Kemija in lastnosti polipropilenskih granul

Aug 16, 2026 Pustite sporočilo

Polipropilen (PP) se sintetizira iz monomera propilena pod nadzorovano temperaturo in tlakom z uporabo organokovinskih stereospecifičnih katalizatorjev (tip Ziegler-Natta), kot je δ-TiCl3-(C2H5)2AlCl ali TiCl3-(C2H5)3Al (z učinkovitostjo 300–900 g polipropilena na gram TiCl3). Odvisno od uporabljenega katalizatorja in postopka polimerizacije ima nastali polimer tri različne vrste stereokemičnih struktur v različnih razmerjih: izotaktične, sindiotaktične in ataktične. V izotaktičnem polipropilenu-najpogostejši komercialni obliki- so metilne skupine nameščene na isti strani polimernega ogrodja, kar je konfiguracija, ki zlahka olajša kristalizacijo. Kristaličnost izotaktične oblike daje odlično odpornost na topila in toploto. Tehnologije katalizatorjev, razvite v zadnjem desetletju, so zmanjšale nastanek ne-izotaktičnih izomerov, s čimer so odpravili potrebo po ločevanju ataktičnih komponent nizke vrednosti in poenostavili proizvodne korake. Obstajata dva primarna postopka za proizvodnjo polipropilena: postopek v plinski fazi in postopek tekoče propilenske brozge. Poleg tega nekatere starejše naprave za obdelavo gnojevke še vedno delujejo in kot reakcijski medij uporabljajo tekoči nasičeni ogljikovodik.


Za primerjavo, polietileni z visoko-gostoto in nizko-gostoto imajo razmeroma visoke gostote, znatno nižja tališča in nižje upogibne module (tj. togost). Te razlike v lastnostih vodijo do različnih aplikacij za končno-uporabo. Zaradi togosti in enostavne orientacije so polipropilenski homopolimeri primerni za izdelavo različnih vlaken in raztegnjenih trakov, njihova vrhunska toplotna odpornost pa omogoča njihovo uporabo v togih posodah pod visokim-tlakom, napravah in oblikovanih avtomobilskih komponentah.


Ključni dejavniki, ki vplivajo na procesne značilnosti in fizikalne lastnosti polipropilenskih homopolimerov, vključujejo molekulsko maso (običajno izraženo kot stopnja pretoka taline), porazdelitev molekulske mase (MWD), stereospecifičnost in dodatke. Povprečna molekulska masa polipropilena se giblje od približno 200.000 do 600.000. Porazdelitev molekulske mase je običajno izražena kot razmerje med maso polimera-povprečno molekulsko maso ($M_w$) in njegovo število-povprečno molekulsko maso ($M_n$); to razmerje je znano kot indeks polidisperznosti.


Porazdelitev molekulske mase polimera pomembno vpliva na njegovo sposobnost obdelave in končno-uporabo. To je zato, ker je staljeni polipropilen-občutljiv-na strig, kar pomeni, da se njegova navidezna viskoznost zmanjšuje z naraščanjem pritiska. Polipropilen s široko porazdelitvijo molekulske mase je bolj-občutljiv na strig kot tisti z ozko porazdelitvijo; posledično je materiale s široko porazdelitvijo lažje obdelati med brizganjem. Nekatere specifične uporabe, zlasti vlakna, zahtevajo ozko porazdelitev molekulske mase. Na porazdelitev molekulske mase vplivata sistem katalizatorja in proces polimerizacije. Peroksidi se pogosto uporabljajo med fazo ekstrudiranja po-reaktorju, da povzročijo kemično razgradnjo (nadzorovano cepitev), s čimer zožijo porazdelitev molekulske mase. Ta proces je znan kot nadzorovana reologija (CR).


V primerjavi s polietilenom ima izotaktični polipropilen-zaradi svoje edinstvene molekularne strukture in vijačne kristalne oblike-molekularne verige, ki so bolj dovzetne za oksidativno razgradnjo zaradi svetlobe in toplote. V običajnih pogojih predelave in končne-uporabe je polipropilen podvržen naključnemu razcepu verige, kar povzroči zmanjšano molekulsko maso in povečano hitrost pretoka taline. Vsi komercialni-polipropileni vsebujejo stabilizatorje za zaščito materiala med predelavo in zagotavljajo zadovoljivo končno-uporabo. Posebne aplikacije zahtevajo dodatne dodatke poleg antioksidantov in UV stabilizatorjev; formulacijam filma se na primer dodajo maziva in sredstva proti -blokiranju, da zmanjšajo koeficient trenja in preprečijo, da bi se film sprijel sam nase. Embalažnim materialom se dodajo antistatična sredstva za odpravo statičnih nabojev, medtem ko se sredstva za nukleacijo uporabljajo za izboljšanje preglednosti ali skrajšanje ciklov oblikovanja. Homopolimerne smole so na splošno razvrščene glede na pretok taline in končno{11}}uporabo. Stopnja pretoka taline je določena s povprečno molekulsko maso in porazdelitvijo molekulske mase. Medtem ko nekatere specializirane aplikacije zahtevajo hitrost pretoka taline do 400 dg/min, se standardni komercialni homopolimeri običajno gibljejo od 0,5 do 50 dg/min. Stopnja pretoka taline je običajno glavni dejavnik pri določanju procesnih lastnosti.