Τι είναι το PP;
Το πολυπροπυλένιο, ή PP για συντομία, είναι ένα ημι-κρυσταλλικό θερμοπλαστικό που συντέθηκε από τον Giulio Natta το 1954.
Είναι ένα από τα ευρέως χρησιμοποιούμενα πολυμερή υλικά. Έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής αντοχής στην κρούση, ισχυρών μηχανικών ιδιοτήτων, αντοχής σε διάφορους οργανικούς διαλύτες και διάβρωση οξέων και αλκαλίων και χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία. Όπως διάφορα άκρα εργαστηριακών πιπέτων, σωλήνες φυγοκέντρησης και παρόμοια είναι κατασκευασμένα από καθαρό PP.
Ξέρετε γιατί επέλεξαν το PP; Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του σε σύγκριση με άλλα υλικά γενικής χρήσης;
01 Πυκνότητα
Η πυκνότητα του PP είναι μόνο {{0}},90~0,91g/cm3, η οποία είναι η μικρότερη πυκνότητα μεταξύ όλων των συνθετικών ρητινών, μόνο περίπου το 60% του PVC. Αυτό σημαίνει ότι περισσότερα προϊόντα του ίδιου όγκου μπορούν να παραχθούν με το ίδιο βάρος πρώτης ύλης.
02 Μηχανικές ιδιότητες
Αυτό το υλικό έχει καλή αντοχή σε εφελκυσμό και ακαμψία, αλλά κακή αντοχή στην κρούση, ειδικά σε χαμηλές θερμοκρασίες. Επιπλέον, εάν το προϊόν έχει διαμορφωθεί με προσανατολισμό ή πίεση, η αντοχή στην κρούση μπορεί να μειωθεί σημαντικά. Αν και η αντοχή του στην κρούση είναι χαμηλή, μετά από τροποποιήσεις όπως πλήρωση ή ενίσχυση, οι μηχανικές του ιδιότητες είναι συγκρίσιμες με εκείνες των πλαστικών μηχανικής υψηλότερου κόστους σε πολλούς τομείς.
03 Επιφανειακή σκληρότητα
Η επιφανειακή σκληρότητα του PP είναι χαμηλότερη μεταξύ των πέντε πλαστικών γενικής χρήσης και είναι μόνο ελαφρώς καλύτερη από αυτή του PE. Όταν η κρυσταλλικότητα είναι υψηλή, η σκληρότητα θα αυξηθεί ανάλογα, αλλά εξακολουθεί να μην είναι τόσο καλή όσο το PVC, το PS, το ABS κ.λπ.
04 Θερμική απόδοση
Μεταξύ των πέντε κύριων πλαστικών γενικής χρήσης, το PP έχει την καλύτερη αντίσταση στη θερμότητα. Τα πλαστικά προϊόντα πολυπροπυλενίου μπορούν να λειτουργήσουν για μεγάλο χρονικό διάστημα στους 100 βαθμούς C και δεν παραμορφώνονται όταν θερμαίνονται στους 150 βαθμούς C από εξωτερική δύναμη. Μετά τη χρήση ενός παράγοντα πυρηνοποίησης για τη βελτίωση της κρυσταλλικής κατάστασης του PP, η αντίσταση στη θερμότητα μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και για την κατασκευή σκευών για τη θέρμανση τροφίμων σε φούρνους μικροκυμάτων.
05 Αντοχή σε ρωγμές καταπόνησης
Η υπολειπόμενη τάση στο χυτευμένο προϊόν ή το προϊόν που λειτουργεί υπό συνεχή καταπόνηση για μεγάλο χρονικό διάστημα μπορεί να προκαλέσει ρωγμές λόγω τάσης. Οι οργανικοί διαλύτες και τα επιφανειοδραστικά μπορούν να διευκολύνουν σημαντικά αυτή τη διαδικασία. Επομένως, όλες οι δοκιμές πυρόλυσης καταπόνησης πραγματοποιήθηκαν παρουσία επιφανειοδραστικών ουσιών. Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα ανοσοενισχυτικά είναι αλκυλαρυλ πολυαιθυλενογλυκόλες.
Οι δοκιμές έδειξαν ότι το υλικό PP έχει την ίδια καλή αντίσταση σε ρωγμές λόγω καταπόνησης όταν βυθίζεται σε επιφανειοδραστική ουσία όπως και στον αέρα. Επίσης, όσο χαμηλότερος είναι ο ρυθμός ροής τήγματος του PP (δηλαδή, όσο υψηλότερο είναι το μοριακό βάρος), τόσο πιο ανθεκτικό είναι στη ρηγμάτωση λόγω τάσης.
06 Χημική σταθερότητα
Το PP έχει εξαιρετική χημική σταθερότητα. Είναι αδρανές στα περισσότερα οξέα, βάσεις, άλατα και οξειδωτικά μέσα. Για παράδειγμα, είναι σταθερό σε πυκνό φωσφορικό οξύ, υδροχλωρικό οξύ, 40 τοις εκατό θειικό οξύ και το διάλυμα άλατος του στους 100 βαθμούς. Μόνο μερικά ισχυρά οξειδωτικά όπως το ελαιόλαδο μπορούν να το αλλάξουν. Το PP είναι μια μη πολική ένωση, πολύ σταθερή σε πολικούς διαλύτες, όπως αλκοόλες, φαινόλες, αλδεΰδες, κετόνες και τα περισσότερα καρβοξυλικά οξέα δεν διογκώνονται, αλλά διαλύονται ή διογκώνονται εύκολα σε ορισμένους μη πολικούς οργανικούς διαλύτες
07 Αεροστεγανότητα (φράγμα αερίου)
Το PP έχει μια ορισμένη διαπερατότητα στο οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και τους υδρατμούς, η οποία είναι προφανώς διαφορετική από το νάιλον (PA) και τον πολυεστέρα (PET). Για πλαστικά υψηλού φραγμού, όπως PVDC, EVOH κ.λπ., η κατάσταση είναι ακόμη χειρότερη. Σε σύγκριση όμως με άλλα μη πλαστικά υλικά, η αεροστεγανότητά του είναι αρκετά καλή. Η αεροστεγανότητα μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά με την προσθήκη υλικού φραγμού ή την επίστρωση της επιφάνειας με πλαστικό φράγμα.
08 Χαρακτηριστικά γήρανσης
Τα μόρια PP περιέχουν τριτοταγή άτομα άνθρακα, τα οποία καταστρέφονται και αποικοδομούνται εύκολα από τη φωτοθερμική δράση. Το PP χωρίς σταθεροποιητές θα γίνει εύθραυστο όταν θερμαίνεται στους 150 βαθμούς για περισσότερο από μισή ώρα ή εκτίθεται στο ηλιακό φως για 12 ημέρες. Το PP χωρίς σταθεροποιητή θα αλλοιωθεί σοβαρά όταν αποθηκεύεται σε εσωτερικό χώρο στο σκοτάδι για 4 μήνες και θα εκπέμπει μια ξεχωριστή ξινή μυρωδιά.
Η προσθήκη περισσότερου από 0,2 τοις εκατό αντιοξειδωτικού πριν από την κοκκοποίηση της σκόνης PP μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά την υποβάθμιση και τη γήρανση του PP κατά την επεξεργασία. Τα αντιοξειδωτικά χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: τερματιστές αλυσιδωτής αντίδρασης ελεύθερων ριζών (γνωστοί επίσης ως πρωτογενή αντιοξειδωτικά) και αποικοδομητές υπεροξειδίου (γνωστοί και ως δευτερογενή αντιοξειδωτικά). Ο λογικός συνδυασμός των δύο αντιοξειδωτικών θα έχει καλή συνεργική δράση.
Το επί του παρόντος συνιστώμενο αντιοξειδωτικό Β215 είναι ένας συνδυασμός του κύριου αντιοξειδωτικού 1010 (φαινόλες) και του βοηθητικού αντιοξειδωτικού 168 (φωσφίτης) σε αναλογία 1:2. Προκειμένου να αποφευχθεί η φωτογήρανση, είναι απαραίτητο να προστεθεί ένας απορροφητής UV στο PP για να μετατραπεί η απορρόφηση και η διέγερση UV μήκους κύματος 290~400nm σε μη καταστροφικό φως μεγαλύτερου μήκους κύματος. Για πλαστικά προϊόντα PP που θαμμένα στο έδαφος ή χρησιμοποιούνται σε εσωτερικούς χώρους για να αποφευχθεί το φως, απαιτούνται μόνο τα κύρια και βοηθητικά αντιοξειδωτικά και δεν απαιτείται απορροφητής υπεριώδους.
09 Ηλεκτρική απόδοση
Το PP είναι ένα μη πολικό πολυμερές με καλή ηλεκτρική μόνωση και λόγω της χαμηλής του απορρόφησης νερού, η ηλεκτρική μόνωση δεν επηρεάζεται από την υγρασία. Και η διηλεκτρική σταθερά και ο συντελεστής διηλεκτρικής απώλειας είναι μικροί, δεν επηρεάζονται από τη συχνότητα και τη θερμοκρασία. Η διηλεκτρική αντοχή του PP είναι υψηλή και αυξάνεται με τη θερμοκρασία. Αυτά είναι ευεργετικά για την ηλεκτρική μόνωση σε ζεστά και υγρά περιβάλλοντα. Από την άλλη πλευρά, η επιφανειακή αντίσταση του PP είναι πολύ υψηλή και σε ορισμένες περιπτώσεις πρέπει να πραγματοποιείται αντιστατική επεξεργασία.
10 Επεξεργασιμότητα
Το PP είναι ένα κρυσταλλικό πολυμερές και τα σωματίδια του απαιτούν μια συγκεκριμένη θερμοκρασία για να αρχίσουν να λιώνουν. Σε αντίθεση με το PE ή το PVC, μαλακώνει καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία κατά τη θέρμανση. Μόλις επιτευχθεί μια ορισμένη θερμοκρασία, τα σωματίδια PP λιώνουν γρήγορα και μετατρέπονται πλήρως σε λιωμένη κατάσταση μέσα σε λίγους βαθμούς.
Λόγω του χαμηλού ιξώδους τήγματος του PP, έχει καλή ρευστότητα κατά τη χύτευση. Ειδικά όταν ο ρυθμός ροής τήγματος είναι υψηλός, το ιξώδες τήγματος θα είναι χαμηλότερο. Είναι κατάλληλο για χύτευση με έγχυση μεγάλων προϊόντων με λεπτό τοίχωμα, όπως η εσωτερική μπανιέρα ενός πλυντηρίου.
Αφού το PP φύγει από το καλούπι, η αργή ψύξη στον αέρα θα σχηματίσει μεγαλύτερους κόκκους και το προϊόν θα είναι διαφανές. Εάν σβήσει σε νερό (όπως παρακάτω για να γίνει το φιλμ με τη μέθοδο ψύξης με εμφύσηση νερού), η μοριακή κίνηση του ΡΡ παγώνει γρήγορα, δεν σχηματίζονται κρύσταλλοι και το φιλμ είναι εντελώς διαφανές. Ο ρυθμός συρρίκνωσης χύτευσης του PP είναι μεγάλος, φθάνοντας περισσότερο από 2 τοις εκατό , το οποίο είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό του πλαστικού ABS (0,5 τοις εκατό ).
Ο ρυθμός συρρίκνωσης καλουπώματος του PP θα ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο και την ποσότητα των άλλων υλικών που προστίθενται. Θα πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή κατά την κατασκευή προϊόντων έγχυσης με αντίστοιχες διαστάσεις.
