Содержание:
1. Кратко о появлении пластмасс.
2. Полипропилен.
3. Сополимеры пропилена.
4. Области применения полипропилена.
5. Методы переработки полипропилена.
6. Особенности вторичного сырья из полипропилена.
7. А полипропилен ли перед вами? Как понять?
Сегодня, для вас, мы подготовили первую из 3 ознакомительных статей о пластмассах. По итогу вы сможете проверить свои знания в области полимеров в нашем специальном тесте.
Кратко о появлении пластмасс
Говорят, мы живем в пластмассовом мире, но, как и когда пластмассы успели его захватить? Если говорить тезисно, то первая пластмасса была получена в Бирмингеме английским металлургом и изобретателем Александром Парксом в 1855 году . Называлась она паркезин. Однако качество продукции оставляло желать лучшего. Как итог, компания по производству паркезина разорилась, а в 1869 некий Джон Хайатт запатентовал новый вид пластмассы – целлулоид. Он был придуман в качестве замены слоновой кости (в то время возникла накладка с добычей и поставкой этого материала), в частности, необходимой для производства бильярдных шаров. В течение 30 лет иных пластмасс не было. Но в 1900 году миру явился галалит, а в 1907 году – бакелит. И пошло, поехало.
К сегодняшнему дню человечество успело изобрести великое множество других видов пластмасс. Они окружают нас повсюду, содержатся даже там, где мы этого совсем не ожидаем. Пластик используют в строительстве, электронике, медицине, упаковке и косметике, в средствах личной гигиены и в изготовлении упаковок, бытовых предметов и так далее, и это «далее» может растянуться на долгий период времени. Пластик используется даже в сигаретах и некоторых чайных пакетиках. Иными словами – пластмассы проникли всюду.
Но что они такое? Пластмассы, или пластик – это искусственные полимеры, то есть высокомолекулярные вещества, состоящие из множества соединенных между собой, повторяющихся звеньев – мономеров. В природе это встречается, например, в ДНК. Вспомните закрученную спираль с соединенными парными элементами – это и есть полимер. Человек же сумел создать его искусственным путем из нефти – это и есть пластмасса. И она обладает удивительными качествами. Пластмассы бывают прочными как сталь, и легкими как пробка, устойчивыми, как платина, и пористыми как губка, прозрачными как стекло, и мягкими, как шерсть. Они удовлетворяют любое требование конструкторов, машиностроителей, текстильщиков, градостроителей. Многие отрасли техники немыслимы без пластмасс.
Другой вопрос о вреде пластика, как здоровью людей, так и экологии. Он действительно плохо разлагается (что-то близкое к значению «никак»), бывает токсичен, но проблема даже не в этом. Многие виды пластика не подлежат переработке. Имя им – реактопласты . Когда-то, при изготовлении, они приняли окончательную форму в расплавленном виде, застыли, и с тех пор произошедшие изменения стали необратимы. Их нельзя переплавить, использовать в качестве вторсырья для новых изделий. Соответственно, мало заинтересованных людей в их утилизации. Чаще всего они просто успешно не разлагаются на полигонах. Строго говоря, пластмассы все же разлагаются. Но делают это очень медленно. Срок может доходить до 700 лет. Но есть и другие пластмассы. Термопласты – способные менять свою форму без потери своих физических свойств. Они участвуют в процессе рециклинга (переработки и вторичного производства) множество раз, пока их молекулы окончательно не разрушатся. Как раз о некоторых из термопластов пойдет речь в нашей серии статей.
Сегодня мы поговорим о распространённом представителе термопластичных пластмасс – полипропилене (и стаканчиками дело тут не ограничивается). Как, где он используется, как выглядит, в чем он хорош или не хорош, как полипропилен перерабатывают, как вообще понять, полипропилен ли перед вами?
Внимание! Мы затронем довольно много моментов в этой статье. Если вас интересует что-то конкретное, воспользуйтесь удобнейшей, разработанной нами, системой навигации - содержанием.
Итак, поехали!
Полипропилен (ПП, PP )
Полипропилен (принятое обозначение: ПП или PP ) – синтетический (искусственный) термопластичный полимер. Первичный ПП – это твердое вещество прозрачного или белого цвета. Выпускается в виде гранул, окрашенных или неокрашенных.
Характеристика ПП:
1. Жесткость, высокая прочность при ударе и многократном изгибе (белая полоса на сгибе).
2. Хорошо держит форму.
3. Износостойкость.
4. Хорошие электроизоляционные свойства, диэлектрик.
5. Низкая паро- и газопроницаемостью.
6. Низкое влагопоглощение.
7. Фоточувствительность (разрушается при воздействии t , UF , O 2).
8. Высокая прозрачность.
9. легкость при окрашивании.
10. Легкость в переработке.
11. Термопласт.
В тонких пленках ПП почти прозрачен. Стоек к кислотам, щелочам, растворам солей, минеральным и растительным маслам при высоких температурах. При комнатной температуре нерастворим в органических растворителях.
Растворяется только при повышенных температурах в сильных растворителях: хлорированных, ароматических углеродах (бензол, таулол).
Полипропилен легко перерабатывается. Хорошо смешивается с красителями. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут стилизоваться паром без какого-либо их формы или механических свойств.
Полипропилен чувствителен к свету и кислороду (чувствительность понижается при введении стабилизаторов). Имеет невысокую морозостойкость. ПП имеет низкое влагопоглощение.
Лучше всего ПП характеризуют два качества среди всех вышеперечисленных: жесткость и хорошо держит форму.
Сополимеры пропилена
Как мы помним, полимеры состоят из повторяющихся звеньев мономеров. Но эти звенья не обязательно должны быть одинаковыми. С целью насыщения материала лучшими свойствами разных веществ, могут соединять мономеры различных видов. Например, к мономерам пропилена можно добавить мономеры этилена. Получится материал с лучшими свойствами обоих полимеров.
Для ориентации, есть классификация.
Если полимер состоит из одинаковых мономеров – это гомополимер .
Если используются 2 и более типов мономеров – это сополимер . Бывают рандомсополимеры (мономеры разных веществ хаотично перемешиваются между собой) или блок-сополимеры (разные мономеры расположенными отельными группами).
Сополимер – по сути модификация гомополимера. Она содержит лучшие свойства всех веществ, входящих в полимер.
Пример:
Представьте себе лопату для чистки снега.
Ее производят из полипропилена.
Также, как, допустим, пластиковый комод – чистый полипропилен. Его характеризует жесткость и хорошее удержание формы, несгибаемость. Если ударить по комоду кулаком, он даст трещину или скол. В все потому, что он не пластичный, следовательно, не может смягчить удар. Для этого изделия пластичность и не нужна. Спасибо, что держит форму. Но вот для нашей лопаты такой расклад не пойдет. При ударах об лед или землю, сколов быть не должно, иначе это ОЧЕНЬ ПЛОХАЯ лопата.
Чтобы лопата приобрела пластичность, полипропилен соединяют с этиленом. Лопата все также хорошо держит форму, но становится более гибкой. Плюс становится более устойчивой к температурам. Так бы лопата потрескалась бы уже при -5 или -15 по Цельсию, а теперь она сможет служить при температурах хоть до -60.
Вот зачем нужны сополимеры.
То есть даже сам полипропилен встречается в различных видах. Давайте же посмотрим, а где конкретно его используют.
Области применения полипропилена
В зависимости от условий проведения процесса полимеризации пропилена получают полимеры с различной молекулярной структурой. Которая и определяет их физико-механические свойства. Полипропилен обладает ценными свойствами для его разностороннего использования в строительной технике.
Из полипропилена изготовляют следующие виды изделий для строительной техники: трубы, шленки, листы, вентиляционные решетки и санитарно-техническое оборудование.
Полипропиленовые трубы применяют для горячего водоснабжения и для транспортировки «агрессивных жидкостей». Пленки из полипропилена изготовляют плоскощелевой экструзией. Они весьма прозрачны и прочны, обладают хорошей свариваемостью, малой водо-, паро- и газопроницаемостью. Применяют их для различных видов изоляции сооружений.
Листы из поли пропилена изготовляют толщиной до 0,5 мм методом экструзии или прессованием. Применяют для изготовления различных емкостей в санитарной технике, вентиляторов, решеток и пр. Полипропилен можно применять для защитных покрытий металла путем распыления или погружения.
Полипропилен смог проникнуть во все доминирующие экономические отрасли: электротехнику, электронику, строительство, автомобилестроение, машиностроение, транспорт, приборостроение, медицину и многие другие. На сегодняшний день полипропилен по темпам роста производства вне конкуренции и это при том, что весь технический и научный потенциал этого полимера не реализован до сих пор.
Наиболее широкое применение полипропилен нашел в следующих областях:
- Тара и упаковка
- Волокно
- Антикоррозийный материал
- Машиностроение
- Электроника и электротехника
- Медицина
Тара и упаковка
Определяющие свойства: стойкость к химическим воздействиям, нагреванию, не токсичность, гибкость, прозрачность, глянцевость, жёсткость
Из ПП изготавливают: пленку, упаковку, в том числе, для пищевой и фармацевтической отраслей.
Полипропиленовая пленка самый популярный в мире упаковочный материал. Ее характеристики близки к пленке из полиэтилена. Однако по многим параметрам полипропиленовая пленка даже превосходит пленки других полимеров. А именно, она более стойкая к химическому воздействию и нагреванию. Полипропиленовую пленку можно подвергать стерилизации при высокой температуре, что повышает ее ценность для фармацевтической и пищевой отраслей.
Другим достоинством полипропиленовой пленки являются ее не токсичность, гибкость, прозрачность, легкая свариваемость. Значительным продвижением на упаковочном рынке полипропиленовая пленка обязана новшеству «ориентация пленки».
Ориентированная в одном или двух направлениях (взаимно перпендикулярных) полипропиленовая пленка начала производиться не так давно, но представить себе современный рынок гибкой упаковки без нее уже невозможно. Ориентация пленки (способность растягиваться) повышает ее прозрачность, прочность, жесткость и свойства влагоизоляции.
Последнее время полипропилен потихоньку начинает вытеснять другие пластики в производстве бутылок разной емкости и крышек к ним. Стали все чаще встречаться бутылки из полипропилена с такой же пленкой вместо этикеточной бумаги. Все чаще полипропилен используют и в производстве другой упаковки (контейнеров, тары). За счет химической стойкости и большой прочности
Полипропилен теснит полистирол, за счет глянцевитости и жесткости — полиэтилен многих видов. Благодаря высокой химической стойкости применяться полипропилен стал и для плакирования емкостей, в которых транспортируются и хранятся, так сказать, агрессивные жидкости.
Волокно
Определяющие свойства: цена, эластичность, прочность, термостойкость, Способность к вытягиванию при нагреве и прочные и длинные волокна, Недостатки: чувствительность к ультрафиолетовым лучам, низкая морозостойкость.
Изготавливают: мешки, биг-беги, канаты, веревки, ковровое покрытие (маты) и проч.
Полипропилен обладает существенными преимуществами над другими полимерами в сфере производства волокон. Волокна из полипропилена имеют сравнительно низкую стоимость. Из одного килограмма полипропилена в среднем получается волокон больше, чем из одного килограмм другого любого полимера. При этом волокна из полипропилена отличаются прекрасными эластичными свойствами, высокой прочностью и высокой термостойкостью. Единственный существенный недостаток таких волокон – чувствительность к ультрафиолетовому излучению. Это, пожалуй, основная причина, тормозящая начало широкого применения волокон и полипропилена и текстильной промышленности.
Также серьезными недостатками данного волокна являются не вполне удовлетворительная морозостойкость, относительно плохая поверхностная окрашиваемость и пониженная гигроскопичность. Чтобы устранить все эти недостатки полипропилен можно модифицировать различными методами, например, введением специальных добавок. И хотя модификация полипропилена разрешена далеко еще не полностью, часть зарубежных фирм производит в опытных количествах должным образом окрашенные и стабилизированные волокна, выдерживающие в условиях воздействия солнечных лучей длительную эксплуатацию.
ПП как антикоррозийный материал
Определяющие свойства: стойкость к агрессивным средам и воздействиям, плакирование резервуаров для хранения агрессивных жидкостей, трубопроводы, насосы, работающие в агрессивной среде.
Одним из типичных применений полипропилена является плакирование резервуаров, в которых транспортируются и хранятся химически агрессивные жидкости, в том числе различные продовольственные товары. Из полипропилена также изготовляются колпаки, шестерни, арматура, трубопроводы, корпуса насосов, работающих в агрессивной среде. Там, где при высоких рабочих температурах требуется ударостойкость, полипропилен способен конкурировать с ПВХ. До последнего времени корпуса насосов для щелока производили из металла или полиэтилена низкого, или высокого давления.
Полиэтиленовые детали не пригодны для этих целей ввиду подверженности усталостной коррозии, а металлические – из-за химической агрессивности моющих средств
Машиностроение:
Определяющие свойства: износостойкость, ударопрочность.
Изготавливают: Вентиляторы, пылесосы, холодильники, блоки предохранителей, амортизаторы, детали сидений, окон, кузова автомобиля (ПП в модифицированном виде) и пр.
Электроника и электротехника:
Определяющие свойства: малая проницаемость для паров воды и высокие диэлектрические свойства.
Изготавливают: катушки, изоляционные оболочки, ламповые патроны, корпуса телевизоров, выключателей и пр.
Медицина:
Определяющие свойства: устойчивость к температурам, способность эксплуатироваться в широком диапазоне температур (возможность стерилизации).
Изготавливают: ингаляторы, шприцы, упаковку.
Полипропилен проник во все доминирующие области экономики. ПП иногда называют «королем среди пластмасс». Он не самый популярны полимер. В гонке лидируют полиэтилен и поливинилхлорид. Но тем не менее темпы роста использования полипропилена самые высокие, при условии, что до сих пор не изучен весь потенциал данного вещества. Плюс полипропилен экологически чист. Его легко переработать. Что, к сожалению, делается не в том объеме, который можно назвать оптимальным.
Методы переработки полипропилена
Методы переработки полипропилена: экструзия, литье под давлением, выдув, ротационное формование.
Самыми популярным методами на сегодня являются экструзия и литье под давлением.
Экструзия очень требовательна к сырью, и не все можно переработать данным методом. Литье под давлением менее прихотливо в этом плане.
Также влияет показатель текучести расплава, то есть ПТР. Это одна из ключевых характеристик, показывающая, как при определенном нагреве поведет себя материал. Насколько он будет густым или жидким? Не вдаваясь в долгие нудные разъяснения уже совсем по иной теме, краткое пояснение. Традиционно, если показатель ПТР ниже значения 3 г/10 мин - это жидкий материал, который подходит для экструзии. Если выше 3 г/10 мин – густой материал для литья.
Экструзия бывает нескольких видов:
1. Классическая.
2. Плоскощелевая.
3. С раздувом в рукавную пленку.
Здесь зависит от того, что мы хотим получить. Например, для производства пленки нужна плоскощелевая экструзия, где через формирующую головку (фильеру) и создается пленка.
Также, видео с наглядной переработкой ПП на линии SJ 200/180 SGM
Особенности вторичного сырья из полипропилена
Вторичное сырье по свойствам имеет свои особенности, которые дополняют или отличают вторичный ПП от первичного ПП.
Всю вторичную первичную полипропиленовую гранулу можно разделить на схожие по свойствам группы в зависимости от типа отходов, из которых она переработана. А именно:
1. Твердые отходы – литники, брак твердых изделий, обрезь трубы или листа. Гранула или дробленка разных цветов.
2. ПП-пленка – обрезь или брак ПП-пленки. Гранула прозрачного, белого или черного цвета.
3. Пленка с флексопечатью – обрезь или брак ПП-пленки с нанесенной флексографической печатью. Гранула болотно-зеленого цвета.
4. Мешок (биг-бэг) – брак (или БУ) полипропиленовых мешков (биг-бэгов) с вкладышами или без них. Мытые или без мойки. Гранула от серого до черного цвета, в зависимости от цвета мешка.
5. Ящик овощной – отходы или БУ овощные ящики. Гранула или дробленка черного цвета.
А полипропилен ли перед вами? Как понять?
При внесении в пламя, ПП горит ярко светящимся пламенем. Запах острый и сладковатый. При горении образуются потеки полимера. В расплавленном виде прозрачен. При остывании – мутнеет. Если коснуться расплава спичкой, то можно вытянуть длинную, достаточно прочную нить. Капли остывшего расплава жесткие, твердым предметом давятся с хрустом.
Изделие из полипропилена, как правило, жесткое и хорошо держит форму, поверхность глянцевая. При попытке повредить стенку механически (поцарапать ногтем), на изделии не останется характерных борозд, так как материал жесткий. Если изделие можно согнуть, то на сгибе останется белая полоса - это тоже следствие жесткости материала. Последняя проверка — проба на горение. Здесь оцениваем запах, поведение горящего расплава и пробуем вытянуть нить. Если удалось - это полипропилен.
Заключение
Подведем итог и выделим ключевые моменты. Полипропилен – термопласт, поддается переработке. Он жесткий и хорошо держит форму. Изделие из ПП жесткое, глянцевое, не царапается, белая полоса на сгибе. К полипропилену могут добавлять модификации, другие мономеры, к примеру, этилена – и получится сополимер (блок-сополимер или рандом-сополимер), модифицированная версия исходника, с лучшими свойствами разных веществ.
Предлагаем вам посмотреть видео с экспресс-анализами пластика. В том числе и с анализом полипропилена:
Вот мы и узнали не только о том, что такое полипропилен, но и что такое пластмасса в принципе, на его примере. Также мы узнали, какие пластмассы можно перерабатывать. Кстати, сейчас государство начинает активно принимать меры по отказу от не перерабатываемых пластиков – реактопластов.
А в следующей статье мы познакомимся с товарищем полипропилена – полиэтиленом. И причем более популярным товарищем! Еще одной звездой мира полимеров.
Свяжитесь с нами: