Nhựa PP (Polypropylene) còn được gọi là polypropene, là một polymer nhiệt dẻo được sử dụng trong một loạt các ứng dụng bao gồm đóng gói và ghi nhãn, dệt may .ví dụ: dây thừng, đồ lót nhiệt và thảm, văn phòng phẩm, các bộ phận nhựa và thùng chứa tái sử dụng các loại, phòng thí nghiệm thiết bị, loa phóng thanh, linh kiện ô tô, và tiền giấy polymer.
Ngoài ra một polymer làm từ propylene monomer, nó rất chắc chắn và khả năng chống chịu được nhiều loại dung môi hóa chất, và axit..
Tính chất hóa học và vật lý nhựa PP (Polypropylene)
Polypropylene thương mại nhất là isotactic la sự kết tinh giữa các-polyethylene mật độ thấp (LDPE) và polyethylene mật độ cao (HDPE). Polypropylene thường cứng và linh hoạt, đặc biệt là copolymerized với ethylene.
Điều này cho phép polypropylene được sử dụng trong kỹ thuật nhựa, cạnh tranh với các vật liệu như ABS.Polypropylene được sử dụng rất hợp lý về kinh tế, và có thể làm mờ di khi không màu nhưng cũng không phải là dễ dàng khi ta làm trong suốt như polystyrene, acrylic, hoặc một số loại nhựa khác.
Nó thường đục hoặc co màu khi sử dụng các chất màu. Polypropylene có sức bền tốt khi sử dụng.Điểm nóng chảy của polypropylene xảy ra ở một phạm vi, do đó,điểm nóng chảy được xác định bằng cách tìm nhiệt độ cao nhất trên một biểu đồ quét khác biệt nhiệt lượng.
Isotactic PP Hoàn hảo có điểm nóng chảy 171 ° C (340 ° F). isotactic PP Thương mại có điểm nóng chảy khoảng 160-166 ° C (320-331 ° F), tùy thuộc vào thanh phần chất liệu và sự kết tinh.
Syndiotactic PP kết tinh 30% có điểm nóng chảy 130 ° C (266 ° F).
Tốc độ dòng chảy (MFR) hoặc chảy chỉ số dòng chảy (MFI) là thước đo trọng lượng phân tử của polypropylene. Biện pháp giúp xác định cách dễ dàng các nguyên liệu nóng chảy sẽ chảy khi chế biến.Polypropylene với MFR cao sẽ điền vào khuôn nhựa dễ dàng hơn trong quá trình phun hoặc thổi vào khuôn đúc trong quá trình sản xuất.
Như sự tan chảy dòng chảy tăng lên, tuy nhiên, một số tính chất vật lý, như sức tác động sẽ giảm. Có ba loại polypropylene: homopolymer, copolymer ngẫu nhiên, và copolymer khối.
Các comonome thường được sử dụng la ethylene. Cao su ethylene-propylene hoặc EPDM thêm vào polypropylene homopolymer tăng sức tác động nhiệt thấp. polyme etylen monomer ngẫu nhiên thêm vào polypropylene homopolymer giảm su ket tinh polymer và làm cho polymer trong suot hơn.
Sự suy thoái nhựa PP (Polypropylene)
Polypropylene chịu suy thoái dây chuyền từ việc tiếp xúc với nhiệt và tia cực tím bức xạ trong ánh sáng mặt trời. Quá trình oxy hóa thường xảy ra ở các đại lượng nguyên tử cacbon hiện nay trong mỗi đơn vị . Một gốc tự do được hình thành ở đây, và sau đó phản ứng với oxy , tiếp theo là chuỗi sự phản ứng để mang lại andehit và axit cacboxylic.
Trong các ứng dụng bên ngoài, nó xuất hiện như một mạng lưới các vết nứt và dần trở nen sâu hơn và nghiêm trọng hơn với thời gian tiếp xúc. Cho các ứng dụng bên ngoài, phụ gia UV hấp thụ phải được sử dụng. Carbon đen cũng cung cấp một số bảo vệ khỏi sự tấn công UV. Polymer cũng có thể bị oxy hóa ở nhiệt độ cao, một vấn đề phổ biến trong các hoạt động tạo hình. Chất chống oxy hóa thường được thêm vào để ngăn chặn sự suy thoái polime. Cộng đồng vi khuẩn phân lập từ mẫu đất trộn lẫn với tinh bột đã được cho thấy có khả năng làm giảm polypropylene.
Tổng hợp nhựa PP (Polypropylene)
Một khái niệm quan trọng trong việc tìm hiểu mối liên hệ giữa cấu trúc của polypropylene và thuộc tính của nó là tacticity. Định hướng tương đối của mỗi nhóm methyl (CH 3 trong hình) so với các nhóm methyl trong các đơn vị monomer lân cận có ảnh hưởng mạnh mẽ vào khả năng hình thành các tinh thể của polymer.
Một chất xúc tác Ziegler-Natta có thể hạn chế liên kết của các phân tử monomer để định hướng thường xuyên cụ thể, hoặc đẳng cấu, khi tất cả các nhóm methyl được đặt ở cùng một bên đối với cột của chuỗi polymer, hoặc syndiotactic, khi vị trí của các với nhóm methyl thay thế. Polypropylene isotactic thương mại được thực hiện với hai loại chất xúc tác Ziegler-Natta. Nhóm đầu tiên của các chất xúc tác bao gồm chất xúc tác rắn (chủ yếu là hỗ trợ) và một số loại chất xúc tác metallocene hòa tan. Các đại phân tử isotactic như cuộn thành hình xoắn ốc; các xoắn sau đó xếp hàng cạnh nhau để tạo thành các tinh thể cho polypropylene isotactic thương mại có nhiều tính chất mong muốn của nó.
Một loại chất xúc tác khác la metallocene dùng để sản xuất polypropylene syndiotactic. Các đại phân tử cũng cuộn vào xoắn (loại khác nhau) và tạo thành vật liệu tinh thể.
Khi các nhóm methyl trong một chuỗi polypropylene không định hướng, các polyme được gọi là atactic. Polypropylene Atactic là một vật liệu cao su vô định hình. Nó có thể được sản xuất thương mại với một loại đặc biệt của Ziegler-Natta hỗ trợ chất xúc tác hoặc với một số chất xúc tác metallocene.
Chất xúc tác Ziegler-Natta hiện đại hỗ trợ phát triển cho sự phản ứng trùng hợp của propylene và 1-alkene khac để tới polyme isotactic, thường sử dụng TiCl4 như là một thành phần hoạt chất và MgCl2 là hỗ trợ.Các chất xúc tác khác cũng có bổ hữu cơ như các este của axit thơm và diesters hoặc ete. Các chất xúc tác được kích hoạt với cocatalysts đặc biệt có chứa một hợp chất organoaluminum như Al (C2H5) 3 .Các chất xúc tác được phân biệt tùy thuộc vào các quy trình được sử dụng để chế tác các hạt chất xúc tác từ MgCl2 và tùy thuộc vào loại hữu cơ sử dụng trong quá trình chuẩn bị và sử dụng chất xúc tác trong các phản ứng trùng hợp.
Hai đặc điểm công nghệ quan trọng nhất của tất cả các chất xúc tác là hỗ trợ là năng suất cao và polymer isotactic tinh thể họ sản xuất tại 70-80 ° C trong điều kiện trùng hợp tiêu chuẩn. Tổng hợp polypropylene isotactic thương mại thường được thực hiện hoặc trong các môi trường của propylen lỏng hoặc trong các lò phản ứng khí đốt giai đoạn.
Tổng hợp polypropylene syndiotactic thương mại được thực hiện với việc sử dụng một lớp đặc biệt của các chất xúc tác metallocene. Họ sử dụng cầu nối phức bis-metallocene của các loại cầu (CP1) (CP2) ZrCl2 nơi các phối tử Cp đầu tiên là nhóm xiclopentadienyl, Cp phối tử thứ hai là nhóm fluorenyl, và là cầu nối giữa hai Cp ligand là-CH2-CH2-,> SiMe2, hoặc> SiPh2. [10] Những phức hợp được chuyển đổi thành chất xúc tác trùng bằng cách kích hoạt chúng với một cocatalyst organoaluminum đặc biệt, methylaluminoxane (MAO).
Quá trình công nghiệp sản xuất nhựa PP (Polypropylene)
Theo truyền thống, ba quá trình sản xuất sau là những cách điển hinh nhất để sản xuất nhựa PP (Polypropylene)
.
.
Hydrocarbon bùn hoặc huyền phủ: Sử dụng một chất pha loãng hydrocarbon lỏng thô trong lò phản ứng để tạo điều kiện chuyển giao propylene vào chất xúc tác, loại bỏ nhiệt từ hệ thống, vô hiệu hóa / loại bỏ các chất xúc tác cũng như hòa tan polymer atactic. Phạm vi của các lớp có thể được sản xuất rất hạn chế. (Công nghệ này đã còn được sử dụng).
Số lượng lớn (hoặc bùn số lượng lớn): Sử dụng propylen lỏng thay vì hydrocarbon pha loãng. Polymer không hòa tan vào chất pha loãng, mà là nổi trên propylen lỏng. Polymer hình thành được tách ra và các monome không phản ứng được ép ra.
Giai đoạn khí : Sử dụng propylene dang khí tiếp xúc với các chất xúc tác rắn, kết quả là tạo thành lớp sôi trung bình
Sản xuất nhựa PP (Polypropylene)
Sản xuất Polypropylene nóng chảy có thể đạt được thông qua đùn và đúc. Phương pháp đùn thông thường bao gồm làm nguyên liệu nóng chảy,thổi và quay tạo liên kết để tạo thành cuộn dài cho cuộc chuyển đổi tiếp theo thành một loạt các sản phẩm hữu ích, chẳng hạn như mặt nạ, bộ lọc, tã và khăn lau
Kỹ thuật tạo hình phổ biến nhất là ép phun, được sử dụng để tạo ra các bộ phận như chén, dao kéo, lọ, mũ, thùng chứa, đồ gia dụng, và các bộ phận ô tô như pin. Các kỹ thuật liên quan đến đúc thổi và thổi áp lực cũng được sử dụng, mà liên quan đến cả hai :đùn và đúc.
Số lượng lớn các ứng dụng sử dụng cuối cùng cho polypropylene thường có thể do khả năng thích ứng với các thuộc tính lớp phân tử và các chất phụ gia cụ thể trong quá trình sản xuất của nó.
Ví dụ, phụ gia chống tĩnh điện có thể được thêm vào để giúp bề mặt polypropylene chống bụi bẩn. Nhiều kỹ thuật hoàn thiện về vật lý cũng có thể được sử dụng trên polypropylene, chẳng hạn như gia công. Xử lý bề mặt có thể được áp dụng cho các bộ phận polypropylene để thúc đẩy kết dính của mực in và sơn.
Biaxially oriented polypropylene (BOPP)
Khi màng polypropylene được ép đùn và kéo dài trong cả hai chiều dọc và ngang qua hướng máy ,nó được gọi là polypropylene biaxially định hướng. Định hướng hai trục làm tăng cường độ và độ trong suốt. BOPP được sử dụng rộng rãi như một loại vật liệu bao bì cho các sản phẩm đóng gói như các loại thực phẩm ăn nhẹ, sản phẩm tươi và bánh kẹo.
Nó rất dễ dàng để áo, in và ghép để cung cấp cho hinh dang và thuoc tinh cần thiết để sử dụng như một vật liệu bao bi. Quá trình này thường được gọi là chuyển đổi. Nó thường được sản xuất ở dạng cuộn lớn được cắt trên máy rạch vào cuộn nhỏ hơn để sử dụng trên máy đóng gói.
Xu hướng phát triển nhựa PP (Polypropylene)
Với sự gia tăng mức độ hoạt động cần thiết cho chất lượng polypropylene trong những năm gần đây, một loạt các ý tưởng và sáng kiến đã được tích hợp vào quá trình sản xuất polypropylene.
Có hai phương pháp cụ thể. Một là nâng cao tính đồng nhất của các hạt polymer được sản xuất bằng cách sử dụng tuần hoàn lò phản ứng, và khác là cải thiện tính thống nhất giữa các hạt polymer được sản xuất bằng cách sử dụng một lò phản ứng với dộ duy trì phân phối thời gian hẹp.
Ứng dụng nhựa PP (Polypropylene)
Polypropylene có khả năng chống mỏi, hầu hết các bản lề nhựa sống, chẳng hạn như những vật trên chai flip-top, được làm từ vật liệu này. Tuy nhiên, điều quan trọng là để đảm bảo rằng các phân tử chuỗi được định hướng trên khớp nối để tối đa hóa sức mạnh.
Tấm polypropylene rất mỏng được sử dụng như một chất điện môi trong một số xung, hiệu suất cao và thấp- ton that tụ RF .
Polypropylene được sử dụng trong các hệ thống đường ống sản xuất; cả những lĩnh vực liên quan đến độ tinh khiết cao và những người thiết kế cần có độ bền và độ cứng (ví dụ như những dự định để sử dụng trong hệ thống ống nước sạch, hệ thống sưởi và làm mát hydronic, và nước khai hoang).
Vật liệu này thường được chọn cho khả năng chống chịu ăn mòn và chiết xuất chất hóa học , khả năng phục hồi của nó so với hầu hết các hình thức thiệt hại vật chất, bao gồm cả ảnh hưởng và tác động, lợi ích môi trường của nó, và khả năng được tham gia phản ứng tổng hợp nhiệt hơn là ép.
Nhiều mặt hàng nhựa dùng trong y tế hoặc phòng thí nghiệm có thể được làm từ polypropylene bởi vì nó có thể chịu được sức nóng trong lò phản ứng .Khả năng chịu nhiệt của nó cũng cho phép nó được sử dụng như vật liệu sản xuất của ấm nuoc trong tiêu dùng.
Hộp đựng thức ăn làm từ nó sẽ không tan chảy trong máy rửa chén, và không tan trong công nghiệp quá trình điền nóng. Vì lý do này , hầu hết các túi nhựa cho các sản phẩm sữa là polypropylene liên kết với nhôm (cả vật liệu chịu nhiệt ).
Sau khi sản phẩm đã nguội , các bồn tắm thường được nắp đậy bằng một vật liệu chịu nhiệt ít hơn, chẳng hạn như LDPE hoặc polystyrene. Bồn chứa hỗ trợ một phần. ví dụ về sự khác biệt trong mô đun , kể từ khi cao su ( mềm mại linh hoạt hơn, ) cảm giác LDPE đối với polypropylene có cùng độ dày là điều hiển nhiên.
Gồ ghề, mờ, hộp nhựa tái sử dụng được thực hiện trong một loạt các hình dạng và kích cỡ khác nhau cho người tiêu dùng từ các công ty như Rubbermaid và Sterilite thường bằng polypropylene, mặc dù nắp thường được làm bằng LDPE phần nào linh hoạt hơn để họ có thể chuyển sang thùng chứa để đóng nó lại.
Polypropylene cũng có thể được thực hiện vào chai dùng một lần để chứa các sản phẩm tiêu dùng chất lỏng , bột, hoặc tương tự , mặc dù HDPE và polyethylene terephthalate thường cũng được sử dụng để làm cho chai.
Thùng nhựa , pin xe hơi , sọt rác , chai thuốc , thùng chứa lạnh , các món ăn và bình đựng thường được làm bằng polypropylene hoặc HDPE , cả hai thường có sự xuất hiện khá tương tự, tiếp xúc và bền ở nhiệt độ môi trường xung quanh .
Một ứng dụng phổ biến cho polypropylene là như biaxially polypropylene định hướng(BOPP). Những tấm BOPP được sử dụng để thực hiện một loạt các vật liệu bao gồm cả túi trong suot. Khi polypropylene biaxially được định hướng, nó sẽ trở thành tinh thể trong suốt và phục vụ như là một vật liệu đóng gói tuyệt vời cho sản phẩm nghệ thuật và bán lẻ.
- Polypropylene, nhanh phai màu, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thảmvà thảm sẽ được sử dụng tại nhà.
- Polypropylene được sử dụng rộng rãi trong dây thừng, đặc biệt vì nó đủ nhẹ để nổi trên mặt nước. Đối với xây dựng thi nó hài hòa về khối lượng,
- Polypropylene dạng dây tương tự như độ bền polyester sợi dây thừng.
- Polypropylene chi phí ít hơn so với hầu hết xơ tổng hợp khác.
- Polypropylene cũng được sử dụng như là một thay thế cho polyvinyl clorua (PVC) là vật liệu cách nhiệt cho các loại cáp điện LSZH trong môi trường thông thoáng thấp, chủ yếu là đường hầm. Điều này là do nó phát ra ít khói và không có halogen độc hại, có thể dẫn đến sản xuất axit trong điều kiện nhiệt độ cao.
- Polypropylene cũng được sử dụng trong màng lợp đặc biệt như chống thấm lớp trên cùng của hệ thống sửa đổi-bit.
- Polypropylene thường được sử dụng cho khuôn nhựa, trong đó nó được điền vào một khuôn trong khi nóng chảy, tạo thành hình dạng phức tạp với chi phí tương đối thấp và khối lượng cao; ví dụ bao gồm ngọn chai, chai, và phụ kiện
- Nó cũng có thể được sản xuất dưới dạng tấm, sử dụng rộng rãi để sản xuất các thư mục văn phòng phẩm, bao bì, và hộp lưu trữ. Sự đa dạng màu sắc, độ bền, chi phí thấp, và khả năng chống bụi bẩn làm cho nó lý tưởng như một lớp bảo vệ cho các giấy tờ, tài liệu khác. Nó được sử dụng trong nhãn Cube Rubik vì những đặc điểm này.
Tính khả dụng của tấm polypropylene đã cung cấp một cơ hội cho việc thiết kế sử dụng các vật liệu này. Trọng lượng nhẹ, bền, và nhựa đầy màu sắc làm cho một môi trường lý tưởng cho việc tạo ra các màu ánh sáng, và một số mẫu thiết kế đã được phát triển bằng cách sử dụng phần ghép vào nhau để tạo ra thiết kế xây dựng.
- Tấm polypropylene là một lựa chọn phổ biến cho người kinh doanh;đi kèm với túi (chín kích thước tiêu chuẩn trên thẻ) được sử dụng để bảo vệ tình trạng của thẻ và có nghĩa là để được lưu trữ trong một chất kết dính
- Polypropylene mở rộng (EPP) là một dạng bọt polypropylene. EPP có đặc điểm tác động rất tốt do độ cứng thấp; điều này cho phép EPP tiếp tục hình dạng của nó sau khi tác động. EPP được sử dụng rộng rãi trong máy bay mô hình và các phương tiện phát thanh kiểm soát khác bởi người có sở thích. Điều này chủ yếu là do khả năng hấp thụ tác động, làm vật liệu lý tưởng cho các máy bay RC cho người mới bắt đầu và nghiệp dư.
- Polypropylene được sử dụng trong sản xuất của các ổ đĩa loa. Sử dụng nó được đi tiên phong bởi các kỹ sư tại BBC và quyền sáng chế cho Sứ mệnh Điện tử để sử dụng trong sứ mệnh Freedom Loa và Mission 737 Renaissance loa của họ.
- Sợi polypropylene được sử dụng như một phụ gia bê tông để tăng sức mạnh và giảm nứt vỡ
- Polypropylene được sử dụng trong sản xuất thùng polypropylene, ly nhựa PP – Polypropylene
- Ngoài ra polypropylene còn được ứng dụng để sản xuất nhiều sản phẩm khác trong thực tiển như:trong y khoa,máy bay đồ chơi…
Chúng tôi sẽ tiếp tục cập nhật…
Tìm hiểu thêm về: