| Polipropilén | |
|---|---|
| | |
| A polipropilén nemzetközi újrahasznosítási jele | |
| Tábornok | |
| Rövidítések | PP, PP |
| Chem. képlet | ( C 3 H 6 ) n |
| Fizikai tulajdonságok | |
| Sűrűség | 0,92-0,93 g/cm³ |
| Termikus tulajdonságok | |
| Hőfok | |
| • olvadás | 130-160 °C |
| Osztályozás | |
| Reg. CAS szám | 9003-07-0 |
| Reg. EINECS szám | 618-352-4 |
| RTECS | UD1842000 |
| CHEBI | 53550 |
| Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve. | |
| Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |
A polipropilén (PP) a propilén (propén) hőre lágyuló polimerje .
A polipropilént propilén polimerizálásával állítják elő fémkomplex katalizátorok , például Ziegler-Natta katalizátorok (például TiCl 4 és Al R 3 keveréke) jelenlétében :
n CH2 = CH(CH3 ) → [-CH2 - CH(CH3 ) - ] n
A polipropilén előállításához szükséges paraméterek közel állnak az alacsony nyomású polietilén előállításához. Ebben az esetben, az adott katalizátortól függően, bármilyen típusú polimer vagy ezek keveréke nyerhető.
A polipropilént fehér por vagy granulátum formájában állítják elő, térfogatsűrűsége 0,4–0,5 g/cm³. A polipropilént stabilizáltan, festve és színezetlenül állítják elő.
A molekulaszerkezet típusa szerint három fő típust különböztethetünk meg: izotaktikus, szindiotaktikus és ataktikus.
Az izotaktikus és szindiotaktikus molekuláris struktúrák a térbeli szabályosság különböző fokú tökéletességével jellemezhetők.
A polipropilén sztereoizomerjei mechanikai, fizikai és kémiai tulajdonságaikban jelentősen különböznek. Az ataktikus polipropilén egy gumiszerű anyag, nagy folyékonysággal, olvadáspontja - körülbelül 80 ° C, sűrűsége - 850 kg / m³, jól oldódik dietil-éterben . Tulajdonságait tekintve az izotaktikus polipropilén kedvezően hasonlít az ataktikus polipropilénhez, nevezetesen: magas rugalmassági modulusa, nagyobb sűrűsége - 910 kg / m³, magas olvadáspontja - 165-170 ° C és jobb vegyszerállósága. A polipropilén sztereoblokk polimerje röntgensugárzással vizsgálva bizonyos kristályosságot mutat, amely nem lehet olyan teljes, mint a tisztán izotaktikus frakcióké, mivel az ataktikus helyek zavart okoznak a kristályrácsban . Izotaktikus és szindiotaktikus véletlenszerűen alakulnak ki;
A polietiléntől eltérően a polipropilén kevésbé sűrű (sűrűsége 0,91 g/cm³, ami általában a legalacsonyabb érték minden műanyag esetében ), keményebb (kopásálló), hőállóbb (140 °C-on kezd lágyulni, olvadáspontja 175 °C). , szinte nem esik át feszültségkorróziós repedéseken. Fényre és oxigénre nagy érzékenységgel rendelkezik (stabilizátorok bevezetésével az érzékenység csökken).
A polipropilén szakítószilárdsága még inkább, mint a polietiléné, a terhelés mértékétől és a hőmérséklettől függ. Minél kisebb a polipropilén nyújtási sebessége, annál nagyobb a mechanikai tulajdonságok értéke. Nagy nyújtási sebességnél a polipropilén szakítófeszültsége jóval a szakítószilárdság alatt van.
