مروی جامع بر مواد پلی‌ پروپیلن

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 C₃H_6)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.

1. هوموپلیمر: 160 تا 165 درجه سانتی­گراد
2. 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.

1. هوموپلیمر: 904/0 تا 908/0 گرم بر سانتی­متر مکعب
2. کوپلیمر نامتناوب: 904/0 تا 908/0 گرم بر سانتی­متر مکعب
3. کوپلیمر ایمپکت: 898/0 تا 900/0 گرم بر سانتی­متر مکعب

مقاومت شیمیایی

1. مقاومت عالی در برابر اسیدهای غلیط و رقیق ، الکل‌ها و بازها
2. مقاومت قابل قبول در برابر آلدهیدها، استرها، هیدروکربن­ های آلیفاتیک و کتون­‌ها
3. 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؟

1. مقاومت پایین در برابر اشعه UV، ضربه و خش
2. ترد و شکننده بودن در دماهای کمتر از 20- درجه سانتی­گراد
3. کم بودن میزان حرارت قابل تحمل 90 تا 120 درجه سانتی­گراد
4. در اثر تماس با حلال­‌های کلرید و آروماتیک به­ سرعت متورم می‌شود
5. در صورت تماس با فلزات، پایداری حرارتی آن به ­شدت تحت تاثیر قرار خواهد گرفت
6. تغییر اندازه پس از قالب­‌گیری به ­واسطه اثرات متبلور شدن که با انجام فرآیندهایی قابل حل است .
7. 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.