Polipropilen PP

PP je od vseh vrst plastike najbolj vsestranski, predelujemo ga lahko z vsemi postopki za predelavo termoplastov. Lastnosti so odvisne od strukture in razdelitve molekul, kopolimerizacije, številnih primesi elastomerov, ojačal, aditivov in polnil, kar omogoča paleto izdelkov, ki je večja kot za katero koli drugo plastiko. Z razvojem metalocenskih katalizatorjev so dobili zelo pravilno strukturo in ozko porazdelitev molekulskih tež za zelo žilave izdelke z visoko transparentnostjo. PP je po obsegu tretji največji polimer za LDPE in PVC, napovedana letna rast je 5,2 % pri obsegu trga 75 milijard ameriških dolarjev. Uporaba sega od mehkih, trdnih, visoko transparentnih BOPP folij, posod, tekstilnih in tehničnih vlaken do udarno odpornih avtomobilskih odbijačev. Vse bolj pa se uporablja kot inženirski termoplast. Največ PP gre za embalažo (40 %), avtomobile in elektroindustrijo (20 %) ter tekstil (20%).

PP izpodriva PET, PS in PVC. Nahaja se v pihanih plastenkah in posodah, brizgani in termoformirani embalaži, gumi za avtomobilske ventilacijske kanale, pločevini za dele karoserije ... Možne so modifikacije od mehkih in gumijastih izdelkov do togih temperaturno obstojnih, ojačenih s kemijsko povezanimi steklenimi vlakni.

PP-prekatne plošče, embalaža in mreže

  • Kristaliničnost PP je izjemno pomembna in odvisna od položaja stranskih skupin –CH3. Pri izotaktičnem iPP so vse skupine razvrščene na eni strani verige. Le iPP ima tehničen pomen; je delno kristaliničen s tališčem pri 170 °C. Ataktičen PP je stranski produkt pri proizvodnji PP, uporablja se v mešanicah z bitumnom ali kot lepilo in vezivo. Kristalna struktura je sestavljena iz sferolitov, ki nastajajo pri kristalizaciji, ko kristali v PP rastejo iz centra navzven in tvorijo tridimenzionalni agregat. 

  • Tipi polipropilenov se dobijo z variacijo molekulskih tež in porazdelitve le-teh, z razporeditvijo in vrsto stranskih verig s kopolimerizacijo, ki jih izboljšajo ali spreminjajo tudi z dodajanjem aditivov, npr. polnil, ojačal in elastomerov. PP so v obliki homopolimerov, random kopolimerov, udarno odpornih blok kopolimerov in blendov z elastomeri.

  • PP homopolimer ima najvišjo točko tališča in togost, udarna žilavost močno pade pod temperaturo 0 °C, saj je temperatura steklišča Tg okrog –10 °C. Kopolimerizacija zniža kristaliničnost in PP postane mehkejši, ima nižje tališče, udarna žilavost je boljša. Tipični tankostenki brizgani izdelki so kozarci in posode za jogurt, margarino in sladoled. Za visokotransparentne brizgane izdelke se uporabljajo random kopolimeri. Homopolimer dobijo s polimerizacijo propena, gostota je 900 g/cm3, tališče pri 166 °C, natezna trdnost je 35 MPa, udarna žilavost Izod je do 3 kJ/m2 in E-modul do 1,59 GPa. Trajna uporabna temperatura je 100 °C. PP hopolimeri se uporabljajo za ohišja za gospodinjske aparate, embalažo za videokasete, za druge vrste embalaže, pokrove, pohištvo, posode, plošče za termoformiranje, cevi, za oplaščenje kablov ... Biaksialno orientirane folije BOPP so izpodrinile celofan, največji delež pa se uporablja za proizvodnjo vlaken.

  • PP random kopolimeri z do 10 % PE so enofazni sistemi, za razliko od PP blok kopolimerov, pri katerih so komonomeri prisotni kot gumeni delci, torej kot ločena faza, in so trdni, fleksibilni, transparentni, udarno odporni in imajo nižjo točko tališča, ker se z vsebnostjo komonomera zniža kristaliničnost in tališče, material pa je fleksibilnejši. Za proizvodnjo visokotransparentnih folij z visoko trdnostjo in odličnimi lastnostmi pri varjenju se uporabljajo CR tipi, ki se zamrežijo z gama žarčenjem ali s pomočjo peroksidov. Kopolimeri z 20 % etena so mehki in fleksibilni, primerni za fleksibilne cevi ali za transparentne pihane ali brizgane izdelke za medicino.

  • PP blok kopolimeri z vključki segmentov etena v PP molekuli (blok) znižajo temperaturo tališča in temperaturo steklastega prehoda. Blok kopolimeri z 10 % etena so udarno žilavi tudi pri temperaturah do –40 °C. Segmenti, ki vsebujejo propenske enote, dajejo skupaj z etenskimi enotami eten-propensko fazo (EP guma), ki je kot majhna domena razporejena v PP matriki. Za debelostenske brizgane izdelke se izključno uporablja udarno odporen PP blok kopolimer. Tipični izdelki so vedra, zaboji, kovčki, transportni sistemi.

  • PP blendi z elastomeri vsebujejo PP, EPM ali EPDM kot žilavostni modifikator ter kompatibilizatorje, običajno 90 % PP + 10 % EPDM. Materiali so žilavi tudi pri –40 °C. Kompaund s 60 % EPDM je termoplastični elastomer TPE. Blende lahko predelujemo z vsemi metodami za PP. Za brizganje so primerni lahko tekoči materiali, skrček je manjši kot pri PP, in sicer do 0,35 %. PP blendi z elastomeri se uporabljajo predvsem v avtomobilski industriji, npr. za odbijače in konzole.Termoplastični poliolefini TPO, ki bazirajo na i-PP, se proizvajajo z vmešavanjem i-PP v 50–60 % elastomera v talini in fiksiranjem v elastomerni fazi. Kvaliteta je odvisna od stopnje dispergiranja in elastičnosti elastomerne faze. PP faza omogoča termoplastično predelavo in daje mehansko stabilnost.

  • Izotaktičen PP je sestavljen iz enot s –CH3 skupinami, ki so razvrščene na eni strani molekule. Enote si sledijo v pravilnem zaporedju kot spirale verig do 10 000 enot, ki tvorijo kristalinična področja, ki dajejo visoko kristaliničnost čez 70 %, in visoko temperaturo tališča, natezno trdnost, togost in trdoto.

  • Visokomodulni i-PP imajo povišano togost do 2,3 GPa in zarezno udarno žilavost. Uporabljajo se za folije, votla telesa, dele za avtomobile in elektronaprave. Z nukleirnimi sredstvi dosežejo izboljšano razporeditev velikosti kristalitov, posledica so izdelki z izboljšanimi površinskimi lastnostmi, raztezno pihanje pa omogoča tudi proizvodnjo transparentnih votlih teles.

  • Bimodalni tipi iPP so sestavljeni iz dveh ozko porazdeljenih skupin molekulskih mas. Povišanje zarezne udarne žilavosti je možno z vključitvijo fino dispergiranih gumenih delcev, ki absorbirajo delujočo udarno energijo. Dobimo heterofazni kopolimer, z zarezno udarno žilavostjo 20 kJ/mm2, togostjo 1,600 GPa in zelo dobrimi lastnostmi tečenja. Pri folijah je kristaliničnost okrog 30 %, pri brizganih izdelkih do 60 %. PP dodajamo polnila, kot so kreda, sljuda, talk, steklena vlakna in kroglice.

  • Ekspandiran EPP je na voljo tudi v penjeni obliki za brizgane izdelke ali kot ekstrudirane ekspandirane folije in profile za cevne sisteme z gostoto do 0,01 g/cm3 za embalažo živil za mikrovalovne pečice. Za avtomobilske izdelke se uporabljajo trše pene z gostoto okrog 0,1 g/cm3. Z dodatkom penila v talino pri brizganju ali s pomočjo plina proizvajajo integralne penjene izdelke z gostoto med 0,5 g/cm3 in 0,7 g/cm3, to je sendvič, ki ima v sredici peno in kompaktni tog prekrivni sloj.