Два схожих полимерных материала, которые конкурируют друг с другом на мировом рынке. И свойства, и их сфера применения очень близка. Однако различия все-таки существуют, потому в этой статье мы поможем разобраться, чем отличаются полиэтилен и полипропилен.

Общие свойства полиэтилена и полипропилена

Начнем с того, что объединяет эти два материала.

Термопластичность. Оба материала под воздействием температуры размягчаются и плавятся, что обеспечивает возможность применения соответствующих технологий: литье, экструзия и т.п.
Механическая прочность. РР и РЕ имеют схожие показатели прочности на разрыв, а также ударной вязкости. При этом полипропилен гораздо ближе по свойствам к полиэтилену низкого давления.
Электроизоляционные свойства. Оба материала не проводят электрический ток, а за счет своей пластичности могут эффективно применяться в качестве гибкой изоляции проводов.
Химическая устойчивость. Полиэтилен и полипропилен устойчивы к воздействию воды, а также агрессивных сред (щелочей, кислот). Однако оба материала растворяются под воздействием многих органических растворителей, включая бензин.

Основные отличия полиэтилена и полипропилена

Полипропилен синтезируют только при низком давлении (до 4 МПа), и только в присутствии катализатора Циглера - Натты. Полиэтилен же может синтезироваться при таких условиях (будет получен ПЭ низкого давления) либо при высоком давлении (будет получен менее прочный ПЭ высокого давления). Соответственно, отличий между РР и РЕ высокого давления намного больше, чем между РЕ низкого давления.
Полипропилен легче: материал имеет вес как минимум на 0,04 г/куб. см. меньше по сравнению с самой легкой маркой полиэтилена.
Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, до 180 градусов, в то время как полиэтилен плавится уже при 140 градусах.
Полипропилен формирует более гладкую и плотную поверхность, потому более устойчив к загрязнениям и легче отмывается по сравнению с ПЭ.
Полиэтилен более эластичен. Полипропилен более прочный, но и хрупкий материал, в то время как полиэтилен обеспечивает увеличенную гибкость.
Полиэтилен имеет гораздо более высокую морозостойкость, выдерживая температуры до -50 градусов, в то время как для полипропилена критичной является температура -5 градусов.
Цена: полипропилен - это более дорогой полимер . Сырье стоит дороже, и по стоимости может быть сопоставимо разве что с лучшими маркам полиэтилена низкого давления.

Итоги: каждый полимер - хорошее решение для своих задач

Каждый из материалов имеет свою сферу применения и свои преимущества, которыми нужно пользоваться.

Полиэтилен (PE) и полипропилен (PP) - распространенные полимерные материалы, востребованные в промышленности. Их применяют для изготовления пластмассы, тары, труб, упаковочных и термоизоляционного волокна и т. д.

Между полимерами немало схожих свойств:

Долговечность - сохраняют внешний вид при воздействиях.
Универсальность - размягчаются при нагревании, что дает возможность применять их в разных сферах.
Удобством в эксплуатации - имеют низкую массу.
Практичность - не подвергаются воздействию воды, кислорода и солей.
Электроизоляция - не проводят электрический ток.

Полиэтиленовая (слева) и полипропиленовая (справа) гранулы

Отличие полипропилена от полиэтилена

Полипропилен и полиэтилен широко применяются в промышленности и часто потребителю они кажутся одинаковыми. Но, полимеры имеют немало отличий.

Чем отличается полипропилен от полиэтилена:

Легкостью - PP весит на 0,04 г/куб. см. меньше.
Температурой плавления - полипропилен плавится при 180 градусов С, а полиэтилен - при 140 градусов С.
Уходом - продукция из PP практически не подвержена загрязнениям и легко отмываются.
Методами синтезирования - полиэтилен изготавливает при любых условиях, а полипропилен - при низком давлении.
Затратами - изготовление продукции из полипропилена обходится дороже, чем производство полиэтилена из-за дороговизны сырья.

