مروی جامع بر مواد پلی پروپیلن
پلی پروپیلن یک ترموپلاستیک متبلور و سخت است که امروزه کاربردهای گستردهای در محصولات خانگی، محافظ باتری، وسایل پزشکی و سینی پلاستیکی دارد. در ادامه هر آنچه که نیاز است تا درباره این ترموپلاستیک بیاموزید، آورده شده است.
پلی پروپیلن چیست و چه کاربردی دارد؟
پلی پروپیلن یک ترموپلاستیک متبلور و سخت است که از مونومر پروپن (یا پروپيلن) ایجاد میشود. این ماده یک رزین هیدروکربن خطی است. فرمول شیمیایی آن به صورت C3H6)n) و یکی از ارزانترین پلاستیکهای در دسترس است.
پلی پروپیلن از خانواده پلیمرهای پلیالفین بوده و یکی از برترین پلیمرهای مورد استفاده در جهان امروز میباشد. این ماده هم به عنوان پلاستیک و الیاف کاربردهای گستردهای دارد: صنایع خودروسازی- کاربردهای صنعتی- محصولات مصرفی و مبلمان.
تولید پلی پروپیلن به چه صورت است؟
امروزه پلیپروپیلن از پلیمرازیسیون مونومر پروپيلن (یک ترکیب اشباع نشده با فرمول شیمیایی C3H6) با حضور کاتالیست زیگلر – ناتا یا متالوسن به وجود میآید.
انواع پلی پروپیلن و کاربرد آنها
هوموپلیمرها و کوپلیمرها دو دسته بسیار مهم از پلیپروپیلنها هستند که در دسترس قرار دارند:
هوموپلیمر پلیپروپیلن
از پرکاربرترین و گسترده ترین نوع پلیمرها میباشد که شامل مونومر پروپیلن به شکل یک جامد نیمه متبلور است. از کاربردهای آن میتوان به بسته بندی، نساجی، پزشکی، لوله، صنایع خودروسازی و الکترونیکی اشاره کرد.
کوپلیمر پلی پروپیلن
به کوپلیمرهای نامتناوب و بلوکی تقسیم بندی میشوند که با پلیمرازیسیون پروپيلن و اتان ایجاد میشوند:
کوپلیمر نامتناوب پلیپروپیلن
با پلیمرازیسیون همزمان اتان و پروپیلن حاصل میشود. به شکل واحدهای اتان بوده و معمولاً میزان آن 6 درصد جرمی است که به صورت نامتناوب در زنجیره پلیپروپیلن قرار دارد. این پلیمرها انعطاف پذیر و شفاف هستند که این ویژگیها منجر به بکارگیری در محصولاتی میشود که به ظاهر زیبا و تمیز در آن نیاز است.
کوپلیمر بلوکی پلی پروپیلن
که میزان اتیلن در آن بیشتر است (5 تا 15 درصد). واحدهای کومونومر بر اساس الگوی مشخص نیز قرار دارند. این الگوی مشخص منجر به سفت شدن ترموپلاستیک و کاهش میزان شکنندگی آن به نسبت کوپلیمر نامتناوب میشود. این پلیمرها در صنایع و جایی که به استحکام بالا نیاز است بکار گرفته میشوند.
پلیپروپیلن، کوپلیمر ایمپکت
هوموپلیمر پروپیلن شامل فاز کوپلیمر نامتناوب پروپیلن است که مقدار اتیلن در آن 45 تا 65 درصد است. این ماده را کوپلیمر ایمپکت پلیپروپیلن مینامند. استفاده این ماده در قطعاتی است که باید در برابر ضربه مقاوم باشند. کوپلیمرهای ایمپکت اساساً در بستهبندی، وسایل آشپزخانه و انواع لوله کشی بکار میروند.
پلیپروپیلن بسط داده شده
یک فوم تسبیح مانند با ساختاری به شکل سلول بسته است که میزان چگالی آن بسیار پایین است. از پلیمر در تولید محصولات فوم سه بعدی بکار گرفته میشود. این ماده با توجه به نسبت وزنی آن مستحکمتر، در برابر ضربه مقاوم، عایق حرارتی، شیمیایی و آبی نیز میباشد. از این ماده معمولاً در صنایع خودروسازی و بسته بندی استفاده میشود.
ترپلیمر پلیپروپیلن
از اتصال پروپیلن با مونومرهای اتیلین و بوتان (کومونومر) ایجاد میشود که به صورت تصادفی بر روی زنجیره پلیمر قرار میگیرد. این پلیمر شفافیت بهتری نسبت به هوموپلیمر پلیپروپیلن دارد. همچنین وجود کومونومرها باعث کاهش میزان تبلور به شکل یکنواخت در پلیمر شده که موجب بکارگیری آن در سیلینگ فیلم ها میشود.
پلیپروپیلن، نقطه ذوب بالا
مادهای است با طول بلند شاخه زنجیره که در فاز ذوب، هر دو خاصیت میزان کشش بالا و دمای ذوب بالا را در کنار یکدیگر دارا است. گریدهای این ماده خواص مکانیکی بسیاری مانند پایداری حرارتی بالا و مقاومت شیمیایی زیاد را دارا میباشند. این پلیمر برای تولید فوم های نرم با چگالی پایین برای بسته بندی و بکارگیری در صنایع خودروسازی بکار گرفته میشود.
خواص پلیپروپیلن چیست؟
داشتن دانش درباره رفتار یک ترموپلاستیک همیشه مفید است. این مساله به انتخاب یک ترموپلاستیک مناسب برای رسیدن به یک هدف مشخص کمک شایانی میکند. همچنین میتوان میزان رضایت از نتیجه نهایی را نیز ارزیابی نمود. خواص پلیپروپیلن در ادامه آورده شده است:
نقطه ذوب:
نقطه ذوب پلیپروپیلن به شکل زیر است.
- هوموپلیمر: 160 تا 165 درجه سانتیگراد
- کوپلیمر: 135 تا 159 درجه سانتیگراد
چگالی: این ماده یکی از سبک ترین پلیمرهای موجود است. این ویژگی منجر به استفاده آن در سازه های کم وزن میشود.
- هوموپلیمر: 904/0 تا 908/0 گرم بر سانتیمتر مکعب
- کوپلیمر نامتناوب: 904/0 تا 908/0 گرم بر سانتیمتر مکعب
- کوپلیمر ایمپکت: 898/0 تا 900/0 گرم بر سانتیمتر مکعب
مقاومت شیمیایی
- مقاومت عالی در برابر اسیدهای غلیط و رقیق ، الکلها و بازها
- مقاومت قابل قبول در برابر آلدهیدها، استرها، هیدروکربن های آلیفاتیک و کتونها
- مقاومت محدود در برابر آروماتیکها، هیدروکربنهای هالوژنی و اکسیدکنندهها
میزان شعلهوری
پلیپروپیلن به شدت آتشگیر است.
سایر خواص
پلیپروپیلن خواص مکانیکی و الکتریکی خود را در دماهای بالا، محیط مرطوب و هنگامی که در آب قرار دارد حفظ میکند .نسبت به آب مقاوم است. همچنین این پلیمر در برابر ایجاد تنش و ترک نیز مقاوم است. نسبت به حملات میکروبی مانند باکتری و قارچ حساس است. پلیپروپیلن در برابر پاک کنندگی با بخار آب نیز مقاومت قابل قبولی دارد.
معایب پلی پروپیلن چیست؟
- مقاومت پایین در برابر اشعه UV، ضربه و خش
- ترد و شکننده بودن در دماهای کمتر از 20- درجه سانتیگراد
- کم بودن میزان حرارت قابل تحمل 90 تا 120 درجه سانتیگراد
- در اثر تماس با حلالهای کلرید و آروماتیک به سرعت متورم میشود
- در صورت تماس با فلزات، پایداری حرارتی آن به شدت تحت تاثیر قرار خواهد گرفت
- تغییر اندازه پس از قالبگیری به واسطه اثرات متبلور شدن که با انجام فرآیندهایی قابل حل است .
- چسپندگی ضعیف رنگ
کاربردهای مهم پلی پروپیلن چیست؟
پلی پروپیلن به واسطه مقاومت شیمیایی و قابلیت جوشکاری خوب، بهصورت گستردهای مورد استفاده قرار میگیرد. این موارد عبارت هستند از:
بستهبندی
مناسب برای حمل و نقل، استحکام بالا، سطح نهایی خوب و قیمت پاینن تولید باعث شدهاند که در بسیاری از کاربریهای بستهبندی مورد استفاده قرار گیرد. یکی از پارامترهای مهم خصوصا در بسته بندی مواد غذایی شفافیت است، شفافیت یک پلیمر تحت تاثیر عواملی همچون نحوه کریستالیزلسیون ، افزودنی و … است. امروزه پلی پروپیلن شفاف به دلیل خواص فیزیکی و قیمت مناسب به یکی از بسته بندیهای محبوب تبدیل شده است.
بستهبندی منعطف
فیلم این پلیمر به علت شفافیت بالا و عایق رطوبتی مناسب برای بسته بندی مواد خوراکی هستند. از دیگر کاربردها فیلم شرینک پک، فیلم های مخصوص صنایع الکترونیکی، هنرهای گرافیکی، دستمال های یکبار مصرف و درپوش است. فیلم این پلیمر به شکل کست فیلم یا پلیمر جهت یافته دو محوری در دسترس است.
بستهبندی سفت
از پلی پروپیلن در قالبگیری بادی برای تولید جعبه، بطری و گلدان استفاده میشود. این پلیمر به شکل جداره نازک برای بستهبندی مواد غذایی بکار می رود.
کالای مصرفی
پلیپروپیلن در بسیاری از محصولات خانگی و کالاهای مصرفی مانند مبلمان، قطعات نیمه شفاف، ظروف آشپزخانه، وسایل برقی آشپزخانه، چمدان و اسباب بازی استفاده میشود.
با توجه به هزینه کم، خواص فوقالعاده مکانیکی و قالبپذیری، این پلیمر در بسیاری از قطعات خودرو بکار گرفته میشود. کاربردهای مهم این پلیمر مانند باتری و سینی، ضربهگیر، گلگیر، محافظ لبه داخلی، پنلهای کاربردی و قاب درب است. دیگر خواص کلیدی شامل ضریب انبساط حرارتی خطی پایین، مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی و مناسب در شرایط آب و هوایی، فرآیندپذیری و سفتی در برابر ضربه است.
الیاف و تار و پود
حجم زیادی از پلیپروپیلن در صنعت نساجی استفاده میشود. الیاف به عنوان اصلیترین بخش در رافیا، نوار، رشته های بلند، حجیم و پیوسته، الیاف پشم، رشتههای پیوسته و پیچ خورده استفاده میشود. طناب و ریسمان پلیپروپیلن بسیار مستحکم و مقاوم در برابر رطوبت و مناسب استفاده در دریاها میباشند.
کاربرد پزشکی
با توجه به مقاومت شیمیایی و باکتریایی بالای پلی پروپیلن، در بسیاری از مصارف پزشکی کاربرد دارد. همچنین گرید پزشکی این ماده مقاومت قابل قبولی در برابر تمیزی با بخار آب دارد. سرنگهای یکبار مصرف از پرکاربردترین مصارف پلی پروپیلن در پزشکی است. دیگر کاربردهای آن شامل ظروف کوچک مایع سرنگ، وسایل تشخیصی، ظرف کشت میکروب، بطریهای نمونهگیری، محفظه سرم، سینی دارو، پنس و ظرف دارو است.
کاربرد صنعتی
شیتهای پلی پروپیلن بهصورت گسترده در صنعت برای تولید مخزن اسید و مواد شیمیایی، لولهها و بستهبندیهای حمل و نقل برگشت پذیر استفاده میشود که علت مقاومت کششی بالا، مقاومت به حرارت و خوردگی است.