Полимеры – высокомолекулярные органические соединения. Будучи родственниками белков и аминокислот, они имеют долгий век.

Период их полураспада – вне конкуренции. При сгорании макромолекулярные цепочки превращаются в фосгены, цианиды и диоксиды, стойкость и вредоносность которых сопоставима с тяжелым излучением. На протяжении десятилетий эти вещества, растворенные в воздухе и воде, содержащиеся во флоре и фауне, подавляют механизмы нормального деления живых клеток всех без исключения организмов. По мнению экологов, формы существования синтетических материалов, которые образуются в результате промышленного воспроизводства пластмасс, менее агрессивны и более функциональны. Вторичные мономеры, получаемые в результате пиролиза: этилен, пропилен, бутадиен – являются составляющими красок и клеев. Другие тяжеловесные пластики, обладая высокой экологической чистотой, составляют основу канализационных стоков, водопроводов, множества других полезных изделий.

Король пластмасс — полипропилен

С середины прошлого века, когда был освоен метод полимеризации пропилена, началось активное производство материала, нашедшего применение во многих промышленных отраслях. Материал должен был быть надежным, крепким, устойчивым к воздействию агрессивной среды и конечно же экологически безопасным.

Полипропилен (РР) – полупрозрачное кристаллическое вещество, получаемое в процессе полимеризации, которое выпускается в порошкообразном или гранулированном виде. РР считается одной из самых легких термопластмасс. Материал нетоксичен, не тонет в воде, горит без дыма, плавится каплями, выделяя практически неощутимый запах.

Метод получения полипропилена

В промышленных условиях полипропилен вырабатывают в процессе полимеризации пропилена – бесцветного горючего газа с нехарактерным запахом. Полимеризация пропилена происходит при давлении от 1 до 4 МПа. Такая разница зависит от применяемого растворителя. Катализатором реакции выступает комплекс AiRg + TiCI3. В зависимости от размера его частиц, получается различная степень кристаллизации полипропилена.

Виды полипропилена

Условия полимеризации влияют на структуру расположения атомов в макромолекуле полученного полимера (местонахождение атомов метиловой группы в полимерной цепи). Благодаря этому полипропилен подразделяется на три вида, различные по физико-химическим свойствам:

Изотактический. Метиловые группы собираются с одной стороны полимера. Это обеспечивает материалу прочность, износостойкость, устойчивость к внешнему воздействию. Температура размягчения материала – 140 °С, плавления – 165–170 °С, а плотность – 910 кг/м3.

Синдиотактический. Молекулы метиловых групп расположены с разных сторон. У таких полимеров высокая температура плавления. Атактический вид. Здесь позиционирование метиловых составляющих носит случайный, хаотичный характер. Поэтому полипропилен этого вида обладает следующими свойствами: каучукоподобная, липкая структура; температура плавления составляет 80 °С, плотность – 850 кг/м3; высокая текучесть; способность растворяться в диэтиловом эфире.

Свойства полипропилена

Как и любой полимер, полипропилен обладает достоинствами и недостатками, которые влияют на его эксплуатационные возможности. Учитывая их, можно эффективно применять данный материал в различных областях.

Достоинства:

Достоинства полипропилена в большей степени касаются полимеров изотактической группы. Температура плавления в 175 °С свидетельствует об устойчивости материала к высоким температурам. РР ударопрочен и допускает многократные изгибы. По показателям износостойкости, низкой паро- и газонепроницаемости полипропилен сравним с полиамидами. Неполярная структура материала позволяет ему оставаться устойчивым ко многим

Неполярная структура материала позволяет ему оставаться устойчивым ко многим агрессивным химическим веществам: спирту, ацетону, некоторым видам кислот, солям, щелочам, кипящей воде.

Недостатки:

Сильные окислители могут разрушить РР даже при комнатной температуре. К таким веществам относятся хромовая смесь, серная, азотная (концентрированная), хлорсульфоновая кислоты. Полимер чувствителен к воздействию света и кислорода. Они вызывают процессы разложения материала, выраженные потерей блеска, растрескиванием, «мелованием» поверхности. Специальные добавки в виде стабилизаторов полимерных материалов предотвращают подобные реакции.

Низкая морозостойкость (материал становится хрупким при температуре от -5 до -15 °С) устранима, если в макромолекулу добавить этилен, бутилкаучук или этиленпропиленовый каучук.

Области применения полипропилена

Наибольший промышленный интерес вызывают полипропилены изотактической группы. Процентное соотношение применения полипропилена выглядит следующим образом:
упаковка – 33 %;
транспорт – 12 %;
мебель – 14 %;
товары общего назначения – 10 %;
строительство – 6 %;
электроника – 9 %;
другие нужды – 16 %.

Готовая продукция из полипропилена производится несколькими способами:
Метод экструзии используется при производстве упаковочных материалов, канцелярской продукции, труб, пленки, нитей, волокон, одноразовой посуды, пищевой упаковки.
Литье под давлением применятся при изготовлении тары, медицинских изделий, бытовых изделий, аккумуляторных батарей, автозапчастей, пластиковой мебели, фитингов и др.). Из-под выдува выходят фасовочные пакеты, флаконы для косметических товаров, бытовой химии, бочки, канистры, цистерны.
Крупные пластиковые изделия (детские игровые комплексы, уличные туалетные кабинки, септики, мусорные емкости, дорожные ограждения) получают методом ротоформования. При производстве изоляционных материалов (пенополипропилена) применяют метод вспенивания.