Свойства и применение полипропилена

Полипропилен (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). 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 в них растворяется.

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 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, но в отличие от последнего он обладает двумя существенными недостатками: малой морозостойкостью и более легкой окисляемостью при действии высоких температур переработки в изделия, кислорода воздуха и солнечного света, вызывающей особое внимание к стабилизации полимера (например, антиоксидантами, содержащими замещенные фенолы в смеси с дилаурил-β, β’- тиодипропинатом и др.).

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%).

Высокомолекулярный ПП пригоден для изготовления труб, пленки, электроизоляции, различных формованных и литьевых изделий, волокна. Легкое и прочное полипропиленовое волокно применяется при получении фильтровальных и технических тканей для химических и горно-обогатительных производств, ковров, которые легче и во много раз прочнее шерстяных канатов. 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 ПП, ПЭ и ПВХ аналогична. Наиболее пригодны полимеры с высокой и средней степенью

кристалличности. Трубы методом экструзии выпускаются диаметром 25—105 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 полиэтиленовым.

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 или двух направлениях (разрушающее напряжение при растяжении 90—175 МПа).

Полипропиленовая пленка обладает высокой механической прочностью, стойкостью к истиранию, малой разнотолщинностью 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 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), она может быть еще уменьшена покрытием из поливинилиденхлорида и 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 несения на электрический провод, обеспечили ему использование в качестве электроизоляционного материала, особенно в тех слухах, когда требуется повышенная термостойкость изоляции.

Формованные, прессованные и литьевые изделия. Пленки из ПП толщиной 0,2—0,3 мм, полученные экструзией или прессованием, обладают достаточной жесткостью для переработки их методом вытяжки. При изготовлении крупногабаритных, а также вытяжных по конфигурации изделий, применяют вакуумформование и получают посуду и емкости для химической, красильной и текстильной промышленности и для гальванопластики.

ПП пригоден для изготовления деталей автомобилей и мотоциклов, текстильных и стиральных машин, а также деталей холодильников, телефонов, пишущих и счетных машин, карнизов, ящиков, футляров,

аккумуляторных баков, баков и аппаратов для крашения и беления, роторов центрифуг, корпусов центробежных насосов, турбинок 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.

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.

Вопросы для самопроверки:

1. Технология производства полипропиленов.

2. Методы получения полипропилена и требования, предъявляемые к качеству.

3. Свойства и применение полипропилена.