A polipropilén fő fizikai és mechanikai tulajdonságainak mutatóit a táblázat tartalmazza:
| Sűrűség, g/cm³ | 0,90-0,91 |
| Szakítófeszültség, kgf/cm | 250-400 |
| Szakadási nyúlás, % | 200-800 |
| Rugalmassági modulus hajlításban, kgf/cm | 6700-11900 |
| Szakítószilárdság, kgf/cm | 250-350 |
| Relatív nyúlás folyáshatárnál, % | 10-20 |
| Hornyolt ütőszilárdság, kgf cm/cm² | 33-80 |
| Brinell keménység, kgf/mm² | 6,0-6,5 |
A különböző minőségű polipropilén fizikai és mechanikai tulajdonságait a táblázat tartalmazza:
| Teljesítmény / márka | 01P10/002 | 02P10/003 | 03P10/005 | 04P10/010 | 05P10/020 | 06P10/040 | 07P10/080 | 08P10/080 | 09P10/200 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Térfogatsűrűség, kg/l, nem kevesebb, mint | 0,47 | 0,47 | 0,47 | 0,47 | 0,47 | 0,47 | 0,47 | 0,47 | 0,47 |
| Olvadékfolyási index , g/10 perc | ≤0 | 0,2-0,4 | 0,4-0,7 | 0,7-1,2 | 1,2-3,5 | 3-6 | 5-15 | 5-15 | 15-25 |
| Szakadási nyúlás, %, nem kevesebb, mint | 600 | 500 | 400 | 300 | 300 | - | - | - | - |
| Szakadási folyáshatár, kgf/cm, nem kevesebb, mint | 260 | 280 | 270 | 260 | 260 | - | - | - | - |
| Repedésállóság, h, nem kevesebb | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | - | - | - | - |
| Belső viszkozitás dekalinban 135 °C-on, 100 ml/ g | - | - | - | - | - | 2,0-2,4 | 1,5-2,0 | 1,5-2,0 | 0,5-15 |
| Izotaktikus frakció tartalma, legalább | - | - | - | - | - | 95 | 93 | 95 | 93 |
| Az ataktikus frakció tartalma, nem több | - | - | - | - | - | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Fagyállóság, °C, nem alacsonyabb | -5 | -5 | -5 | - | - | - | - | - | - |
A polipropilén vegyileg ellenálló anyag. Csak az erős oxidálószereknek van észrevehető hatása rá - klórszulfonsav , füstölgő salétromsav , halogének , óleum . A tömény 58%-os kénsav és a 30%-os hidrogén-peroxid szobahőmérsékleten csekély hatást fejt ki. Ezekkel a reagensekkel való hosszan tartó érintkezés 60 °C-on és magasabb hőmérsékleten a polipropilén lebomlásához vezet.
A polipropilén szerves oldószerekben szobahőmérsékleten enyhén megduzzad. 100 °C felett aromás szénhidrogénekben, például benzolban , toluolban oldódik . A polipropilén bizonyos vegyi anyagok hatásaival szembeni ellenállására vonatkozó adatokat a táblázat tartalmazza.
| szerda | Hőmérséklet, °C | Tömegváltozás, % | jegyzet |
|---|---|---|---|
| A minta expozíciós ideje a reagens közegben 7 nap | |||
| Salétromsav, 50% | 70 | -0,1 | A minta megreped |
| Marónátron, 40% | 70 | Kisebb | |
| 90 | |||
| sósav, tömény | 70 | +0,3 | |
| 90 | +0,5 | ||
| A minta expozíciós ideje a reagens közegben 30 nap | |||
| Salétromsav, 94% | húsz | -0.2 | A minta törékeny |
| Aceton | húsz | +2,0 | |
| Benzin | húsz | +13,2 | |
| Benzol | húsz | +12,5 | |
| Marónátron, 40% | húsz | Kisebb | |
| Ásványi olaj | húsz | +0,3 | |
| Olivaolaj | húsz | +0,1 | |
| 80%-os kénsav | húsz | Kisebb | Gyenge festés |
| 98%-os kénsav | húsz | >> | |
| sósav, tömény | húsz | +0,2 | |
| transzformátor olaj | húsz | +0,2 | |
A tercier szénatomok jelenléte miatt a polipropilén érzékenyebb az oxigénre, különösen ha ultraibolya sugárzásnak és magas hőmérsékletnek van kitéve. Ez magyarázza a polipropilén lényegesen nagyobb öregedési hajlamát, mint a polietilén. A polipropilén öregedése nagyobb sebességgel megy végbe, és mechanikai tulajdonságainak erőteljes romlása kíséri. Ezért a polipropilént csak stabilizált formában használják. A stabilizátorok megvédik a polipropilént a megsemmisüléstől mind a feldolgozás, mind a működés során. A polipropilén kevésbé hajlamos a repedésre az agresszív környezet hatására, mint a polietilén. Sikeresen ellenáll a szabványos feszültségrepedési teszteknek a legkülönbözőbb környezetben. Az OP-7 emulgeálószer 20%-os vizes oldatában 50 °C-on, 0,5–2,0 g/10 perc olvadékfolyási indexű polipropilénre, igénybe vett állapotban több mint 2000 óra.
A polipropilén vízálló anyag. Még 6 hónapig tartó vízzel való érintkezés után is (szobahőmérsékleten) a polipropilén vízfelvétele kevesebb, mint 0,5%, 60 °C-on pedig kevesebb, mint 2%.
A polipropilén olvadáspontja magasabb, mint a polietiléné , és ennek megfelelően magasabb a bomlási hőmérséklete. A tiszta izotaktikus polipropilén 176 °C-on olvad. A polipropilén maximális üzemi hőmérséklete 120-140 ºC. Minden polipropilén termék ellenáll a forralásnak, és gőzsterilizálható anélkül, hogy alakja vagy mechanikai tulajdonságai megváltozna.
Hőállóságban felülmúlja a polietilént, a polipropilén gyengébb, mint a fagyállóság. A ridegség (fagyállóság) hőmérséklete –5 és –15 ºC között van. A fagyállóság növelhető, ha etilén egységeket viszünk be az izotaktikus polipropilén makromolekulájába (például a propilén etilénnel történő kopolimerizálása során).
A polipropilén fő termofizikai tulajdonságainak mutatóit a táblázat tartalmazza:
| Olvadáspont , °C | 160-170 |
| Hőállóság NIIPP módszer szerint, °C | 160 |
| Fajlagos hőkapacitás (20-70ºС), cal/(g °C) | 0,46 |
| Lineáris tágulási együttható (20-100 °C), 1/°C | 1,1⋅10 −4 |
| Törékenységi hőmérséklet, °C | -5-től -15-ig |
A polipropilén elektromos tulajdonságainak mutatóit a táblázat tartalmazza:
| Fajlagos térfogatú elektromos ellenállás , Ohm cm | 10 16 —10 17 |
| Dielektromos állandó 10 6 Hz -en | 2.2 |
| Disszipációs tangens 10 6 Hz -en | 2⋅10 −4 —5⋅10 −5 |
| Elektromos szilárdság (mintavastagság 1 mm), kV/mm | 30-40 |
A fő feldolgozási módszerek az extrudálással, vákuum- és pneumatikus fröccsöntéssel, extrudált fúvással, fröccsöntés, fröccsöntés, préselés, fröccsöntés.
Anyag fóliák (különösen csomagolóanyagok), zacskók, tartályok, csövek, műszaki berendezések alkatrészei, műanyag poharak, háztartási cikkek, nem szőtt anyagok, elektromos szigetelő anyagok gyártásához, az építőiparban padlóközi mennyezetek rezgés- és zajszigetelésére "úszóban" padló" rendszerek. Ha a propilént etilénnel kopolimerizálják, nem kristályosodó kopolimereket kapnak, amelyek gumi tulajdonságokkal rendelkeznek , amelyeket fokozott vegyszerállóság és öregedésállóság jellemez.
Rezgés- és hőszigetelésre a polipropilén habot (PPP) is széles körben használják. Tulajdonságaiban hasonló a habosított polietilénhez (polietilénhab) . A habosított polisztirol helyett PPP dekoratív extrudált profilok is találhatók . Az Ataktikus polipropilénből építési ragasztókat, gitteket, tömítőmasztixeket, útfelületeket és ragasztófóliákat készítenek.
A polipropilén felhasználás szerkezete Oroszországban 2012-ben a következő volt: 38% - tartályok, 30% - szálak, szálak, 18% - filmek, 6% - csövek, 5% - polipropilén lemezek, 3% - egyéb [1] .
A polipropilén a második helyen áll a világon a polimerek között a fogyasztás tekintetében, 26%-kal a második helyen a polietilén mögött . A harmadik helyet elfoglaló polivinil-klorid részesedése (18%) csökken a polipropilén javára. A világ polipropilén felhasználásának 76%-a homopolipropilén, a többi kopolimer [2] . Oroszországban a polipropilén fogyasztása a 2002-es 250 ezer tonnáról 2012-re 880 ezer tonnára nőtt [1] , miközben meglehetősen alacsony szinten maradt: a világ 1,6%-a [3] vagy 6 kg/fő, szemben a 18 kg -mal. /személy Nyugat-Európában 17 kg/fő. az USA-ban és 12 kg/fő. Kínában [2] .
A polipropilén túltermelése figyelhető meg a világon : jelenleg a többletet évi 7,4 millió tonnára becsülik [1] , 2015-ben a 66 millió tonnás várható globális felhasználás mellett a termelési kapacitás 79 millió tonnát tesz ki [3] .
| sz. p / p | Vállalat | Ország | Termelési kapacitás, ezer tonna | Világpiaci részesedés, % |
|---|---|---|---|---|
| egy | LyondellBasell | Hollandia | 6 471 | 11.24 |
| 2 | Sinopec | Kína | 4 930 | 6.37 |
| 3 | SABIC | Szaud-Arábia | 3455 | 5.13 |
| négy | petrolchina | Kína | 3038 | 4.69 |
| 5 | Braskem | Brazília | 2814 | 4.60 |
A polipropilén oroszországi gyártása 1981-ben kezdődött a Tomszki Petrolkémiai Üzemben (jelenleg a Sibur tulajdona ). Az 1990-es években a moszkvai finomítóban ( Gazprom Neft és Sibur) és az Ufaorgsintezben ( Bashneft ) polipropilén gyártóegységeket építettek . 2007-ben a Budyonnovsky Stavrolenben ( Lukoil ), 2013-ban pedig az Omszki Poliomban [2] indult a polipropilén gyártása .
A legnagyobb orosz polipropilén gyártás 2013. október 15-én nyílt meg - ez a Sibur tulajdonában lévő Tobolsk-Polymer üzem [1] [2] . A tobolszki üzem indításakor a világ öt legerősebb üzemének egyike volt (további két üzem volt azonos kapacitással) [2] [5] . A vállalkozást évente 510 ezer tonna propilén előállítására tervezték propán- dehidrogénezéssel ( vállalkozó - Maire Tecnimont , berendezés - UOP , amelyet a tobolszki petrolkémiai üzemben szereztek be , majd ebből évente 500 ezer tonna polipropilén gyártása (vállalkozó - Linde ). , berendezések - Ineos [1] [4] A többi oroszországi üzem kapacitása polipropilén előállítására nem haladja meg az évi 250 ezer tonnát [2] A Tobolsk-Polymer homopolipropilén gyártására specializálódott , míg a kopolimerek gyártása a Sibur úgy döntött, hogy a tomszki petrolkémiai komplexumra és a moszkvai olajfinomítóra összpontosít [4] .
2015-ben Oroszországban 1275 ezer tonna polipropilént gyártottak, az export pedig 350 ezer tonnát tett ki. [6] [7]
2020 végén az oroszországi polipropilén (PP) teljes termelése 31%-kal nőtt a 2019-es mutatóhoz képest, és körülbelül 1883 ezer tonnát tett ki. A termelési volumen fő növekedését a ZapSibNeftekhim biztosította [8]
| műanyagok | |
|---|---|
| Hőre lágyuló műanyagok |
|
| Hőre lágyuló műanyagok |
|
| Elasztomerek |
|
| Csomag | |
|---|---|
| Alapfogalmak _ |
|
| Speciális csomagolás |
|
| Konténerek |
|
| Anyagok és alkatrészek |
|
| Folyamatok |
|
| Mechanizmusok |
|
| Környezet, utólagos használat |
|
| Kategória: Csomagolás | |