04:43:38 - 25.02.2019
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»
Является прочным и жестким, кристаллическим термопластичным полимером, получаемым из мономерного пропилена. Полипропилен – это линейный углеводородный полимер. Полипропилен имеет химическую формулу (C 3 H 6)n. Сегодня полипропилен является одной из самых дешевых из всех доступных пластмасс.
Полипропилен относится к семейству полиолефинов и входит в тройку наиболее часто используемых полимеров. Из всех крупнотоннажных пластмасс полипропилен имеет самую низкую плотность.
Полипропилен используется на практике как в виде пластмассы, так и в виде волокна в следующих сферах:
– автомобилестроение;
– строительство (трубы и др.);
– производство потребительской продукции;
– упаковка;
– производство мебели.
Виды полипропилена
Двумя основными типами полипропилена, доступными на рынке, являются гомо полимерные (homopolymers) и сопо лимерные (copolymers) марки материала.
– Гомополимерный полипропилен - наиболее широко используемая марка общего назначения этого полимера. Молекула гомополимерного полипропилена состоит только из звеньев пропилена, а сам материал находится в частично кристаллизующемся твердом состоянии. Этот материал используется в основном при производстве упаковки, тканей, изделий медицинского назначения, труб, автокомпонентов и электрических компонентов.
– Сополимерные марки полипропилена подразделяются на рандом -сополимеры (статистический сополимер пропилена) и блок -сополимеры, которые получаются в результате сополимеризации пропена и этена.
а) Рандом-сополимер пропилена получается в результате совместной сополимеризации этена и пропена. В состав молекул этого полимера входят звенья этена (обычно до 6% массы), которые распределяются вдоль цепи полимера случайным образом. Такие полимеры характеризуются высокой гибкостью и оптической прозрачностью, что позволяет использовать их для получения прозрачных изделий и компонентов с хорошим внешним видом.
б) В цепочках блок-сополимера пропилена содержится большее количество звеньев этена (5–15%). Сомономерные звенья располагаются вдоль цепи полимера регулярно (в виде блоков). За счет такого регулярного расположения звеньев термопластичный материал становится более прочным и менее хрупким по сравнению с рандом-сополимером пропилена. Такие полимеры подходят для тех сфер применения, в которых компонентам необходимо придавать высокую прочность, например для промышленной сферы.
– Ударопрочный сополимер пропилена (Polypropylene, Impact Copolymer) - это смесь гомополимерного полипропилена и рандом-сополимера пропилена. Ударопрочный сополимер пропилена содержит в своем составе 45–65% звеньев этилена. Он используется для получения изделий с высокой ударной прочностью. Ударопрочные сополимеры используются в основном при производстве упаковки, деталей бытовых приборов, пленок и труб, а также в сферах автомобилестроения и производства электрических приборов.
Крупными поставщиками полипропилена являются Borealis, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, SABIC, СИБУР и др.
Сравнение гомополимера полипропилена и сопопоолимера полипропилена
Гомополимерный полипропилен характеризуется высокой удельной прочностью, жесткостью и прочностью по сравнению с сополимерными марками полипропилена. Эти свойства в сочетании с высокой химической стойкостью и свариваемостью позволяют использовать материал при производстве многих коррозионно-стойких структур.
Сополимерный полипропилен характеризуется большей мягкостью, но и более высокой ударной вязкостью, прочностью и долговечностью по сравнению с гомополимером пропилена. Материал имеет более высокую стойкость к растрескиванию и низкотемпературную прочность по сравнению с гомополимером. По всем остальным свойствам гомополимер немного превосходит сополимер пропилена.
Гомополимерные и сополимерные марки полипропилена могут использоваться почти в одинаковых сферах применения. Это объясняется тем, что они обладают множеством аналогичных свойств. Поэтому при выборе конкретной марки полипропилена из двух указанных материалов очень часто на первый план выходят нетехнические критерии.
Свойства и преимущества полипропилена
1. Температура плавления полипропилена составляет:
– гомополимер: 160–165 °C;
– сополимер: 135–159 °C.
2. Полипропилен является одним из наиболее легких полимеров из всех стандартных пластмасс. Эта особенность позволяет использовать его при производстве легких конструкций.
– Гомополимер: 0,904–0,908 г/см 3 ;
– Рандом-сополимер: 0,904–0,908 г/см 3 ;
– Ударопрочный сополимер: 0,898–0,900 г/см 3 .
3. Стойкостью к химическому воздействию
– Полипропилен характеризуется очень высокой стойкостью к действию разбавленных и концентрированных кислот, спиртов и оснований.
– Полипропилен имеет хорошую стойкость к действию альдегидов, сложных эфиров, алифатических углеводородов, кетонов.
– Полипропилен характеризуется ограниченной стойкостью к действию ароматических и галогенсодержащих углеводородов и окислителей.
4. Полипропилен является высокогорючим материалом.
5. Полипропилен сохраняет механические и диэлектрические характеристики даже при повышенных температурах, в условиях повышенной влажности и даже при погружении в воду. Полипропилен является водонепроницаемым.
6. Полипропилен характеризуется высокой стойкостью к растрескиванию от напряжений под воздействием окружающей среды.
7. Полипропилен характеризуется низкой чувствительностью к воздействию микроорганизмов (бактерии, грибы и т.д.).
8. Полипропилен обладает хорошей стойкостью при стерилизации паром.
Для улучшения физических и/или механических характеристик в полипропилен могут вводиться полимерные добавки, такие как осветлители, антипирены, стеклянные волокна, минеральные наполнители, электропроводные наполнители, смазки, пигменты и т.д.
Например: полипропилен характеризуется низкой стойкостью к действию УФ-излучения, поэтому в него часто вводятся светостабилизаторы в виде затрудненных аминов. Это позволяет повысить срок эксплуатации материала по сравнению с немодифицированным полипропиленом.
Кроме того, для повышения эксплуатационных характеристик и улучшения перерабатываемости в полипропилен дополнительно вводятся наполнители (глина, тальк, карбонат кальция и т.д.) и армирующие добавки (стеклянные волокна, углеродные волокна и т.д.).
Благодаря значительному улучшению эксплуатационных характеристик (новые добавки и наполнители, а также новые процессы полимеризации и новые методы смешения) полипропилен все чаще рассматривается не как дешевый материал, а как полимер с высокими эксплуатационными характеристиками, который можно использовать в качестве альтернативы традиционным конструкционным пластмассам, а иногда даже металлам (например, марки ПП, армированные длинными стеклянными волокнами).
Недостатки полипропилена
– Низкая стойкость к действию УФ-излучения, ударной нагрузки и образованию трещин.
– Высокая хрупкость при температурах ниже -20 °C
– Низкая максимальная температура эксплуатации (90–120 °C)
– Подвергается воздействию окисляющих кислот, быстро набухает в хлорированных растворителях и ароматике
– На стойкость к тепловой деструкции существенно влияет наличие контакта материала с металлами
– Изменение размеров изделий после формования вследствие протекания процесса кристаллизации. Эта проблема может решаться добавлением нуклеирующих агентов
– Плохая адгезия красок
Сферы применения полипропилена
Полипропилен широко используется в различных сферах благодаря своей высокой химической стойкости и хорошей свариваемости.
1. Производство упаковки: хорошие барьерные свойства, высокая прочность, хорошее качество поверхности и низкая стоимость позволяют применять полипропилен при производстве упаковки.
а) Гибкая упаковка: ПП-пленки обладают хорошими оптическими свойствами и низкой проницаемостью по отношению к парам воды, что позволяет использовать их для упаковки пищевых продуктов. Из полипропилена получаются также термоусадочные оберточные пленки, пленки для электронной промышленности, пленки для нанесения графических изображений, элементов одноразовых подгузников, крышек и т.д. ПП-пленки получаются либо в виде плоскощелевых пленок (Cast Film) либо в виде двухосно-ориентированных полипропиленовых пленок (БОПП, BOPP).
б) Жесткая упаковка: из полипропилена методом раздувного формования получается тара (ящики), бутылки и емкости. Тонкостенные контейнеры из полипропилен обычно используются для упаковки пищевых продуктов.
2. Потребительские товары: полипропилен используется при производстве некоторых компонентов бытовой техники и потребительских товаров, в частности прозрачных деталей, предметов домашнего обихода, мебели, приборов, игрушек и т.д.
3. Автомобилестроение: вследствие низкой стоимости, а также благодаря хорошим механическим свойствам и хорошей перерабатываемости полипропилен широко используется при производстве автокомпонентов. Материал, в частности, применяется при производстве корпусов аккумуляторных батарей, поддонов, бамперов, боковых молдингов, элементов внутренней отделки, приборных панелей и элементов отделки дверей. Важными свойствами ПП, которые позволяют использовать его в сфере автомобилестроения, являются также низкое значение коэффициента линейного термического расширения, низкий удельный вес, высокая химическая стойкость, хорошая атмосферостойкость, перерабатываемость и соотношение ударной вязкости и жесткости.
4. Волокна и ткани: большое количество ПП используется в сегменте волокон и тканей. ПП-волокна используются в сферах производства лент (получаются в результате разрезания пленок), полос, ремней, объемных непрерывных нитей, штапельных волокон, материала спан-бонд и непрерывных нитей. Канаты, веревки и шпагаты из ПП имеют высокую прочность и стойкость к воздействию влаги, что позволяет использовать их в сфере судостроения.
5. Медицина: полипропилен используется для производства различных медицинских изделий благодаря своей высокой химической стойкости и стойкости к действию бактерий. Кроме того, медицинские марки ПП обладают высокой стойкостью в условиях стерилизации паром. Одноразовые шприцы - наиболее типичное изделие медицинского назначения, получаемое из полипропилена. Материал также используется для получения медицинских пробирок, элементов диагностических устройств, чашек Петри, бутылок для внутривенной инфузии, бутылок для образцов, пищевых контейнеров, ванночек, контейнеров для таблеток и т.д.
6. Промышленность: полипропиленовые листы широко используются в промышленной сфере для производства емкостей для кислот и химических реагентов, листов, труб, многооборотной транспортной упаковки и тары (RTP) и т.д. Это объясняется тем, что материал обладает высоким пределом прочности, стойкостью к воздействию повышенных температур и стойкостью к коррозии.
Сравнение полиэтилена и полипропилена
| Полипропилен | Полиэтилен |
Мономером для получения полипропилена является пропилен Может получаться в виде оптически прозрачного материала Имеет меньшую плотность (более легкий материал) ПП обладает высокой стойкостью к растрескиванию, к воздействию кислот, органических растворителей и электролитов Он имеет высокое значение температуры плавления и хорошие диэлектрические свойства ПП является нетоксичным материалом Он обладает более высокой жесткостью и стойкостью к воздействию химических реагентов и органических растворителей по сравнению с полиэтиленом ПП характеризуется более высокой жесткостью по сравнению с полиэтиленом | Мономером для получения полиэтилена является этилен Может получаться только в виде полупрозрачного, матового материала Его физические свойства позволяют ему лучше противостоять воздействию пониженных температур, особенно при использовании его для получения указателей ПЭ обладает хорошими электроизоляционными свойствами Материал обладает хорошей дугостойкостью Полиэтилен обладает высокой прочностью по сравнению с полипропиленом |
Как производится полипропилен?
Полипропилен был впервые получен методом полимеризации немецким химиком Карлом Реном (Karl Rehn) и итальянским химиком Джулио Натта (Giulio Natta). Эти ученые в 1954 году получили кристаллический изотактический полипропилен. После этого открытия совсем скоро, в 1957 году, полипропилен стал в промышленных масштабах синтезироваться итальянской компанией Montecatini.
Синдитактический полипропилен также был впервые синтезирован Натта и его сотрудниками. В настоящее время полипропилен получается методом полимеризации мономерного пропена (непредельное органическое соединение с химической формулой C 3 H 6) в присутствии:
- катализаторов Циглера - Натта (Ziegler-Natta);
- металлоценовых катализаторов.
При полимеризации может образовываться три различные структуры цепочек полипропилена (в зависимости от расположения метильных заместителей):
- атактический ПП (аПП) - неупорядоченное расположение метильных групп (CH3) вдоль молекулярной цепи;
- изотактический ПП (иПП) - метильные группы располагаются с одной стороны относительно углеродной цепи;
- синдиотактический ПП (сПП) - метильные группы располагаются чередующимся образом относительно углеродной цепи.
Условия переработки полипропилена
Полипропилен может перерабатываться в изделия практически любым методом переработки. Наиболее типичными методами переработки полипропилена являются: литье под давлением, экструзионно-раздувное формования, экструзия общего назначения.
1. Литье под давлением
– Температура формы: 10–80 °C
– При правильном хранении перед переработкой материал не требуется подвергать сушке
– При высокой температуре формы повышается уровень глянца и улучшается внешний вид получаемых изделий
– Степень усадки материала в форме составляет от 1,5 до 3%, в зависимости от условий переработки, реологических характеристик полимера и толщины стенки формуемого изделия
2. Экструзия
(трубы, раздувные и плоскощелевые пленки, изоляция на кабели и провода и т.д.)
– Температура расплава: 200–300 °C
– Степень сжатия материала: 3:1
– Температура материального цилиндра: 180–205 °C
– Предварительная сушка: не требуется. Вторичный материал необходимо сушить в течение 3 часов при температуре 105–110 °C (221–230°F)
3. Раздувное формование (экструзия с последующим раздувом)
4. Компрессионное формование (прессование)
5. Ротационное формование
6. Инжекционно-раздувное формование
7. Экструзионно-раздувное формование
8. Ориентированное инжекционно-раздувное формование
9. Экструзия общего назначения
С помощью специального процесса может также получаться вспененный полипропилен (ППВ). Материал хорошо перерабатывается методом литья под давлением, при этом он широко используется как при периодических, так и при непрерывных процессах.
Вторичная переработка полипропилена
Всем пластмассам присваивается «Код идентификации полимера/Код рециклинга пластмасс» в зависимости от типа используемого в них полимера. Полипропилен имеет идентификационный код – 5.
Полипропилен полностью 100% может подвергаться вторичной переработке (рециклингу). Примеры изделий, получаемых из вторичного полипропилена (в-ПП): корпуса автомобильных аккумуляторов, сигнальное освещение, кабели батарей, метлы, щетки, скребки для льда и т.д.
Процесс рециклинга полипропилена обычно включает стадию плавления отходов пластмасс при температуре 250 °C с целью удаления из материала примесей, последующую стадию удаления оставшихся молекул в условиях вакуума, а также стадию перевода в твердое состояние при температуре примерно 140 °C. Этот вторичный полипропилен может смешиваться с первичным полипропиленом в количестве до 50%. Основная проблема рециклинга полипропилена связана с большим объемом потребления этого полимера. Так, например, в настоящее время рециклингу подвергается только примерно 1% использованных ПП-бутылок. Для сравнения, в настоящее время перерабатывается 98% использованных бутылок, изготовленных из и .
Полипропилен является безопасным материалом, поскольку он не имеет значительного влияния на здоровье человека и не оказывает на него химическое и токсическое действие.
Полипропилен: эксплуатационные характеристики
Полипропилен является одним из наиболее универсальных из используемых полимеров, который обладает высокими механическими характеристиками.
Полипропилен также обладает хорошей химической стойкостью и термостойкостью. Некоторые из этих характеристик позволили полипропилену вытеснить полиэтилен из некоторых сфер применения. За счет изучения всех свойств полипропилена, в частности механических, электрических и химических характеристик, можно правильно подобрать материал для конкретной сферы применения.
Свойства | Значение показателя |
Стабильность размеров (формоустойчивость) | |
Коэффициент термического линейного расширения | 6–17×10–5 / °C |
Водопоглощение за 24 ч | |
Диэлектрические свойства | |
Дугостойкость | |
Диэлектрическая постоянная | |
Диэлектрическая прочность | 20–28 кВ/мм |
Коэффициент рассеяния (тангенс угла диэлектрических потерь) | |
Объемное удельное сопротивление | 16–18×1015 Ом·см |
Огнестойкость | |
Огнестойкость (ОКИ) | |
Воспламеняемость (UL94) | |
Механические свойства | |
Относительное удлинение при разрыве | |
Гибкость (модуль упругости при изгибе) | 1,2–1,6 ГПа |
Твердость по Роквеллу (шкала M) | |
Твердость по Шору (шкала D) | |
Жесткость (модуль упругости при изгибе) | 1,2–1,6 ГПа |
Предел прочности при растяжении | |
Предел текучести при растяжении | |
Ударная вязкость по Изоду (образец с надрезом) при комнатной температуре | |
Ударная вязкость по Изоду (образец с надрезом) при пониженной температуре | 27–107 Дж/м |
Модуль Юнга | 1,1–1,6 ГПа |
Оптические свойства | |
Матовость | |
Прозрачность (процент пропускания видимого света) | |
Физические свойства | |
Плотность | 0,9–0.91 г/см 3 |
Температура стеклования | |
Стойкость к действию излучения | |
Стойкость к действию γ-излучения | |
Стойкость к действию УФ-излучения | |
Температура эксплуатации | |
Температура перехода в хрупкое/пластичное состояние | От –20 до –10 °C |
Температура тепловой дисторсии при 0,46 МПа (67 фунт/дюйм2) | |
Температура тепловой дисторсии при 1,8 МПа (264 фунт/дюйм2) | |
Максимальная температура непрерывной эксплуатации | |
Минимальная температура непрерывной эксплуатации | От –20 до –10 °C |
Другие свойства | |
Стойкость к стерилизации (многоразовой) | |
Теплоизоляционные свойства (коэффициент теплопроводности) | 0,15–0,21 Вт/(м·К) |
Химическая стойкость | |
Ацетон (100%), при 20 °C | Удовлетворительная |
Гидроксид аммония (30%-ный раствор), при 20 °C | |
Гидроксид аммония (разбавленный раствор), при 20 °C | Удовлетворительная |
Ароматические углеводороды, при 20 °C | Неудовлетворительная |
Ароматические углеводороды, в горячем состоянии | |
Бензол (100%), при 20 °C | Ограниченная |
Бутил ацетат (100%), при 20 °C | |
Бутил ацетат (100%), при 60 °C | Неудовлетворительная |
Хлорированные растворители, при 60 °C | |
Хлороформ, при 20 °C | Ограниченная |
Диоктил фталат (100%), при 20 °C | Удовлетворительная |
Диоктил фталат (100%), при 60 °C | Ограниченная |
Этанол (96%-ный раствор), при 20 °C | Удовлетворительная |
Этиленгликоль (этандиол) (100%), при 100 °C | |
Этиленгликоль (этандиол) (100%), при 20 °C | |
Этиленгликоль (этандиол) (100%), при 50 °C | |
Глицерин (100%), при 20 °C | |
Пероксид водорода (30%), при 60 °C | Ограниченная |
Керосин, при 20 °C | |
Метанол (100%), при 20 °C | Удовлетворительная |
Метилэтил кетон (100%), при 20 °C | |
Минеральное масло, при 20 °C | Удовлетворительная |
Фенол, при 20 °C | |
Силиконовое масло, при 20 °C | Удовлетворительная |
Гидроксид натрия (40%-ный раствор) | |
Гидроксид натрия (10%-ный раствор), при 20 °C | Удовлетворительная |
Гидроксид натрия (10%-ный раствор), при 60 °C | Удовлетворительная |
Гидроксид натрия (20%-ный раствор), при 20 °C | |
Сильные кислоты (концентрированные), при 20 °C | Удовлетворительная |
Толуол, при 20 °C | Ограниченная |
Толуол, при 60 °C | Неудовлетворительная |
Ксилол, при 20 °C |
В настоящее время широко используются в различных отраслях промышленности, а также в повседневной жизни. Именно поэтому во многих ситуациях необходимо предварительно подбирать полимер под определенные температурные показатели их эксплуатации.
Например, температура плавления полиэтилена составляет диапазон от 105 до 135 градусов, поэтому можно заранее выявить те сферы производства, где этот материал будет уместен к использованию.
Особенности полимеров
Каждый пластик имеет как минимум одну температуру, которая дает возможность оценить условия его непосредственной эксплуатации. Например, полиолефины, к которым относятся пластики и пластмассы, имеют невысокие значения температур плавления.
В градусах зависит от плотности, а эксплуатация данного материала допускается при параметрах от -60 до 1000 градусов.
Помимо полиэтилена, к полиолефинам относится полипропилен. Температура плавления дает возможность применять этот материал при низких температурах, хрупкость материал приобретает только при -140 градусах.
Плавление полипропилена наблюдается в диапазоне температур от 164 до 170 градусов. От -8°С данный полимер становится хрупким.
Пластик на базе темплена способен выдержать температурные параметры 180-200 градусов.
Рабочая температура эксплуатации пластиков на базе полиэтилена и полипропилена составляет диапазон от -70 до +70 градусов.
Среди пластиков, имеющих высокую температуру плавления, выделим полиамиды и фторопласты, а также ниплон. К примеру, размягчение капролона происходит при температуре 190-200 градусов, плавление данной пластической массы происходит в диапазоне 215-220°С. Невысокая температура плавления полиэтилена и полипропилена делает эти материалы востребованными в химическом производстве.
Особенности полипропилена
Данный материал является веществом, получаемым в результате реакции термопластичным полимером. Процесс осуществляется с использованием металлокомплексных катализаторов.
Условия для получения данного материала аналогичны тем, при которых можно изготавливать полиэтилен низкого давления. В зависимости от выбранного катализатора можно получать любой тип полимера, а также его смесь.
Одной из важнейших характеристик свойств этого материала является температура, при которой данный полимер начинает плавиться. При обычных условиях он является белым порошком (либо гранулами), находится в пределах до 0, 5 г/см³.
В зависимости от молекулярной структуры принято подразделять полипропилен на несколько видов:
- атактический;
- синдиотактический;
- изотактический.
У стереоизомеров существуют отличия в механических, физических, химических свойствах. К примеру, для атактического полипропилена характерна высокая текучесть, материал сходен с каучуком по внешним параметрам.
Данный материал неплохо растворяется в диэтиловом эфире. У изотактического полипропилена есть некоторые отличия по свойствам: плотности, устойчивости к химическим реагентам.
Физико-химические параметры
Температура плавления полиэтилена, полипропилена имеет высокие показатели, поэтому данные материалы в настоящее время получили широкое распространение. Полипропилен тверже, у него выше показатели стойкости к истиранию, он отлично выдерживает температурные перепады. Его размягчение начинается с 140 градусов, несмотря на то, что показатель температуры плавления составляет 140°С.
Данный полимер не подвергается коррозионному растрескиванию, отличается устойчивостью к ультрафиолетовому облучению и кислороду. При добавлении к полимеру стабилизаторов подобные свойства снижаются.
В настоящее время в промышленных отраслях применяют разнообразные виды полипропилена и полиэтилена.
Полипропилен обладает неплохой химической устойчивостью. Например, при помещении его в органические растворители, возникает лишь незначительное его набухание.
В случае повышении температуры до 100 градусов, материал может растворяться в ароматических углеводородах.
Наличие в молекуле третичных углеродных атомов объясняет стойкость полимера к повышенным температурам и влиянию прямых солнечных лучей.
При отметке 170 градусов происходит плавление материала, теряется его форма, а также основные технические характеристики. Современные отопительные системы не рассчитаны на подобные значения температур, поэтому вполне можно использовать полипропиленовые трубы.
При кратковременном изменении уровня температуры изделие способно сохранить свои характеристики. При длительной эксплуатации изделия из полипропилена при показателях температуры больше 100 градусов существенно сократится срок их максимальной эксплуатации.
Специалисты советуют покупать армированные изделия, которые в минимальной степени подвергаются деформациям при повышении температуры. Дополнительная изоляция и внутренний алюминиевый либо стекловолокнистый слой помогут защитить изделие от расширения, увеличат срок его эксплуатации.
Отличия полиэтилена от полипропилена
Температура плавления полиэтилена незначительно отличается от Оба материала в случае нагревания размягчаются, затем плавятся. Они устойчивы к механическим деформациям, являются отличными диэлектриками (не проводят электрический ток), обладают незначительным весом, не способны вступать во взаимодействие со щелочами и растворителями. Несмотря на многочисленное сходство, есть между этими материалы и некоторые отличия.
Так как температура плавления полиэтилена имеет меньшее значение, он менее стоек к воздействию ультрафиолетового излучения.
Обе пластмассы находятся в твердом агрегатном состоянии, не имеют запаха, вкуса, цвета. Полиэтилен низкого давления обладает токсичными свойствами, пропилен абсолютно безопасен для человека.
Температура плавления находится в диапазоне от 103 до 137 градусов. Материалы используют при изготовлении косметических средств, бытовой химии, декоративных вазонов, посуды.
Отличия полимеров
В качестве основных отличительных характеристик полиэтилена и полипропилена выделим их устойчивость к загрязнению, а также прочность. У этого материала отличные теплоизоляционные характеристики. Полипропилен лидирует по этим показателям, поэтому он применяется в настоящее время в больших объемах, чем вспененный полиэтилен, температура плавления которого имеет меньшее значение.
Сшитый полиэтилен
Температура плавления сшитого полиэтилена значительно выше, чем у обычного материала. Данный полимер представляет собой модифицированную структуру связей между молекулами. Основу структуры составляет этилен, полимеризированный под высоким давлением.
Именно у этого материала самые высокие технические характеристики из всех полиэтиленовых образцов. Полимер применяют для создания прочных деталей, которые способны выдерживать разные химические, механические нагрузки.
Высокая температура плавления полиэтилена в экструдере предопределяет области использования данного материала.
В сшитом полиэтилене широкоячеистая сетчатая структура молекулярных связей, образуемая при появлении в структуре поперечных цепочек, состоящих из водородных атомов, которые объединены в трехмерную сетку.
Технические параметры
Помимо высокой прочности и плотности, сшитый полиэтилен имеет оригинальные свойства:
- плавление при 200 градусах, разложение на углекислый газ и воду;
- увеличение жесткости и прочности при уменьшении величины удлинения на разрыв;
- устойчивость к агрессивным химическим веществам, биологическим разрушителям;
- «память формы».
Недостатки сшитого полиэтилена
Этот материал при воздействии ультрафиолетового облучения постепенно разрушается. Кислород, проникая в его структуру, разрушает данный материал. Для того чтобы устранить эти недостатки, изделия покрывают специальными защитными оболочками, изготовленными из иных материалов, либо наносят на них слой краски.
Получаемый материал имеет универсальные свойства: стойкость к разрушителям, прочность, высокую температуру плавления. Они позволяют использовать сшитый полиэтилен для изготовления труб горячего или холодного водоснабжения, изоляции кабеля высокого напряжения, создания современных строительных материалов.
В заключение
В настоящее время полиэтилен и полипропилен считаются одними из самых востребованных материалов. В зависимости от условий протекания процесса можно получать полимеры с заданными техническими характеристиками.
Например, создавая определенное давление, температуру, выбирая катализатор, можно контролировать процесс, направлять его в сторону получения молекул полимера.
Получение пластмасс, которые обладают определенными физическими и химическими характеристиками, позволило существенно расширить сферы их использования.
Производители изделий из этих полимеров стараются совершенствовать технологии, увеличить срок эксплуатации продукции, повышать их устойчивость к перепадам температур, воздействию прямых солнечных лучей.
ООО «Пластик» специализируется на продаже различных материалов ПВХ в Москве. Листовой пластик или листы ПВХ – понятие очень широкое. К ним относятся многие применяемые сегодня полиэфирные материалы, в том числе листы полипропилена и полиэтилена. Если Вас интересуют цены на эти и другие материалы, вы сможете ознакомиться с ними в разделе «прайс-лист» нашего сайта. У нас Вы можете выбрать любой вид ПВХ в зависимости от поставленных целей и сферы применения.
Листы ПВХ обладают массой достоинств. Это и малый вес, стойкость к низким температурам, низкая электрическая проводимость, высокая экологичность и пластичность. Стоит отдельно отметить, что листы ПВХ обладают повышенной прочностью к воздействию условий окружающей среды, способны выдерживать большие нагрузки по весу, чрезвычайно устойчивы к механическим нагрузкам. Листы ПВХ отлично пропускают свет и хорошо удерживают тепло. И полиэтилен, и полипропилен уже достаточно давно существуют на рынке строительных материалов Москвы, ООО «Пластик» имеет большой опыт и профессиональную команду менеджеров, мы сможем предоставить для Вас наиболее выгодные условия, учитывая при этом все Ваши требования и пожелания.
Невысокая цена и свободная продажа листового ПВХ позволила потребителям оценить все его преимущества. Существует множество разновидностей листов ПВХ, что позволяет с успехом применять их в разных областях. Рассмотрим подробнее основные свойства листов ПВХ из полипропилена и полиэтилена, продажа которых осуществляется ООО «Пластик».
Полипропилен
Полипропилен — это термопластичный полимер, который используется для разнообразных целей. Перечислим основные характеристики полипропилена:
- Полипропилен имеет низкую плотность и очень хорошее сопротивление высокой температуре.
- Полипропилен обладает высоким пределом прочности и химической стойкости.
- Полипропилены физиологически безвредены.
- Полипропилен имеет высокую водостойкость и отличную свариваемость.
- Строение полипропиленов характеризуется хрупкостью при отрицательных температурах, низкой сопротивляемости трению и низкой ударной прочностью.
- При работах с полипропиленом возникают трудности с склеиванием, также у материала низкая погодостойкость. Полипропилен имеет частично кристаллическую структуру и обладает плотностью 0,91 — 0,93 гр/см3.
- Химические свойства полипропилена:
- Полипропилены обладают стойкостью против щелочей, кислот, алкоголя, солевых растворов, бензина, масла, молока, фруктовых соков.
- Полипропилен нестойкий против хлорированных углеводородов. Избегайте контакта полипропилена с медью, иначе есть вероятность образования трещин из-за внутренних напряжений. Материал легко воспламеняется, при этом образует капли и продолжает гореть светлым пламенем, сердцевина пламени голубая, выделяется резкий запах парафина.
- Трубы из полипропилена идеально подходят для систем внутренней канализации.
Полипропилен изготавливают методом прессования или экструзии, имеет натуральный серый цвет. Полипропилен, в отличие от полиэтилена, менее плотный, при этом более твёрдый и термостойкий. В остальном, по основным потребительским свойствам, эти материалы чрезвычайно похожи. Полимер белого цвета, который получен путём полимеризации этилена при высоком давлении, называют полиэтиленом.
Полиэтилен
Полиэтилен может обладать разными свойствами, всё зависит от способа его производства. Полиэтилен бывает высокого (ПВД) или низкого (ПНД) давления. ПВД имеет большую плотность, чем ПНД. Так как производство полиэтилена является несложным процессом, то и стоимость этого полимера невысока (см. прайс-лист на нашем сайте). Полиэтилен можно перерабатывать вторично, выпускается нескольких видов материала:
- Гранулированный полиэтилен;
- Трубный полиэтилен;
- Этилен;
- Листовой полиэтилен;
- Шитый полиэтилен и т.д.
Сегодня полипропилен и полиэтилен чрезвычайно востребован на рынке. ООО «Пластик» занимает лидирующие позиции в Москве по продаже этих материалов, поэтому наши цены оптимальны а профессионализм очевиден. Ознакомьтесь с разделом «прайс-лист» на нашем сайте и убедитесь в этом сами.
Область применения полиэтиленов и полипропиленов
Материалы могут применяться для изготовления барабанов, ванн, фильтровальных установок, воздуховодов, насосов, гальванических линий. Всё чаще используют в качестве электроизоляции и облицовки в различных отраслях промышленности. Кроме этого, листы полипропилена применяют для изготовления бытовых изделий: ящиков для рассады, садовой мебели, разделочных досок, ящиков для воды и т.д.
Работы с полиэтиленом чаще всего проводят при производстве кабелей, труб и пакетов. Важным моментом в процессе производства является строгое соблюдение необходимого давления. ООО «Пластик» специализируется на продаже качественного листового полиэтилена в Москве и Московской области, связавшись с нами вы сможете обсудить все детали приобретения и согласовать сроки доставки.
Опытные специалисты нашей компании всегда готовы помочь Вам сделать правильный выбор. Они ответят на все вопросы, подробно расскажут все условия продажи любого инженерного пластика из нашего ассортимента, а также обсудят доставку товара в любой регион России. Продажа листов ПВХ по самым выгодным ценам – это то что мы предлагаем нашим клиентам!
Основные технические характеристики полипропилена:
Транспортировка производится закрытыми транспортными средствами. Листовой полипропилен должен быть уложен на горизонтальной поверхности и закреплен. Хранение осуществлять лучше на специальных поддонах. Материал, не стабилизированный к ультрафиолетовому излучению необходимо хранить в закрытых помещениях. Стабилизированный полипропилен может храниться на открытых площадках. Листы полипропилена должны быть проложены упаковочным материалом. Полипропилен стоек к химическому воздействию, хранение не связано с его изоляцией от других химических веществ.