Чем отличается полиэтилен от полипропилена:

Эластичностью - полиэтилен более гибкий, а полипропилен - хрупкий.

Морозостойкостью - PE не утрачивает свойства при температуре до -50 градусов С, а для PP разрушается при -5 градусов С.
Легкостью - за счет небольшого веса полиэтилен пригоден при изготовлении пленок, упаковки, труб и изоляционных изделий.
Отсутствием токсичности - при нагреве PE токсины улетучиваются.

Пленка из полиэтилена и полипропилена: отличия

Пленка из PP и PE используется для сохранности хрупких товаров и имеет несколько отличий:

Экономичность - при равных параметрах с аналогом полиэтиленовая упаковка дешевле на 50%.
Презентабельность - глянцевая пленка из PP выглядит гораздо привлекательнее, чем тусклая вещь из полиэтилена.
Практичность - полипропилен менее подвержен сминанию и не теряет внешний вид из-за погрузочно-разгрузочных работ.
Стойкость к температурам - полипропилен становится хрупким от холода, а полиэтилен переносит замораживание.

Что прочнее: пластмасса из полипропилена или полиэтилена

Продукция из пластмассы отличаются невысокой ценой и долговечностью. Трубы, посуда и прочие изделия получаются при синтезировании PE при низком давлении. Полиэтилен высокого давления менее прочный и применим при изготовлении ПЭТ и брезента.

Полиэтиленовые и полипропиленовые трубы

Полипропилен подходит для изготовления упаковки, болоньевой одежды и волокна. PP не страшна жара, растворители и изгибы. Он не токсичен, но боится ультрафиолета и мороза.

Полипропилен или полиэтилен: что лучше

Оба полимера используются в разных отраслях промышленности. В зависимости от способа синтезирования и назначения производители полимеров добиваются максимальной выгоды от полимеров.

Условия протекания синтеза сырья влияет на технические характеристики полимеров. Например, при создании давления и выборе катализатора получается продукция с разными химическими и физическими характеристиками.

На основе полипропилена создают стройматериалы и различные контейнеры. Полиэтилен высокого давления оптимален при производстве труб, а полиэтилен высокого давления - для изготовления упаковки.

Полиэтилен и полипропилен относятся к пластмассам на основе синтетических смол, а точнее термополимеризационных смол. Они вместе с ПЭТ-бутылками составляют львиную долю "пластмассового мусора",который скапливается у нас в доме.

Полиэтилен бывает двух видов: высокого и низкого давления,в свойствах которых есть разница.Полиэтилен высокого давления не содержит посторонних примесей,более эластичен и мягок,выдерживает нагревание до 80 градусов тепла.Он может использоваться для производства пищевой посуды так,как не выделяет в обычных условиях вредных веществ, но готовить в нем пищу с помощью огня разумеется не стоит.

Полиэтилен низкого давления плавиться при температуре от 100 градусов тепла, более жесток, но менее прочен к изгибам.Выделяет токсичные вещества,поэтому запрещен к производству пищевой посуды.Внешне оба вида не отличаются друг от друга.
Внешний вид : полупрозрачный(в тонком слое прозрачный) твердый материал.Внешне и на ощупь похож на парафин.Устойчив к ударам, выдерживает морозы до минус 80 градусов,не взаимодействует с щелочами и растворителями и не проводит электрический ток.В тонком слое эластичен и гибок.Поверхность пластика жирная на ощупь.
Изменение при нагревании
Характер горения - синее пламя без копоти.Пламя синеватое у основания.При вынесении из пламени пахнет горящим парафином.
Недостатки полиэтилена : под влиянием солнечных лучей быстро стареет.Это проявляется в изменении свойств полиэтилена,который становится жестким и хрупким.

Характерные особенности :Нежелательно в нем хранить пищевые жиры из-за появления неприятного привкуса, при этом полиэтилен набухает и прочность его снижается.По этой же причине не применяется он как емкость для нефтепродуктов.
Полипропилен по свойствам и внешнему виду похож на полиэтилен.Отличает его более высокая температура плавления (около 170 градусов),он более прочен и устойчив к загрязнению, не изменяет вкус пищи.
Изменение при нагревании - размягчается и оплавляется.
Характер горения - слабое пламя, у основания синеватое.При вынесении из пламени запах цветочно-сладковатый.
Недостаток полипропилена : старение под влиянием солнечных лучей, но в этом отношении он прочнее полиэтилена,Оба вида пластмассы широко применяются при производстве упаковки для бытовой химии и косметики,одноразовой посуды,декоративных цветочных вазонов и сантехники.Полиэтилен высокого давления является также "постоянным поставщиком" различных кульков в наш дом.

ВИДЫ ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ. РАЗНИЦА МЕЖДУ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫМИ И ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫМИ ТРУБАМИ, ТРУБАМИ ПВХ, ПОЛИБУТЕНОВЫМИ ТРУБАМИ. МАРКИРОВКА ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ.

Выбор труб для систем водоснабжения, отопления и канализации в наше время достаточно велик.
А ведь совсем недавно для этих целей использовались почти исключительно стальные и чугунные трубы. Полимерные же материалы, появились в жизни человека сравнительно недавно - в середине XX века. Все мы довольно быстро привыкли к полиэтиленовым пакетам и сумкам, пленке для парников и цветным тазикам. Несколько позже появилась одноразовая посуда, пластиковая мебель и даже чайники из пластмассы. Сегодня нам уже предлагают оконные рамы и трубы из полимеров. Но в большинстве своем, российский потребитель с сомнением верит в надежность и долговечность полимерных труб. Слишком несерьезно выглядят цветные полимерные трубы, смотанные в бухты, как лапша, по сравнению с привычными добротными толстыми и тяжелыми стальными и чугунными трубами.

Но давайте обратимся к статистике. Что же предпочитает европейский потребитель? Более 80% труб, устанавливаемых в новых или капитально ремонтируемых домах, - трубы медные и полимерные, используемые примерно в равных количествах.

Чтобы разобраться в положительных и отрицательных свойствах полимерных труб, надо начать с полимеров. В отличие от металлов и асбестоцемента полимеры - органические вещества со всеми их достоинствами и недостатками, состоящие в близком родстве с природными высокомолекулярными - древесиной, кожей и шерстью.

Полимеры имеют целый ряд достоинств:

Они обладают универсальной химической стойкостью и не подвержены коррозии;
Несмотря на свою легкость (их плотность в 5-8 раз ниже плотности стали), они достаточно прочные и эластичные;
Полимеры легко перерабатываются в изделия, т.е. принимают заданную форму и хорошо окрашиваются;
Теплопроводность полимеров значительно ниже, чем у металлов, что, в частности, снижает теплопотери при транспортировке горячих жидкостей.

Однако полимеры не лишены и существенных недостатков:

При нагревании прочность полимеров снижается. Как и все органические вещества, они горят, а под действием ультрафиолетовых лучей стареют (делаются хрупкими и разрушаются);
К недостаткам следует отнести и большой (в 10 раз больше, чем у стали) коэффициент температурного расширения; правда, эластичность полимеров частично компенсирует этот недостаток.

Технологи, производящие изделия из полимеров, стараются, и не без успеха, усилить их достоинства и уменьшить недостатки. Химическая промышленность во второй половине XX века освоила производство десятков полимеров, но массовое применение, в том числе и при производстве труб, нашли 5-7 главнейших из них.
Безусловными лидерами являются полиэтилен (РЕ) , полипропилен (РР) и поливинилхлорид (РУС) .
Указанные полимеры относятся к группе термопластичных. Они способны при нагревании переходить в пластично-вязкое состояние, а при охлаждении отвердевать.
Трубы из таких полимеров получают методом экструзии (выдавливания) с помощью обогреваемого шнека (пример простейшего экструдера, но только без обогрева - домашняя мясорубка). Трубы получаются с очень гладкой поверхностью (шероховатость полимерных труб примерно в 10 раз ниже, чем стальных).

