически не подвержен коррозионному растрескиванию.

Среди прочих характеристик полипропилена можно выделить высокую чувствительность к кислороду и свету. Чувствительность может быть снижена благодаря введению соответствующих стабилизаторов. Поведение полипропилена во многом зависит от температуры и скорости приложения нагрузки. Значение показателей механических свойств полипропилена будет тем выше, чем ниже скорость растяжения материала. При высоких скоростях растяжения материала разрушающее напряжение будет существенно ниже предела текучести полипропилена при растяжении.

Особого внимания заслуживают химические свойства полипропилена. Материал, из которого изготавливаются хозяйственные сумки , обладает высокой химической стойкостью. Существенное влияние на него оказывают только сильные окислители. Даже концентрированная серная кислота и 30%-ная перекись водорода оказывают незначительное воздействие при комнатной температуре. К деструкции полимера приводит только продолжительный контакт с этими средами при температуре 60 градусов Цельсия.

Что касается органических растворителей, то при воздействии таковых на полипропилен при комнатной температуре наблюдается незначительное набухание материала. При температуре свыше 100 градусов Цельсия полипропилен растворяется в толуоле, бензоле и других ароматических углеводородах.

Химическая формула полипропилена

Полипропилен представляет собой водостойкий материал. Даже при длительном контакте с водой при комнатной температуре, например, на протяжении полугода, водопоглощение полипропилена не превышает 0,5%. При температуре 60 градусов Цельсия водопоглощение материала достигает всего 2%.

Что касается теплофизических свойств полипропилена, то температура плавления материала оказывается намного выше по сравнению с полиэтиленом. Следовательно, полипропилен обладает более высокой температурой плавления. Для чистого изотактического полипропилена она составляет 176 градусов Цельсия. Максимальная температура эксплуатации материала составляет 120-140 градусов Цельсия. Каждое изделие из полипропилена способно выдержать кипячение, а также может подвергаться паром без изменения механических свойств и формы.

Полипропилен обладает меньшей морозостойкостью по сравнению с полиэтиленом (другие упаковочные материалы для переезда ). Температура его хрупкости находится в границах от -5 до -15 градусов Цельсия. Чтобы повысить морозостойкость, в макромолекулу изотактического полипропилена вводят звенья этилена.

Переработка материала подразумевает формование посредством методов экструзии, пневмо- и вакуумформования, а также инжекционного, экструзионно-выдувного, инжекционно-выдувного, компрессионного формования. В отдельных случаях применяется технология литья под давлением.

Полипропиленовые мешки

В настоящее время полипропилен применяется при производстве различных пленок, в том числе и упаковочных, тары, мешков , труб, предметов домашнего обихода, деталей технической аппаратуры, нетканых материалов. Полипропилен может выступать в качестве электроизоляционного материала, материала для обустройства шумо- и виброизоляции межэтажных перекрытий в системах «плавающий пол»

В зависимости от условий полимеризации структура полипропилена (ПП) может меняться. Выпускаемый в промышленности полимер является смесью разнообразных структуре различным содержанием изотактической части, что сказывается на его свойствах.

Наибольший интерес представляет ПП с молекулярной массой 80000-200000 и содержанием изотактической части 80–95 %: гомополимер ПП. Гомополимер ПП - более жесткий материал, чем полиэтилен, его тем­пература плавления выше (до 170 °С). а температурный интервал эксплуатации - от –5 до 120 °С (изделия из ПП могут подвергаться стерилизации). Свойства ПП приведены в табл. 5.2.

ПП в отличие от ПЭ и сополимеров этилена является более легким, жестким и прозрачным полимером, обладающим блеском и высокими механическими свой­ствами (наилучшая среди термопластов прочность при изгибе) (см. табл. 5.2).

ПП обладает высокой пространственной регулярностью, приводящей к кристал­лизации макромолекул (степень кристалличности достигает 85-95 %).

При нормаль­ной температуре ПП нерастворим в органических растворителях даже при длитель­ном пребывании в них, но набухает в ароматических и хлорированных углеводородах, а при температурах выше 80 °С растворяется в них. По водостойкости, а также стойкости к действию растворов кислот, щелочей, и солей ПП подобен ПЭ.

При отсутствии внешнего механического воздействия изде­лия из ПП сохраняют свою форму при повышении температуры до 150 °С. Они ус­тойчивы к кипящей воде и могут стерилизоваться при 120-135 °С.

Физико-меха­нические свойства его значительно выше, чем свойства ПЭ. По прочности при растяжении и теплостойкости он превосходит полиэтилен, полистирол и некоторые сорта поливинилхлорида. По другим механическим свойствам этот полимер близок к полистиролу и поливинилхлориду.

Диэлектрические свойства ПП подобны свойствам ПЭ (см. табл. 5.2), но в отличие от последнего он обладает двумя существенными недостатками: малой морозостойко­стью и более легкой окисляемостыо при действии высоких температур переработки в изделия, кислорода воздуха и солнечного света, вызывающей необходимость особо­го внимания к стабилизации полимера.

Морозостойкость ПП улучшают совмещением с небольшим количеством (10-15 %) полибутадиенового каучука (температура хрупкости композиции снижается на 20-30 °С) и введением в макромолекулы звеньев этилена (до 15 %).

Сополимеры пропилена с этиленом, содержащие небольшое количество этилена (1-20 %), обладают свойствами ПП, но имеют повышенную стойкость к ударным нагрузкам (их температура хрупкости от -15 до -40 °С), улучшенную способность к переработке всеми методами из-за хороших реологических свойств и пониженные механические напряжения в изделиях, даже при высокой молекулярной массе. При этом теплостойкость и жесткость сополимеров близка к аналогичным показателям ПП. Благодаря этим свойствам сополимеры пригодны для изготовления деталей ав­томобилей, телевизоров и радиоприемников, изоляции проводов и кабелей, в каче­стве упаковочного материала и т. п.

ПП пригоден для изготовления труб, пленки, электроизо­ляции, различных формованных и литьевых изделий, волокна. Легкое и прочное по­липропиленовое волокно применяется при получении канатов, фильтровальных и технических тканей для химических и горно-обогатительных производств, ковров, которые легче и во много раз прочнее шерстяных. Пленки из ПП обладают более высокой механической прочностью, теплостойкостью и меньшей газо- и паропроницаемостью, чем пленки из ПЭ. Специальные пористые полипропиленовые пленки, имеющие ультрамикроскопические поры диаметром 0,1 мкм, легко пропускают воз­дух, пары воды и газы, но задерживают жидкости, бактерии, пыль.

Трубы . Технология изготовления труб из ПЭ и ПП одинакова. Наиболее пригод­ны полимеры с высокой и средней степенью кристалличности. Трубы методом экст­рузии выпускаются диаметром 25-1000 мм. Они выдерживают более высокое давле­ние и более высокие температуры, чем трубы из ПЭНП и ПЭВП.

По теплостойкости трубы из ПП также лучше труб из жесткого ПВХ и ацетобутиратцеллюлозы, но по морозостойкости полипропиленовые трубы значительно усту­пают как полиэтиленовым, так и поливинилхлоридным.

Полипропиленовые трубопроводы применяются для подачи горячей воды, транс­портировки агрессивных жидкостей, органических растворителей, минеральных ма­сел и т. д.

Пленки и листы . Пленки и листы из ПП изготовляют экструзией с раздувом и экструзией с вытяжкой. Они могут быть неориентированными (разрушающее на­пряжение при растяжении 35-46 МПа) и ориентированными в одном и двух направ­лениях (разрушающее напряжение при растяжении 90-175 МПа).

Полипропиленовая пленка обладает высокой механической прочностью, стойко­стью к истиранию, удовлетворительной равнотолщинностыо и повышенной устой­чивостью к деформации в широких пределах изменения температуры и влажности. По прозрачности она не уступает целлофановой пленке, но имеет лучшие механиче­ские свойства (разрушающее напряжение при растяжении в продольном направле­нии достигает 35-40 МПа). Повышенная прочность ПП позволяет изготовлять более тонкие пленки (толщиной 10-50 мкм) для упаковки товаров, а высокая термостой­кость способствует расширению областей применения.

Проницаемость полипропиленовой пленки для газов, водяных и других паров меньше, чем полиэтиленовой (низкой плотности), и она может быть еще уменьшена нанесением покрытий из поливинилиденхлорида или других полимеров. Пленка из ПП применяется во многих областях, где используется пленка из ПЭ.

Изоляция электрических проводов . Хорошие диэлектрические свойства ПП и независимость их от влажности, а также легкость нанесения на электрический про­вод обеспечили ему использование в качестве электроизоляционного материала, особенно в тех случаях, когда требуется повышенная термостойкость изоляции.

Листовые и формованные изделия. Пленки из ПП толщиной 0,2-0,3 мм, полу­ченные экструзией, обладают достаточной жесткостью для переработки их методом вытяжки. При изготовлении крупногабаритных, а также сложных по конфигурации изделий, применяют вакуум-формование и получают посуду и емкости для хими­ческой, красильной, текстильной промышленности и для гальванопластики.

Как конструкционный материал ПП пригоден для изготовления литьем под дав­лением штучных деталей широчайшего ассортимента: автомобилей и мотоциклов, текстильных и стиральных машин, а также деталей холодильников, телефонов, пи­шущих и счетных машин, компьютеров, карнизов, ящиков, футляров, аккумулятор­ных баков, баков и аппаратов для крашения и беления, роторов центрифуг, корпусов центробежных насосов, деталей турбобуров, бутылок и флаконов, игрушек, предме­тов домашнего обихода и т. п. Более жесткие изделия могут быть изготовлены из ПП, наполненного коротким стеклянным волокном. По жесткости такой материал превы­шает непластифицированный поливинилхлорид (винипласт), полиформальдегид, полиамиды и ненаполненный полипропилен.

Блок-сополимер пропилена с этиленом (ПП блок-сополимер) – это цепочка молекул пропилена, прерывающаяся цепочкой этилен-пропилен сополимера. Для его производства требуется второй реактор.

Блок-сополимеры пропилена с этиленом производятся в виде, однородных по цвету, гранул. Они имеют : высокую ударную прочность (при низких температурах) и высокую эластичность; повышенную долговременную термическую стабильность; стойкость к термоокислительному разрушению во время производства и переработке полипропилена, а также при эксплуатации изделии из него. Блок-сополимер морозостоек (модифицированные марки эксплуатируются при температуре ниже минус сорок градусов, немодифицированные марки - до минус тридцати градусов). Имеет низкую износостойкость.

Используется для выпуска корпусных деталей оргтехники, бытовой и электротехники, а так же в автомобильной промышленности (корпуса бампера, аккумуляторов и др.). На ряду с этим БС широко применяется при производстве товаров народного потребления - садовой и офисной мебели, одноразовой посуды, тонкостенных и промышленных контейнеров, упаковки для замороженных продуктов, игрушек, медицинских изделий.

Упаковка для замороженных пищевых продуктов и др. Контейнеры (в том числе тонкостенные). Одноразовая посуда. Колпачки для флаконов. Крышки для бутылок. Ящики. Корпуса аккумуляторов. Мебель: столы, стулья. Садовая мебель. Корпусные детали бытовой и оргтехники. Игрушки Изделия медицинского назначения. Фитинги.

Статистический сополимер полипропилена (Рэндом сополимер ПП) – это статистическая цепочка молекул пропилена и этилена. Существует две разновидности статистического сополимера - прозрачный и непрозрачный Прозрачный - используется для изготовления тонкостенного упаковочного материала для пищевых продуктов, пленок для ламинирования, листов. Непрозрачный - используется для производства труб и фитингов для систем горячего водоснабжения.

Статистический сополимер полипропилена обладает следующими свойствами:

· Климатическая и химическая стойкость: при высоких температурах - к щелочам, кислотам, растворам солей, растительным и минеральным маслам; при комнатной температуре - к органическим растворителям; имеет низкое влагопоглощение. Благодаря этим свойствам, все изделия из данного материала могут долго находиться в жидких агрессивных средах и совершенно неопасны при контакте с продуктами.

· Температурный режим: max температура - до ста сорока градусов, температура плавления - сто семьдесят градусов.

· Электроизоляция: стат-сополимер полипропилена имеет хорошие электроизоляционные свойства, но хуже, чем гомополимер и блок-сополимер.

· Механические свойства: стат-сополимер по жесткости и ударопрочности находится между гомополимером и блок-сополимером.

Металлоценовые ПП получают методом полимеризации с металлоценовыми катализаторами. Такая полимеризация делает с полимером очень даже интересные вещи, например, может получиться полипропилен с совершенно разной тактичностью.

Используя спец. металлоценовые катализаторы, получается полипропилен, который в одной макромолекуле содержит и атактические и изотактические блоки. Такой полимер напоминает резину, являясь отличным эластомером и все это благодаря тому, что изотактические блоки образовывают кристаллы самостоятельно.

Для таких разрешенных mPP для контактов с пищевыми продуктами марок характерны более высокие температура допустимой деформации и модуль упругости при изгибе, чем у традиционных гомополимеров, улучшенные оптические свойства, которые сочетаются с высокой прочностью, низкой степенью коробления и улучшенной барьерной устойчивостью.

Три компании сейчас предлагают изотактические марки mPP в США, а одна из них только что после долгих лет разработки начала коммерческое использование первых в отрасли синдиотактических PP (sPP). Создание такой абсолютно новой формы полимеров стало возможным с приходом металлоценов.

Смолы sPP представляют собой сополимеры с более низкой по сравнению со стандартными изотактическими РР кристалличностью. Сообщается, что их уникальная молекулярная структура дает исключительные глянец и прозрачность, более низкую температуру плавления, и более низкие уровни извлечения. Эти полимеры могут похвастаться прекрасной ударопрочностью при комнатной температуре и значительно большей, чем у изотактических РР, мягкостью. Мягкие sPP также являются альтернативой семейству Rexflex FPO (эластичных полиолефинов). sPP также обнаруживает потенциал для использования в качестве соэкструзионного соединительного слоя или же улучшающего совместимость агента в смесях PP или PE с ABS, поликарбонатом или TPU.

ПП выпускается в виде порошка белого цвета или гранул, стабилизированным, окрашенным или неокрашенным. Марочный ассортимент полипропилена включает 5 марок, получаемых при среднем давлении (01002-01020), 13 марок, получаемых при низком давлении (21003–21230) и 3 марки блоксополимера с этиленом (22007–220311). На основе базовых марок выпускается значительное число композиций (морозостой­ких, с различными наполнителями) самозатухающие), а также окрашенные материалы широкой цветовой гаммы.

Обозначение марки ПП состоит из пяти цифр: первая (2 или 0) указывает на давление, при котором происходил процесс синтеза, соответственно низкое или среднее; вторая цифра указывает на вид материала: 1 - полимер, 2 - сополимер. Три последующие цифры являются десятикратным значением ПТР. В обозначении композиции через тире указывается номер рецептуры стабилизации и далее, через запятую, цвет и число рецептуры окрашивания. Например, марка 21180-16 Т20 - это материал, полученный на металлоорганических катализаторах при низком давлении, ПТР составляет 18 г/10 мин, рецептура добавки № 16 - анти­коррозионная, материал содержит 20% талька.

Полипропилен - (хостален, данлай, моплен, новолен, олеоформ, поли-про, пропатен, профакс и др.)n термопластичный , кристаллический, изотактический полимер. Молекулярная масса 300-700 тысяч, плотность 0,905-0,920 г/см3, температура плавления 160-176 С, σ раст . 24-40 МПа, относительное удлинение 200-800% , ρ υ -10 17 Ом*см. Устойчив в воде и агрессивных неорганических средах (кроме сильных окислителей), ниже 80 С - в органических растворителях (выше этой температуры набухает). Для полипропиленов характерны высокая стойкость к многократным изгибам и к истиранию, сравнительно высокая ударная вязкость < (7-14)*10 3 Дж/м2 по Изоду с надрезом >. Максимальная температура эксплуатации 120-140 С. Полипропилен характеризуется свойствами, позволяющими отнести его к конструкционным материалам. Полипропилен применяется для производства изделий конструкционного профиля, газо- и продуктопроводных напорных труб, жестких пленок, изделий бытового и хозяйственного назначения. Полипропилен получают полимеризацией мономера пропилена в присутствии металлоорганических катализаторов. Обозначение марки полипропилена (Таблица 1-1) состоит из пяти цифр: первая (2 или 0) указывает на давление, при котором происходил процесс синтеза, соответственно низкое(2) или среднее(0) . Вторая цифра указывает на вид материала: 1-полимер, 2-сополимер. Три последующие цифры являются десятикратным значением ПТР. В обозначении композиции через тире указывается номер рецептуры стабилизации и далее, через запятую, цвет и число рецептуры окрашивания. Например, марка 21180-16 Т20,-это материал, полученный на металлоорганических катализаторах при низком давлении, ПТР составляет 18г/10мин, рецептура добавки №16-антикоррозионная, материал содержит 20% талька. Полипропилен перерабатывается всеми известными способами .

Основные свойства полипропилена

Свойства полипропилена

Марки полипропилена

Плотность, кг/м3

Разрушающее напряжение при растяжении, МПа

Относительное удлинение, %

Ударная вязкость, кДж/м2

Модуль упругости при изгибе, МПа

Теплостойкость по Мартенсу С

Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом*м

Тангенс угла диэлектрических потерь при 10 6 Гц,*10 4

Диэлектрическая проницаемость при 10 6 Гц

Морозостойкость, С

Показатели пожароопасности

Максимальная удельная оптическая плотность дыма (Дт-удельная оптическая плотность)

Особенности горения: пламя - воспламеняется легко, горит после удаления из пламени, окраска пламени - светящееся с желтой верхушкой, сердцевина пламени голубая, характер горения - небольшое количество копоти, без образования сажи, расплав капает, запах - горящего парафина.

Перерабатываемость полипропилена , методи переработки и назначение промышленных термопластов: ПТР - показатель текучести расплава, ПТР=(600*m )/t, г/10мин. m - средняя масса экструдированных отрезков, (г). t - интервал времени между двумя последовательными отсечениями, (с)

Полипропилен ГОСТ 26996

Метод переработки

Экструзия, экструзионно-раздувное формование

Трубы, листы, пленки

Литье под давлением

Основные предприятия - производители полипропилена в России и СНГ

ПОЛИПРОПИЛЕН

Торговая марка

Изготовитель

Томский нефтехимический з-д

Московский нефтеперерабатывающий з-д, Кусковский химзавод(Москва, Капотня)

Полимер Компаунд (г. Томск)

Завод композиционных материалов и пластмасс (Томск)

Лисичанскнефтеоргсинтез (ЛиНОС г. Лисичанск, Украина)

Основные зарубежные аналоги отечественных марок промышленных пластмасс

ПОЛИПРОПИЛЕН, ПП, (PP)

Торговая марка

Изготовитель

BP Chemicals

Accpro (тальконаполненный)

BP Chemicals

Accucomp, Accuguard, Accutech

ALCO Compaunders

Bormod, Borpact, Borsoft

BP Solvay Polyethilene

Mitsui Petrochemicals

Indian Petrochemicals

Polibrasil Resians

Lucite Internfnional

SABI Euro-Petrochemicals

SK Chemicale

Краткое описание, методы переработки, основное назначение, качественная оценка свойств полипропилена и специфические особенности

Полипропилен термостабилизированный: Более жесткий материал, чем полиэтилен. Благодаря правильному расположению атомных группировок относительно основной цепи (изотактическая структура) отличается повышенной прочностью по сравнению с ПЭНД, его теплостойкость также выше, но морозостойкость (температура хрупкости) ниже прмерно в 5 раз, чем у полиэтилена. Химически стоек: концентрированная серная кислота (58%) и (30%) перекись водорода при комнатной температуре не оказывают заметного влияние. Подвержен более интенсивному старению чем ПЭНД

Методы переработки: Литье под давлением. Центробежное литье. Экструзия. Раздувка. Пневматическое, вакуумное формование. Штамповка. Механическая обработка резанием, сверлением, фрезерованием и т.д. Сварка в струе инертного газа. Пресование. Вихревое и другие виды напыления

Основное назначение: трубы, фитинги, шпули, детали, электроприборы, пленки, волокна

– синтетический термопластичный неполярный полимер, принадлежащий к классу полиолефинов. Продукт полимеризации пропилена. Твердое вещество белого цвета. Выпускается в форме гомополимера и сополимеров, получаемых сополимеризацией пропилена и этилена в присутствии металлоорганических катализаторов при низком и среднем давлениях.

Полипропилен является продуктом полимеризации пропилена, химическая формула которого С3Н6. В процессе полимеризации образуется линейная молекула полипропилена,элементарные звенья которого состоят из связки –СН2–СН– с боковой метильной группой СН3.

По характеру пространственного расположения метильной группы относительно молекулярной цепи различают:

Таблица 1. Метильные группы полипропилена.

Метильные группы Описание Атактические полипропилены характеризуются тем, что в них метильные группы расположены по обе стороны цепи совершенно неупорядоченно, такие полимеры имеют консистенцию от масло- до воскообразной Синдиотактические полипропилены в их полимерных цепях метильные группы расположены строго альтернативно – поочередно слева и справа от центральной цепи, синдиотактический полипропилен прозрачен и более вязок, чем изотактический Стереоблочные полипропилены их макромолекулы построены из чередующихся блоков изотактического и атактического строения Изотактические полипропилены в их макромолекулах все метильные группы расположены с одной стороны цепи, полимеры такого типа на 50% жестче и на 25% тверже, чем атактические полипропилены

Для производства напорных полипропиленовых труб КРОСС используется изотактический полипропилен.

Изотактический полипропилен - это высокомолекулярный статический сополимер пропилена с этиленом, так же называемый полипропилен тип 3 или рандом -сополимер, PPR или PPRC . (Таблица 2)

Он был открыт как класс полимеров в 1954 году немецким химиком-органиком Карлом Циглером и итальянским химиком Джулио Натта, а в конце 1957 г. итальянская фирма «Монтскатини» самой первой организовала промышленный выпуск полипропилена.

Изотактический полипропилен – это жёсткий термопласт с высокой температурой плавления и отличной устойчивостью к растворителям. Его исключительные свойства нашли широкое применение в промышленности.

Изотактический полипропилен химически нейтрален, экологически чист, не оказывает вредного воздействия на окружающую среду. Он не образует вредных веществ при обработке и утилизации. Обладает наименьшим показателем плотности из всех пластмасс, всего 0,91 г/см 3 . Более того полипропилен обладает высокой твердостью (стоек к истиранию), большой термостойкостью (начинает размягчатся при 140 0 С,а плавится при 175 0 С) и неподвластен коррозии. (более подробно физические свойства полипропилена применяемого для производства напорных труб KРОСС приведены в Таблице 3.) Так же климатическая и химическая стойкость полипропилена: при высоких температурах - к щелочам, кислотам, растворам солей, растительным и минеральным маслам; при комнатной температуре - к органическим растворителям; имеет низкое влагопоглощение. Благодаря этим свойствам, все изделия из данного материала могут долго находиться в жидких агрессивных средах и совершенно неопасны при контакте с продуктами.

Именно благодаря обладанию столь уникальными свойствами мы выбрали Рандом сополимер PPRC для производства наших напорных труб и фитингов.

Таблица 2. Модификации полипропилена.

Тип Описание Гомополимер полипропилена(тип 1)РРН Полипропилен, у которого макромолекулы содержат одинаковые мономерные звенья. Это достаточно твердый полимер, имеющий при изгибе высокую прочность. Самый распространенный метод модификации гомополимера полипропилена - это придание ему антистатического свойства с помощью специальных антистатических добавок. Эти добавки не дают налипать пыли на изделия из данного материала. Благодаря же введению таких добавок, как нуклеаторы, гомополимер становится прозрачным, что позволяет значительно расширить ассортимент изделий, производимых из данного вида олипропилена. Типичный гомополимер полипропилена - целлюлоза. Блок-сополимер пропилена с этиленом (сополимер)РРВ Блок-сополимеры пропилена с этиленом производятся в виде, однородных по цвету, гранул. Они имеют: высокую ударную прочность (при низких температурах) и высокую эластичность; повышенную долговременную термическую стабильность; стойкость к термоокислительному разрушению во время производства и переработке полипропилена, а также при эксплуатации изделии из него. БС широко применяется при производстве товаров народного потребления - садовой и офисной мебели, одноразовой посуды, тонкостенных и промышленных контейнеров, упаковки для замороженных продуктов, игрушек, медицинских изделий. Статистический сополимер полипропилена с этиленом (тип 3) рандом сополимерРРRC Полипропилен молекулы которого собраны из молекул пропилена и этилена в беспорядочном их сочетании. Это значитетельно повышает в лучшую сторону такие свойства полипропилена как эластичность, вязкость, стойкость к температуре. Имеет кристаллическую структуру. Существует две разновидности статистического сополимера - прозрачный и непрозрачный. Прозрачный - используется для изготовления тонкостенного упаковочного материала для пищевых продуктов, пленок для ламинирования, листов. Непрозрачный - используется для производства труб и фитингов для систем горячего водоснабжения.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИПРОПИЛЕНА

Таблица 3. Физические свойства полипропилена применяемого для производства напорных труб КРОСС

Наименование показателя Значение Плотность, г/см 3 0,91-0,92 Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см 2 250-400 Относительное удлинение при разрыве, % 200-600 Модуль упругости при изгибе, кгс/см 2 6700-11900 Предел текучести при растяжении, кгс/см 2 250-300 Относительное удлинение при пределе текучести, % 10-20 Ударная вязкость с надрезом, кгс см/см 2 33-80 Твердость по Бринелю, кгс/мм 2 6,0-6,5

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ГОСТом 52134-2003 «Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления» установлены следующие характеристики для полимерных труб:

• термопластичные материалы (термопласты): Группа полимерных материалов, которые при нагревании выше температуры плавления сохраняют способность перехода в вязкотекучее состояние. В настоящем стандарте сшитый полиэтилен отнесен к группе термопластов.
• средний наружный диаметр dcp мм: Частное отделения длины окружности трубы, измеренной по наружному диаметру в любом поперечном сечении, на число π (π = 3,142), округленное в большую сторону до 0,1 мм.
• номинальный наружный диаметр d, мм: Условный размер, принятый для классификации труб из термопластов и всех составляющих элементов систем трубопроводов, соответствующий минимальному допустимому значению среднего наружного диаметра трубы.
• номинальная толщина стенки е, мм: Условный размер, соответствующий минимальной допустимой толщине стенки трубы в любой точке ее поперечного сечения.
• Нижний доверительный предел прогнозируемой гидростатической прочности (Σlpl, МПа)– это величина, с размерностью напряжения, представляющая собой 97,5%-ный нижний доверительный предел прогнозируемой длительной гидростатической прочности при температуре Т и времени t.
• минимальная длительная прочность MRS, МПа: Характеристика материала трубы, численно равная напряжению в стенке, возникающему при действии постоянного внутреннего давления, которое труба способна выдержать при нижнем доверительном интервале 97,5 % в течение 50 лет при температуре 20 0 С, округленному по ГОСТ 8032 до ближайшего нижнего значения ряда R 10, если значение напряжения не более 10 МПа, или ряда R 20, если это значение более 10 МПа.
• расчетное напряжение ss, МПа: Допустимое напряжение в стенке трубы в течение 50 лет при температуре 20 0 С с учетом коэффициента запаса прочности С, определяемое по следующей формуле с последующим округлением по ГОСТ 8032 до ближайшего нижнего значения ряда R 10 если это значение не более 10 МПа, или ряда R 20, если оно более 10 МПа s = MRS/C, (1) где MRS – минимальная длительная прочность, МПа; С - коэффициент запаса прочности для РРН 1,6 ; для PPB, PPRC 1,25²
• коэффициент запаса прочности С: Безразмерная величина, имеющая значение большее единицы, учитывающая особенности эксплуатации трубопровода, а также его свойства, отличающиеся от учтенных при расчете MRS.
• серия труб S (номинальная): Безразмерная величина, определяемая как отношение расчетного напряжения ss к максимальному допустимому рабочему давлению PPMS.
• стандартное размерное отношение SDR: Безразмерная величина, численно равная отношению номинального наружного диаметра трубы d к номинальной толщине стенки е. Значения SDR и S связаны следующим соотношением:SDR = 2S+1, (2)где S – серия труб.
• максимальное допустимое рабочее давление PPMS, МПа: Максималь ное значение постоянного внутреннего давления воды в трубе при температуре 20 0 С в течение 50 лет, округленное по ГОСТ 8032 до ближайшего нижнего значения ряда R 10, если это значение не более 10 МПа, или ряда R 20, если оно более 10 МПа, связанное с серией труб S следующим уравнением:PPMS = ss/S, (3)где ss – расчетное напряжение; S - серия труб.
• номинальное давление PN, бар: Условная величина, применяемая для классификации труб из термопластов, численно равная максимальному допустимому рабочему давлению, выраженному в бар (1 бар = 0,1 МПа).
• максимальное рабочее давление при постоянной температуре МОР, МПа: Максимальное значение постоянного внутреннего давления воды в трубопроводе в течение срока службы 50 лет, определяемое по следующей формуле:MOP = 2MRSCt/(C(SDR-1)), (4)где MRS – минимальная длительная прочность, МПа; С – коэффициент запаса прочности; SDR – стандартное размерное отношение; Ct – коэффициент снижения максимального рабочего давления при температуре воды более 20 0 С.
• максимальное рабочее давление при переменном температурном режиме Р макс, МПа : максимальное давление воды в трубе при заданных условиях эксплуатации, определяемое по следующей формуле:Рмакс= s0/S, (5)где s0 – расчетное напряжение в стенке трубы, МПа, для заданного класса эксплуатации, определяемое по правилу Майнера (см. ГОСТ 52134-2003); S – серия труб.
• непрозрачность труб Н, %: Отношение светового потока, прошедшего через образец, к световому потоку источника, выраженное в процентах.

Много чего может случиться с заемщиком в течение срока действия кредитного договора (увольнение с работы, потеря трудоспособности и т. д.), в результате чего возникает ситуация, когда нечем платить. Нечем платить кредит банку: чем грозит долг по кредиту заемщику и как не платить кредит не нарушая закон?