Данные по химической стойкости
Таблица. Данные по химической стойкости
| Вещество | Формула | CONC. | РР |
|---|---|---|---|
| Уксусная кислота | CH3COOH | 100% | 0 |
| Уксусный ангидрид | (СН3СО)2 О | 100% | 0 |
| Ацетон | СН3СОСН3 | 100% | + |
| Бутанол | С4Н9ОН | 100% | + |
| Бутилацетат | С7Нl3О2 | 100% | + |
| Кальция гидроксид | Са(ОН)2 | s | + |
| Аммония гидроокись | NH3*H2O | s | + |
| Углерод четыреххлористый | ССl4 | 100% | — |
| Хлорная кислота | НClО3 | 20% | — |
| Хлорбензол | С6Н5Сl | 100% | + |
| Анилин | С6Н5NН2 | 100% | + |
| Царская водка | 3НСl + HNO3 | 100% | — |
| Хлороформ | СНСl3 | 100% | 0 |
| Бария сульфат | ВаSО4 | s | + |
| Хромовая кислота | Н2СrО4 | 50% | 0 |
| Бензолсульфокислота | С6Н5СНО | 100% | + |
| Хромовая смесь | К2СrО4+Н2SО4 | s | 0 |
| Вода брома | Br2 + Н2О | s | — |
| Бензиловый спирт | С6Н4СН3ОН | 100% | + |
| Этанол | С2Н5ОН | 100% | + |
| Этиловый эфир | НОС2Н4ОС2Н5 | 100% | + |
| Муравьиная кислота | НСООН | s | + |
| Йод | I2 | s | + |
| Соляная кислота | НСl | 38% | + |
| Фтористоводородная кислота | НF | 80% 40% | |
| Ртуть | Hg | 100% | + |
| Метанол | СН3ОН | 100% | + |
| Фосфорная кислота | Н3РО4 | 85% | + |
| Азотная кислота | НNО3 | 99% 50% | |
| Хлорид серебра | АgСl | s | + |
| Нитрат серебра | AgNO3 | s | + |
| Серная кислота | Н2SO4 | 98% 85% | |
| Диэтиловый эфир | С2Н5ОС2Н5 | 100% | 0 |
| Лимонная кислота | С6Н8О7 | s | + |
| Изопропанол | (СН3)2СНОН | 100% | + |
| Глицерин | С3Н5(ОН)3 | 100% | + |
| Гексан | С6Нl4 | 100% | + |
| Гептан | С7Hl6 | 100% | + |
| Диэтиленгликоль | С2Н4(ОН)2 | 100% | + |
| Петралейный эфир | CnH2n+2 | 100% | + |
| Октан | С8Нl8 | 100% | + |
| Щавелевая кислота | (СООН)2 | s | + |
| Салициловая кислота | НОС6Н4СООН | s | + |
| Калия марганцовокислый | КMnO4 | s | + |
| Ксилол | С6Н4(СН3)2 | 100% | — |
| Толуол | С6Н5СН3 | 100% | 0 |
ВИДЫ ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ. РАЗНИЦА МЕЖДУ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫМИ И ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫМИ ТРУБАМИ, ТРУБАМИ ПВХ, ПОЛИБУТЕНОВЫМИ ТРУБАМИ. МАРКИРОВКА ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ.
Выбор труб для систем водоснабжения, отопления и канализации в наше время достаточно велик.А ведь совсем недавно для этих целей использовались почти исключительно стальные и чугунные трубы. Полимерные же материалы, появились в жизни человека сравнительно недавно - в середине XX века. Все мы довольно быстро привыкли к полиэтиленовым пакетам и сумкам, пленке для парников и цветным тазикам. Несколько позже появилась одноразовая посуда, пластиковая мебель и даже чайники из пластмассы. Сегодня нам уже предлагают оконные рамы и трубы из полимеров. Но в большинстве своем, российский потребитель с сомнением верит в надежность и долговечность полимерных труб. Слишком несерьезно выглядят цветные полимерные трубы, смотанные в бухты, как лапша, по сравнению с привычными добротными толстыми и тяжелыми стальными и чугунными трубами.
Но давайте обратимся к статистике. Что же предпочитает европейский потребитель? Более 80% труб, устанавливаемых в новых или капитально ремонтируемых домах, - трубы медные и полимерные, используемые примерно в равных количествах.
Чтобы разобраться в положительных и отрицательных свойствах полимерных труб, надо начать с полимеров. В отличие от металлов и асбестоцемента полимеры - органические вещества со всеми их достоинствами и недостатками, состоящие в близком родстве с природными высокомолекулярными - древесиной, кожей и шерстью.
Полимеры имеют целый ряд достоинств:
- Они обладают универсальной химической стойкостью и не подвержены коррозии;
- Несмотря на свою легкость (их плотность в 5-8 раз ниже плотности стали), они достаточно прочные и эластичные;
- Полимеры легко перерабатываются в изделия, т.е. принимают заданную форму и хорошо окрашиваются;
- Теплопроводность полимеров значительно ниже, чем у металлов, что, в частности, снижает теплопотери при транспортировке горячих жидкостей.
Однако полимеры не лишены и существенных недостатков:
- При нагревании прочность полимеров снижается. Как и все органические вещества, они горят, а под действием ультрафиолетовых лучей стареют (делаются хрупкими и разрушаются);
- К недостаткам следует отнести и большой (в 10 раз больше, чем у стали) коэффициент температурного расширения; правда, эластичность полимеров частично компенсирует этот недостаток.
Технологи, производящие изделия из полимеров, стараются,
и не без успеха, усилить их достоинства и уменьшить недостатки.
Химическая промышленность во второй половине XX века освоила
производство десятков полимеров, но массовое применение,
в том числе и при производстве труб, нашли 5-7 главнейших
из них.
Безусловными лидерами являются полиэтилен (РЕ)
, полипропилен
(РР)
и поливинилхлорид (РУС)
.
Указанные полимеры относятся к группе термопластичных. Они
способны при нагревании переходить в пластично-вязкое состояние,
а при охлаждении отвердевать.
Трубы из таких полимеров получают методом экструзии (выдавливания)
с помощью обогреваемого шнека (пример простейшего экструдера,
но только без обогрева - домашняя мясорубка). Трубы получаются
с очень гладкой поверхностью (шероховатость полимерных труб
примерно в 10 раз ниже, чем стальных).
Полиэтиленовые
трубы
Полиэтиленовые трубы получили наибольшее распространение. Первоначально их делали из обычного полиэтилена (вспомните прозрачную полиэтиленовую пленку). Такие трубы теряли прочность при нагреве до 50-60"С и быстро старели. Их можно было использовать для подачи только холодной воды.
В 80-е гг. химики научились связывать друг с другом линейные молекулы полиэтилена - "сшивать". Такой "сшитый" полиэтилен обладает повышенной прочностью, теплостойкостью, и стойкостью к Уф-излучению. По ним допустима транспортировка воды температурой до 95"С. Получив повышенную теплостойкость, "сшитый" полиэтилен потерял способность свариваться. В маркировке изделий "сшитый" полиэтилен обозначается РЕ-Х (буква X указывает на то, что полимер "сшит"). Трубы из сшитого полиэтилена составляют более половины от общего выпуска полимерных труб.
Трубы из "сшитого" полиэтилена РЕ-Х можно использовать не только для холодного, но и горячего водоснабжения и отопления (центрального и напольного).
Полипропиленовые
трубы
Полипропилен (РР) по использованию в производстве труб занимает второе место. Физико-механические и термические свойства этого полимера близки к сшитому полиэтилену, но в отличие от последнего он более жесткий. Поэтому полипропиленовые трубы выпускаются в виде мерных отрезков, что несколько менее удобно при транспортировке и требует большого количества соединительных элементов при монтаже. На крупных фирмах эта проблема решена: предлагаются разные варианты комплексных систем соединения - низкотемпературной сваркой и с помощью металлических комплектующих.
ПВХ
- трубы
Поливинилхлорид (PVC) - очень широко используемый в строительстве полимер, в производстве труб идет вслед за полиэтиленом и полипропиленом. Обычно он используется в непластифицированном виде. Присутствие хлора в ПВХ вызывает настороженность экологов и ограничивает применение таких труб для водоснабжения. Положительным свойством поливинилхлорида является его пониженная горючесть и повышенная химическая стойкость по сравнению с другими полимерами. Он также менее чувствителен к УФ-излучению, поэтому основные области применения ПВХ-труб - это водосточные системы и канализация.
Полибутеновые
трубы
Полибутен (РВ) - полимер, так же как полиэтилен и полипропилен, из группы полиолефинов. Биологически безвреден. Трубы из полибутена более эластичны, чем из полипропилена. Полибутен характеризуется высокими прочностными показателями, стойкостью к УФ-облучению и повышенной теплостойкостью, приближаясь в этом отношении к "сшитому" полиэтилену.
Полибутеновые трубы зарекомендовали себя в сетях горячего водоснабжения и отопления (в частности, для устройства теплых полов). При 70°С и рабочем давлении в системе 0,3 МПа гарантируется 50-летний срок службы РВ-труб. Максимальная температура эксплуатации таких труб +95°С. Как и полипропиленовые, полибутеновые трубы можно сваривать, что позволяет использовать эти трубы для внутренней разводки.
Маркировка полимерных труб
Полимерные трубы маркируют по виду полимера (РЕ
,
РЕ-Х
, РР
и т.п.), по наружному диаметру и номинальному
давлению (PN).
Наружные диаметры труб (в мм) для внутренней разводки представлены
следующим рядом: 10; 12; 16; 25; 32; 40; 50 и т.д.
Кроме диаметра, трубы маркируются по толщине стенки.
Номинальное давление обычно выражают в барах: 1 бар = 0,1
МПа. Под номинальным давлением подразумевают постоянное
внутреннее давление воды при 20°С, которое труба может безотказно
выдерживать в течение 50 лет (например, PN=10, PN=12,5 или
РМ=20).
Для оценки уровня этих параметров можно вспомнить, что рабочее
давление воды в водопроводной системе не более 0,6 МПа (6
бар). Максимальное давление, которое труба может выдержать
короткое время, в несколько раз выше номинального. При температуре
выше 20°С срок безотказной работы полимерных труб при неизменном
давлении сокращается или может остаться тем же - 50 лет,
но при условии меньшего рабочего давления.
Характеристика некоторых материалов, применяемых для производства и соединительных деталей полимерных труб
|
Показатели |
Значение показателей для материала |
|||||||
|
ПНД (ПВП) |
ПНД (ПСП) |
ПВД (ПНП) |
ПВДФ |
ПА (пласти-фицированного) |
||||
| Плотность, г/куб.см | ||||||||
| Предел текучести при растяжении, МПа | ||||||||
| Удлинение при разрыве, % | ||||||||
| Модуль упругости, МПа | ||||||||
| Коэффициент линейного расширения | ||||||||
| Расчетное допускаемое напряжение труб, МПа | ||||||||
