Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 5

3 октября 2020
Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 5

Для соответствия требованиям различных отраслей пришлось разрабатывать различные модификации полипропилена, которые нам сейчас известны по названиям его сополимеров, однако специалисты, конечно, знают о куда большем количестве материалов на основе модифицированного полипропилена. Первые модифицированные материалы начали появляться еще в начале 1960-х годов. Первоначально эта промышленность начиналась как способ простой модификации полимера для улучшения ударопрочности, цвета или термостойкости. Сначала инженеры использовали некоторые подходящие инструменты каучуковой промышленности для модификации полимеров для конкретных целей конечного использования. Так полипропилен с его полезным балансом свойств нашел интересное применение в автомобильной промышленности. Проникновение полипропилена на рынок было вызвано, прежде всего, его хорошей термостойкостью для применения под капотом, легкостью окрашивания при нанесении на интерьерные детали автомобиля и низкой стоимостью сырья.

Сегодня модификации полипропилена — это отдельная и большая отрасль промышленности, часто связанная непосредственно с производством полипропилена или, в некоторых случаях, полностью независимая от самих стадий полимеризации. Полипропилен может быть модифицирован любым количеством усиливающих агентов, начиная от стекловолокна и асбеста для повышения прочности и заканчивая проводящими добавками, такими как углеродная сажа, нержавеющая сталь и углеродные волокна, а также карбонатом кальция, тальком и слюдой для повышения жесткости и целым рядом других добавки для достижения особых эффектов в компаунде. Влияние на общие свойства материала во многом зависит от типа наполнителя, особенно от его формы, химического состава добавки, уровня дозирования и температурного диапазона конечного нанесения. Далее мы будем более подробно рассматривать полипропиленовые композиты, состоящие из талькового наполнителя, стекловолокна, базальтового волокна и слюдяного армирования.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 5

Разумеется, рынок полипропилена значительно вырос за последние 60 лет. Причины этого роста заключаются в универсальности полимера, способности полимера модифицироваться и адаптироваться к конкретным применениям, общего баланса физических, механических, электрических, химических и термических свойств и не в последнюю очередь за счет конкурентоспособной цены, без которой широкое коммерческое производство материалов просто не имеет смысла. Кроме того, материалы на основе полипропилена имеют очень хорошую стабильность в широком диапазоне температур и отлично сохраняют механические свойства после переработки (об этом мы также будем говорить в следующих частях), а также во многих случаях способность к сжиганию. Конкурентоспособная цена обусловлена широкой доступностью основного мономера и простотой систем полимеризации, доступных сегодня. Полимер можно перерабатывать на разнообразном оборудовании, что позволяет легко, просто и безопасно преобразовывать его в самые разные изделия, которые можно использовать в самых разных областях человеческой деятельности. По этим причинам полипропилен имеет хорошее будущее как один из ключевых строительных материалов человечества как минимум в текущем столетии. Теперь пришло время более подробно поговорить об основных типах этого материала и рассмотреть их свойства. И начнем с описания свойств основного материала, то есть гомополимера.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 5

Полипропилен (ПП или PP, как обычно обозначают этот материал на латинице) — это термопластический материал, который получают путем полимеризации молекул пропилена, которые являются мономерными звеньями, в очень длинные молекулы или цепи полимера. Существует ряд различных способов связать мономеры вместе, но полипропилен как коммерчески используемый материал в его наиболее широко используемой форме производится с катализаторами, которые производят кристаллизующиеся полимерные цепи. Это дает продукт, который представляет собой полукристаллическое твердое вещество с хорошими физическими, механическими и термическими свойствами. Другая форма полипропилена, производимая в гораздо меньших объемах как побочный продукт производства полукристаллического полипропилена и имеющая очень плохие механические и термические свойства, представляет собой мягкий липкий материал, используемый в клеях и герметиках. Два вышеуказанных материала часто называют «изотактическим» (кристаллизующимся) полипропиленом (i-PP) и «атактическим» (некристаллизуемым) полипропиленом (a-PP) соответственно.

Как это типично для большинства термопластических материалов, основные свойства полипропилена в расплавленном состоянии определяются средней длиной полимерных цепей и широтой распределения длин полимерных цепей в данном продукте. В твердом состоянии основные свойства материала отражают тип и количество кристаллических и аморфных областей, образованных из полимерных цепей. Полукристаллический полипропилен — это термопластичный материал, содержащий как кристаллическую, так и аморфную фазы. Относительное количество каждой фазы зависит от структурных и стереохимических характеристик полимерных цепей и условий, при которых смола превращается в конечные продукты, такие как волокна, пленки, трубы и различные другие геометрические формы во время изготовления путем экструзии, термоформования или обычного формования. Полипропилен обладает превосходными и желательными физическими, механическими и термическими свойствами, когда он используется при комнатной температуре. Он относительно жесткий, имеет высокую температуру плавления, низкую плотность и относительно хорошую стойкость к ударам. Эти свойства могут быть изменены относительно простым способом путем изменения содержания и распределения регулярности (тактичности) цепи, средней длины цепи, включения сомономера, такого как этилен, в полимерные цепи и включения модификатора ударной вязкости в формулу компаунда.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 5

Полипропилен, содержащий только мономер пропилена в твердой полукристаллической форме, называется гомополимером полипропилена (HPP или более типичное сейчас обозначение PP-H), и мы используем это для обозначения формы i-PP. Полипропилен, содержащий этилен в качестве сомономера в цепях полипропилена на уровнях примерно 1-8%, называется статистическим или рандом-сополимером (PP-R или, как раньше называли этот материал, RCP). PP-H, содержащий смешанную фазу PP-R с содержанием этилена 45–65%, называется ударным или блок-сополимером (PP-B или, как его называли раньше, ICP). Также принято называть гомополимер полипропилена PP-H типом 1, блок-сополимер (или, точнее, блок-сополимеры, поскольку это целый ряд материалов) — типом 2, а рандом-сополимер — типом 3 полипропилена. Кроме того, существует и четвёртый тип полипропилена, которые появился сравнительно недавно, всего около 15 лет назад. Он получил обозначение PP-RCT, что расшифровывается как термостабилизированный рандом-сополимер полипропилена. По сути, это PP-R, однако улучшенный модификаторами термостойкости и ударопрочности, за счет чего трубы из этого материала можно делать с более тонкими стенками, чем из обычного PP-R, и они будут демонстрировать при этом точно такие же эксплуатационные характеристики. Каждый из этих типов материалов будет описан более подробно ниже, и в следующей части мы начнем изучать свойства гомополимера полипропилена PP-H.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 5

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад