Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 3

Конкурентное проникновение полипропилена в другие области применения главным образом имело место в тех сферах, где традиционно «хозяйничали» полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид (ПВХ), термопластичный полиэфир, нейлоны-6 или -6/6, а в некоторых случаях и такие материалы, как металлы и термореактивные полимеры, такие как фенольные или армированные реакционным формованием ( RIM) уретаны. Причины проникновения на рынок полипропилена широко варьируются в зависимости от ассортимента вариантов конструкции материала: где-то играет роль химическая стойкость или термостойкость, а где-то важнее возможность повторного использования, технологичность, экономичность или даже эстетические характеристики. Замена полиэтилена на полипропилен — одна из самых значительных тенденций последних двух десятилетий. Одной из основных причин такого разнообразия является разница в стоимости мономеров. Другая причина изменений связана с различиями в плотности между смолами PP и PE. Основными преимуществами материалов на основе полипропилена перед полиэтиленом являются термостойкость и плотность этих материалов. Хотя плотность сама по себе редко является решающим фактором, этот факт может иногда склонять чашу весов в сторону полипропилена в расчете на единицу стоимости.

С термической точки зрения различные типы полипропилена также имеют ряд преимуществ. Так, гомополимер ПП, хотя и обладает большей термостойкостью, на самом деле имеет гораздо более низкие характеристики ударной вязкости. С другой стороны, статистические сополимеры и гетерофазные сополимеры наиболее точно соответствуют свойствам полиэтилена с точки зрения вязкости и при этом сохраняют более высокую термостойкость. При нанесении покрытия экструзией или в ретортной упаковке эта разница может быть очень значительной. Несмотря на то, что свойства химической стойкости этих двух материалов во многих отношениях схожи, всё же существуют некоторые «тонкие» различия. Например, смолы PE и PP обладают разной устойчивостью к бензину и детергентам, а также обладают разной проницаемостью для воды и кислорода. В экструдированных трубах для природного газа полиэтиленовые трубы обладают выдающимися свойствами. Однако в таких областях применения, как покрытие стальных труб, где температура масла может достигать+100 °C, полипропилен имеет большое преимущество. В таких применениях, как гидроизоляционный лист, в котором полиэтилен используется в качестве геомембраны, общая свариваемость, восстановление «мертвых» участков, сопротивление проколам и сопротивление растрескиванию под напряжением материалы на основе полипропилена имеют тенденцию демонстрировать более впечатляющие характеристики.

Применение жесткого ПВХ относится ко многим сферам повседневного использования, например, напольные покрытия, текстиль, коммунальные и промышленные трубопроводы, сайдинг и жесткая упаковка, такая как бутылки и посуда (стаканы, тарелки и т. д.). В гибких приложениях популярны провода и кабели, гибкая упаковка и пластизоли из поливинилхлорида. Полипропиленовые композиции стали разумной альтернативой ПВХ материалам. Для жестких конструкций, таких как трубы и сайдинг, успешно применяются материалы на основе полипропилена, от ненаполненных смол до армированных композитов с наполнителем. Текущие области применения включают сополимеры полипропилена с наполнителем CaCO3 для сайдинга и огнестойкий полипропилен для использования в сиденьях стадионов и строительных трубах. В более мягких и гибких областях может применяться очень гибкий полипропилен в виде одного слоя или в виде многослойной структуры. Применения этого типа можно найти в обертке для продуктов из супермаркетов, где можно сопоставить характеристики растяжения и сцепления ПВХ. Аналогичным образом, отделка салонов автомобилей, состоящая из материалов на основе полипропилена, работает лучше, чем пластифицированный ПВХ, особенно в более жарких и солнечных условиях в экваториальных широтах. Здесь играет роль лучшая термостойкость полипропилена в сравнении с ПВХ, поскольку поливинилхлорид не выдерживает температур выше +60 градусов по Цельсию, а полипропилен может эксплуатироваться и при температурах выше +80 градусов.

Другая движущая сила для этих замен — особенности утилизации в конце срока службы литых изделий из двух рассматриваемых материалов. В районах, где сжигание было основным методом утилизации, были обнаружены высокие уровни диоксина при сжигании отслуживших свой срок изделий из ПВХ. Переход от ПВХ на полипропилен также привлек большое внимание общественности. В Европе, особенно там, где движение Greepeace было достаточно влиятельным, общественный резонанс был очень заметным. Поскольку даже небольшое количество ПВХ в потоке рециркуляции может вызвать проблемы с другими материалами, часто применяются решения из мономатериалов. Примеры этого есть в области упаковки и автомобилестроения. Этикетки бутылок, например, были заменены на полиолефины одними из первых. Изучаются даже автомобильные провода и кабели, как правило, для объединения с потоками полипропиленовых отходов. Даже если остаточный ПВХ остается в потоке отходов, это не препятствует использованию смешанных отходов, будь то повторное использование или сжигание. Одной из больших трудностей при замене ПВХ была его исключительная атмосферостойкость, особенно при изделиях с ярким цветом, а также в таких областях применения, как кровля или сайдинг, где важны такие свойства, как нераспространение горения (огнестойкость). Следовательно, попытки заменить ПВХ на полипропилен в этих областях также имели успех, но ограниченный, поскольку, например, PVC-C, используемый для изготовления систем для пожаротушения, демонстрирует впечатляющие показатели огнестойкости.