Polypropylen je termoplastický nepolární polymer syntetické povahy, patřící do třídy polyolefinů. Je to bílá pevná látka vyrobená polymerací propylenu. Reakce probíhá za použití katalyzátorů Ziegler-Natta. Používají se také metalocenové katalyzátory.
Polymerace vyžaduje teploty do 80 °C a tlak 10 atm. Způsob výroby polypropylenu pomocí katalyzátoru Ziegler-Natta byl vynalezen v roce 1957.
Vlastnosti polymerů jsou ovlivněny prostorovým uspořádáním postranních skupin CH3- ve vztahu k hlavnímu řetězci. Podle své struktury je polypropylen:
Polypropylen je lehký krystalizující materiál, vyráběný ve formě barevných nebo nebarvených granulí. K dosažení odstínu se používají pigmenty nebo speciální organická barviva.
- homopolymer (izotaktické),
- náhodný kopolymer (náhodný kopolymer),
- blokový kopolymer s přídavkem ethylenu (kopolymer),
- zesíťovaný polypropylen (PP-X a PP-XMOD),
- metalocenový polypropylen (mPP).
Hlavní a nejčastěji používanou odrůdou je polypropylen, který se vyznačuje izotaktickou strukturou. Tato látka se vyznačuje vysokým stupněm krystalinity, pevnosti, dokonalé tvrdosti a tepelné odolnosti. Ataktický polypropylen je pružný, měkký a lepkavý. Průmyslově se vyrábějí polymery, které se skládají převážně z makromolekul izotaktické struktury.
Vlastnosti polypropylenu
Polypropylen je vysoce odolný vůči kyselinám, zásadám, solným roztokům a dalším anorganickým agresivním prostředím. Při pokojové teplotě se nemůže rozpustit v organických kapalinách. Jak se údaje teploměru zvyšují, polypropylen bobtná a rozpouští se v řadě rozpouštědel (benzen, tetrachlormethan, éter atd.).
Látka má nízkou absorpci vlhkosti. Má také vysoké elektrické izolační vlastnosti v širokém teplotním rozsahu.
Homopolymer se vyznačuje zvýšenou tuhostí a průhledností. Při nízkých teplotách může být také křehký. Blokový kopolymer se vyznačuje vysokou houževnatostí. Je vhodný pro použití v prostředí s nízkou teplotou. Blokový kopolymer je navíc snadno recyklovatelný. Transparentnost tohoto materiálu je zajištěna zavedením strukturotvorného prostředku (nukleátoru) a také použitím speciálních technologických technik (například snížení teploty formy).
Důvody rostoucí popularity
Jedním z hlavních důvodů rychlého růstu použití polypropylenu je rozšíření rozsahu jeho použití, vytlačování polymerů, jako je polystyren a PVC. Ty jsou předmětem nespokojenosti ekologicky zainteresované části populace, což se odráží v legislativních iniciativách v evropských zemích. Polystyren a PVC jsou pronásledovány ze dvou důvodů – likvidace odpadu a toxicita. Z tohoto důvodu mnoho výrobců plastových výrobků stále častěji volí polypropylen.
Tento materiál je netoxický, lehký a vysoce recyklovatelný. Polypropylen má také nižší cenu. Díky tomu se aktivně používá při výrobě technických plastů v oblastech elektroniky, automobilového průmyslu atd.
Oblasti použití polypropylenu
Polypropylen je široce používán k zajištění efektivního ekonomického rozvoje a zvýšení konkurenceschopnosti výrobků. To se děje kvůli:
- snížení spotřeby materiálu,
- výměna drahých materiálů,
- vytvořit novou generaci technologie,
- vytváření pokročilých technologií zpracování materiálů.
Polypropylen lze použít k výrobě mnoha produktů, včetně směsných termoplastických elastomerů a vysoce modulových a vysoce pevných plastů. Díky své šetrnosti k životnímu prostředí, snadnému zpracování a likvidaci vytlačuje polypropylen na celosvětovém trhu s plasty polyvinylchlorid, nárazuvzdorný polystyren a ABS plasty.
Polypropylen se aktivně používá ve všech dominantních odvětvích ekonomiky:
- automobilový průmysl,
- strojírenství,
- elektronika,
- elektrotechnika,
- výroba nástrojů,
- doprava,
- stavebnictví atd.
Někdy je nazýván „králem“ plastů. Polypropylen má také pevné postavení ve výrobě polymerních vláken a nití. Nízká cena a snadná likvidace umožňuje vytlačit jiné materiály z výroby. Polypropylen se používá při výrobě předmětů pro domácnost (koberce, koberečky), hygieny (jednorázové pleny) a lékařských výrobků.
V současné době nelze tento materiál nazvat nejoblíbenějším polymerem – na trhu vede polyethylen a polyvinylchlorid. Přitom z hlediska tempa růstu výroby je polypropylen bezkonkurenční. Je třeba také vzít v úvahu, že ani ve 21. století nebyl využit veškerý vědecký a technický potenciál polymeru.
Obal
Polypropylenové fólie jsou jednou z nejoblíbenějších variant obalových materiálů na světě. Jejich vlastnosti se blíží polyethylenovým fóliím. Zároveň jsou polypropylenové fólie v mnoha ohledech lepší než výrobky vyrobené z jiných polymerů. Jsou vysoce odolné vůči teplu a chemikáliím. Polypropylenové fólie lze sterilizovat při teplotách nad 100 °C, což zvyšuje jejich hodnotu ve farmaceutickém a potravinářském průmyslu.
Výrobky se dále vyznačují průhledností, pružností, netoxicitou a snadnou svařitelností. Dalším důvodem popularity na obalovém trhu byla taková inovace, jako je orientace na film. Materiály orientované v jednom nebo dvou vzájemně kolmých směrech se vyrábějí relativně nedávno, ale na trhu flexibilních obalů se již osvědčily.
Díky orientaci fólie se zvyšuje její pevnost, tuhost, průhlednost a odolnost proti vlhkosti. Průhlednost takového materiálu minimálně 4krát převyšuje průhlednost neorientovaných výrobků.
Vlastní polypropylenové sáčky mají konkurenční výhody oproti plastovým sáčkům. Takový obal je průhlednější, odolnější, šetrnější k životnímu prostředí a vzhledově prezentovatelný.
Polypropylen postupně nahrazuje polyethylentereftalát a další plasty při výrobě lahví a uzávěrů lahví. Na pultech obchodů můžete stále častěji vidět výrobky z polypropylenu. Místo standardního štítkového papíru se používá propylenová fólie.
Materiál se také používá při výrobě takových typů obalů, jako jsou obaly a kontejnery. Polypropylen díky své vysoké pevnosti nahrazuje polystyren a díky své tuhosti a lesku nahrazuje mnoho druhů polyethylenu. Vysoká odolnost vůči chemikáliím umožňuje použití polypropylenu pro opláštění nádob, ve kterých jsou skladovány a přepravovány agresivní kapalné látky.
Vlákno
Polypropylen má významné výhody oproti jiným polymerům v oblasti výroby vláken. Takové výrobky mají nízkou cenu. Z 1 kg polypropylenu lze získat více vláken než z 1 kg jiných polymerů. Výrobky se zároveň vyznačují vysokou pevností a dokonalými elastickými vlastnostmi.
Polypropylen má také vysokou tepelnou odolnost. Pouze citlivost na škodlivé ultrafialové záření zpomalila širší přijetí polypropylenových vláken v textilním průmyslu.
Elektronika a elektrotechnika
Z polypropylenu vytvářejí:
- cívky
- televizní pouzdra,
- izolační pláště,
- objímky lamp,
- části vypínačů, rádií, telefonů atd.
V současné době se materiál jako izolační materiál používá poměrně zřídka. V této oblasti PVC stále není prakticky žádnou alternativou. Při výrobě pěnové izolace pro dráty polypropylen úspěšně konkuruje polyethylenu.
Медицина
Nejvyhledávanější kvalitou materiálu v medicíně je odolnost vůči vysokým teplotám. Díky tomu mohou být výrobky vyrobené z polypropylenu podrobeny horké sterilizaci. Vyrábějí se z něj inhalátory a jednorázové injekční stříkačky. Ve srovnání s polyethylenem a polystyrenem zaujímá materiál v této oblasti vedoucí postavení. Stříkačky jsou také baleny ve fólii. K jeho výrobě se používá polypropylen.
Strojírenství
Polypropylen se vyznačuje vysokou odolností proti opotřebení. Díky tomu nachází široké uplatnění v automobilové výrobě, strojírenství a při stavbě budov. Tento materiál se používá k výrobě dílů pro různé typy zařízení, včetně ledniček, vysavačů a ventilátorů. V automobilovém průmyslu se polypropylen používá k výrobě pojistkových bloků, tlumičů, prvků sedadel a oken, nárazníků, dílů karoserie atd.
