Полипропилен - это, вещество, свойства, применение, получение

Информация о торгах полимерными материалами

Марка
Пос. цена
Изм.
% Изм.

Смотреть все марки >
Марка 1РУБ.
1 месяц3 месяца6 месяцев1 годвсё время
    Россия

    Полипропилен (ПП, PP)

    Полипропилен (1-пропен, гомополимер, РР, ПП) - термопластичный полимер пропилена (пропена) с молекулярной формулой (C3H6)x. Это лёгкий полукристаллический и водостойкий материал, устойчивый к агрессивным средам. Его структурная формула выглядит следующим образом:

    В зависимости от молекулярной структуры выделяют атактический, изотактический и синдиотактический полипропилен. Отличаются они позиционированием в пространстве метиловых групп:

    Известно, что изотактический полипропилен является основным продуктом полимеризации, он является самым прочным и плотным материалом.

    Атактический – побочный продукт ПП, относится к термопластам по своим свойствам: высокая пластичность, мягкость, высокая текучесть, хорошая плотность. Как правило, его утилизируют, однако АПП может применяться в производстве и его добавляют в различные материалы, чтобы увеличить стойкость последних к уф-лучам, кислотам, щелочам, а также повысить теплостойкость.

    Синдиотактический - он более вязкий, чем АПП и прозрачный, прочный и долговечный. В основном, используется для бытовых изделий. Совершенно не стоек к ультрафиолетовым лучам.

    Все три типа материала получаются в процессе изготовления изотактического ПП – как основного продукта.

    Температура плавления, °CТемпература кипения, °CПлотность, г/см3Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/смОтносительное удлинение при разрыве, %Модуль упругости при изгибе, кгс/смПредел текучести при растяжении, кгс/смУдарная вязкость с надрезом, кгс·см/см²
    158-170120-1320,92250—400200—8006700—11900250—35033—80

    Согласно CAS registry number ПП имеет следующие физико-механические свойства:

    Нужно отметить, что полипропилен имеет более высокую теплостойкость в отличие от полиэтиленов высокой и низкой плотности. Он обладает хорошими диэлектрическими показателями, сохраняющимися в широком интервале температур. Также благодаря малому водопоглощению его диэлектрические свойства не изменяются при нахождении во влажной среде.

    Одним из существенных недостатков ПП считается его низкая морозостойкость ( -30°C). В данном случае он уступает полиэтилену.

    Что касается химических свойств, отмечают устойчивость ПП к действию кислот и оснований даже при повышенных температурах, а также к водным растворам солей при температурах от 100 °C, к минеральным и растительным маслам. Однако воздействие на него оказывают только сильные окислители, такие как: хлорсульфоновая кислота, дымящая азотная кислота, галогены и олеум. Концентрированная 58%-я серная кислота и 30%-й пероксид водорода при комнатной температуре действуют незначительно. В добавок полипропилен нерастворим в органических растворителях при температуре около 25 °C, но при нагревании до 80 °C и выше он растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах.

    В промышленности изотактический полипропилен получают стереоспецифической полимеризацией пропилена на комплексных катализаторах типа Циглера – Натта в среде растворителя – жидкого углеводорода (уайт-спирит, бензин, н-гептан). На рисунке представлена схема производства полипропилена:

    1 – смеситель катализаторного комплекса

    2 – промежуточная емкость

    3 – полимеризатор

    4 – холодильник

    5 – сборник суспензии

    6, 10 – центрифуги

    7 – подогреватель

    8 – аппарат для разложения катализатора

    9 – сборник суспензии

    11 – промежуточная емкость

    12,13 – ловушки

    Весь технологический процесс состоит из стадий приготовления каталитического комплекса, полимеризации пропилена, удаления непрореагировавшего мономера, разложения каткомплекса, промывка полимера, отжима растворителя, сушки полимера, окончательной обработки полипропилена, регенерации растворителей.

    Так, приготовление катализаторного комплекса производится путем смешения 5%-ого раствора диэтилалюминия в бензине с трихлоридом титана в смесителе 1. Суспензия катализатора подается в промежуточную емкость 2, после которой дозируется в полимеризатор 3, охлаждающийся холодильником 4. При перемешивании в полимеризаторе 3 осуществляется непрерывная подача жидкого пропилена, катализаторного комплекса, бензина и водорода.

    Далее из полимеризатора полимер в виде суспензии поступает в сборник 5, где осуществляется сдувка растворенного в бензине непрореагировавшего пропилена и разбавление суспензии бензином до соотношения полимер: бензин = 1: 10 (масс.ч).

    Разбавленная суспензия подвергается обработке на центрифуге 6 раствором изопропилового спирта в бензине.

    Остатки катализатора разлагаются в аппарате 8 при интенсивном перемешивании суспензии подогретым до 60 °C фугатом (раствором изопропилового спирта). После суспензия полимера через сборник 9 поступает на промывку и отжим в центрифугу 10, затем в емкость 11, откуда идет на сушку, грануляцию и упаковку.

    Непрореагировавший пропилен, растворитель, азот и промывные растворы регенерируются и возвращаются обратно в цикл.

    Также в промышенности освоен способ получения ПП на высокоактивном катализаторном комплексе, состоящем из диэтилалюминийхлорида [Al(C2H5)2Cl] в гептане, хлорида титана в гептане и хлорида алюминия в гептане. Полимеризацию осуществляют в среде гептана под давлением 0,9-1,2 Мпа и температуре 65-75°C.

    1,4 – смесители диспергаторы

    2,3 – мерники

    5 – форполимеризатор

    6,7 – полимеризаторы

    8 – дегазатор

    9 – центрифуга

    10 – питатель

    11 – вентилятор

    12 – калорифер

    13 – труба-сушилка

    14 – бункер

    15 – сушилка в кипящем слое

    16 – промежуточная емкость

    Данный технологический процесс состоит из операций приготовления катализаторного комплекса, полимеризации сжиженного пропилена, сополимеризации пропилена с этиленом, промывки суспензии полимера, отжима полимера центрифугированием, сушки, грануляции, расфасовки и упаковки.

    В аппарат 1 загружают хлорид титана и хлорид алюминия. В аппарат 4 вводят гептан и [Al(C2H5)2Cl] в виде 10%-го раствора в гептане. После перемешивания диспергированные продукты в гептане поступают в промежуточные емкости 2,3, из которых подаются на стадию полимеризации в форполимеризатор 5 и оттуда в аппарат с мешалкой 6. В реакторы непрерывно подается пропилен, гептан, каткомплекс и Н2.

    Далее суспензия дегазуется в аппарате 8, куда одновременно подается горячий гептан и бутанол с целью разложения каталитического комплекса. Пропилен, насыщенный парами гептана и бутанола, после конденсации направляется на нейтрализацию.

    Промывка суспензии проходит с помощью демирализованной воды при температуре 65 – 70 °C. Водно-гептановая суспензия полимера подается в отстойник, где отделяется водная фаза, содержащая бутанол и остатки каткомплекса. Гептановая фаза подвергается второй промывке.

    Затем суспензия подается в центрифугу 9, промывается горячим гептаном для отделения атактического полипропилена, водно-бутанольной смесью для удаления продуктов распада катализатора и водой. Влажный полимер поступает на сушку в трубу-сушилку 13 и в сушилку с псевдоожиженным слоем 15. Далее порошкообразный полипропилен пневмотранспортом уносится в промежуточную емкость 16, оттуда направляется на грануляцию, расфасовку и упаковку.

    В зависимости от принадлежности к виду, марки полипропилена группируются следующим образом:

    • PP homopolymer, PP HO, PPHP, PPH — полипропилен (гомополимер), изотактический полипропилен;
    • HIPP — высокоизотактический полипропилен (гомополимер);
    • EPP — вспенивающийся полипропилен;
    • PP-X, PP-XMOD — сшитый полипропилен.
    • APP — атактический и синдиотактический полипропилен;
    • mPP — металлоценовый полипропилен;
    • PP block-copolymer, PP impact copolymer, PP CO, PPCP — блок-сополимер пропилена и этилена;
    • PPM — блок-сополимер с низким содержанием полиэтилена;
    • PPR — блок-сополимер со средним содержанием полиэтилена;
    • PPH, PPU — блок-сополимер с высоким содержанием полиэтилена;
    • PP random copolymer — статистический сополимер пропилена и этилена.

    По способу изготовления согласно ГОСТу 26996-86 выделяют марки, производимые под:

    • Низким давлением (0,5 МПа): 21003, 21007, 21012, 21015, 21020, 21030, 21060, 21100, 21130, 21180, 21230, 22007, 22015, 22030;
    • Средним давлением (1,2 МПа): 01003,01005, 01010, 01020.

    Обозначение марок по ГОСТу ведется следующим образом:

    • Первая цифра – давление, при котором проходит полимеризация (0 – среднее, 2 - низкое);
    • Вторая цифра – вид материала (блок-сополимер, гомополимер, сополимер);
    • Третья цифра – номер рецептуры стабилизации (таблица по ГОСТу);
    • Четвертая цифра – число рецептуры окрашивания;
    • Пятая цифра – цвет рецептуры окрашивания.

    Большинство производителей используют собственные разработанные ТУ для производства материала, поэтому на рынке представлено огромное количество его марок.

    Что касается применения полипропилена, то вектор его использования очень велик, благодаря различным видам и технологиям производства. Так, ПП используется в машиностроении и электронике из-за своей высокой износостойкости; в производстве пенопластов; медицине, так как полипропилен устойчив при высоких температурах, что позволяет проводить его стерилизацию. Исключительная безопасность материала позволяет использовать ПП для производства детских товаров, пластиковой посуды, упаковки и многого другого.