Полиэтиленовые трубы

Полиэтиленовые трубы получили наибольшее распространение. Первоначально их делали из обычного полиэтилена (вспомните прозрачную полиэтиленовую пленку). Такие трубы теряли прочность при нагреве до 50-60"С и быстро старели. Их можно было использовать для подачи только холодной воды.

В 80-е гг. химики научились связывать друг с другом линейные молекулы полиэтилена - "сшивать". Такой "сшитый" полиэтилен обладает повышенной прочностью, теплостойкостью, и стойкостью к Уф-излучению. По ним допустима транспортировка воды температурой до 95"С. Получив повышенную теплостойкость, "сшитый" полиэтилен потерял способность свариваться. В маркировке изделий "сшитый" полиэтилен обозначается РЕ-Х (буква X указывает на то, что полимер "сшит"). Трубы из сшитого полиэтилена составляют более половины от общего выпуска полимерных труб.

Трубы из "сшитого" полиэтилена РЕ-Х можно использовать не только для холодного, но и горячего водоснабжения и отопления (центрального и напольного).

Полипропиленовые трубы

Полипропилен (РР) по использованию в производстве труб занимает второе место. Физико-механические и термические свойства этого полимера близки к сшитому полиэтилену, но в отличие от последнего он более жесткий. Поэтому полипропиленовые трубы выпускаются в виде мерных отрезков, что несколько менее удобно при транспортировке и требует большого количества соединительных элементов при монтаже. На крупных фирмах эта проблема решена: предлагаются разные варианты комплексных систем соединения - низкотемпературной сваркой и с помощью металлических комплектующих.

ПВХ - трубы

Поливинилхлорид (PVC) - очень широко используемый в строительстве полимер, в производстве труб идет вслед за полиэтиленом и полипропиленом. Обычно он используется в непластифицированном виде. Присутствие хлора в ПВХ вызывает настороженность экологов и ограничивает применение таких труб для водоснабжения. Положительным свойством поливинилхлорида является его пониженная горючесть и повышенная химическая стойкость по сравнению с другими полимерами. Он также менее чувствителен к УФ-излучению, поэтому основные области применения ПВХ-труб - это водосточные системы и канализация.

Полибутеновые трубы

Полибутен (РВ) - полимер, так же как полиэтилен и полипропилен, из группы полиолефинов. Биологически безвреден. Трубы из полибутена более эластичны, чем из полипропилена. Полибутен характеризуется высокими прочностными показателями, стойкостью к УФ-облучению и повышенной теплостойкостью, приближаясь в этом отношении к "сшитому" полиэтилену.

Полибутеновые трубы зарекомендовали себя в сетях горячего водоснабжения и отопления (в частности, для устройства теплых полов). При 70°С и рабочем давлении в системе 0,3 МПа гарантируется 50-летний срок службы РВ-труб. Максимальная температура эксплуатации таких труб +95°С. Как и полипропиленовые, полибутеновые трубы можно сваривать, что позволяет использовать эти трубы для внутренней разводки.

Маркировка полимерных труб

Полимерные трубы маркируют по виду полимера (РЕ , РЕ-Х , РР и т.п.), по наружному диаметру и номинальному давлению (PN).
Наружные диаметры труб (в мм) для внутренней разводки представлены следующим рядом: 10; 12; 16; 25; 32; 40; 50 и т.д.
Кроме диаметра, трубы маркируются по толщине стенки.

Номинальное давление обычно выражают в барах: 1 бар = 0,1 МПа. Под номинальным давлением подразумевают постоянное внутреннее давление воды при 20°С, которое труба может безотказно выдерживать в течение 50 лет (например, PN=10, PN=12,5 или РМ=20).
Для оценки уровня этих параметров можно вспомнить, что рабочее давление воды в водопроводной системе не более 0,6 МПа (6 бар). Максимальное давление, которое труба может выдержать короткое время, в несколько раз выше номинального. При температуре выше 20°С срок безотказной работы полимерных труб при неизменном давлении сокращается или может остаться тем же - 50 лет, но при условии меньшего рабочего давления.

Характеристика некоторых материалов, применяемых для производства и соединительных деталей полимерных труб

Показатели	Значение показателей для материала
Показатели	ПНД (ПВП)	ПНД (ПСП)	ПВД (ПНП)	ПВДФ	ПА (пласти-фицированного)
Плотность, г/куб.см
Предел текучести при растяжении, МПа
Удлинение при разрыве, %
Модуль упругости, МПа
Коэффициент линейного расширения
Расчетное допускаемое напряжение труб, МПа

Является прочным и жестким, кристаллическим термопластичным полимером, получаемым из мономерного пропилена. Полипропилен – это линейный углеводородный полимер. Полипропилен имеет химическую формулу (C 3 H 6)n. Сегодня полипропилен является одной из самых дешевых из всех доступных пластмасс.

Полипропилен относится к семейству полиолефинов и входит в тройку наиболее часто используемых полимеров. Из всех крупнотоннажных пластмасс полипропилен имеет самую низкую плотность.

Полипропилен используется на практике как в виде пластмассы, так и в виде волокна в следующих сферах:

– автомобилестроение;
– строительство (трубы и др.);
– производство потребительской продукции;
– упаковка;
– производство мебели.

Виды полипропилена

Двумя основными типами полипропилена, доступными на рынке, являются гомо полимерные (homopolymers) и сопо лимерные (copolymers) марки материала.

– Гомополимерный полипропилен - наиболее широко используемая марка общего назначения этого полимера. Молекула гомополимерного полипропилена состоит только из звеньев пропилена, а сам материал находится в частично кристаллизующемся твердом состоянии. Этот материал используется в основном при производстве упаковки, тканей, изделий медицинского назначения, труб, автокомпонентов и электрических компонентов.

– Сополимерные марки полипропилена подразделяются на рандом -сополимеры (статистический сополимер пропилена) и блок -сополимеры, которые получаются в результате сополимеризации пропена и этена.

а) Рандом-сополимер пропилена получается в результате совместной сополимеризации этена и пропена. В состав молекул этого полимера входят звенья этена (обычно до 6% массы), которые распределяются вдоль цепи полимера случайным образом. Такие полимеры характеризуются высокой гибкостью и оптической прозрачностью, что позволяет использовать их для получения прозрачных изделий и компонентов с хорошим внешним видом.

б) В цепочках блок-сополимера пропилена содержится большее количество звеньев этена (5–15%). Сомономерные звенья располагаются вдоль цепи полимера регулярно (в виде блоков). За счет такого регулярного расположения звеньев термопластичный материал становится более прочным и менее хрупким по сравнению с рандом-сополимером пропилена. Такие полимеры подходят для тех сфер применения, в которых компонентам необходимо придавать высокую прочность, например для промышленной сферы.

– Ударопрочный сополимер пропилена (Polypropylene, Impact Copolymer) - это смесь гомополимерного полипропилена и рандом-сополимера пропилена. Ударопрочный сополимер пропилена содержит в своем составе 45–65% звеньев этилена. Он используется для получения изделий с высокой ударной прочностью. Ударопрочные сополимеры используются в основном при производстве упаковки, деталей бытовых приборов, пленок и труб, а также в сферах автомобилестроения и производства электрических приборов.

Крупными поставщиками полипропилена являются Borealis, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, SABIC, СИБУР и др.

Сравнение гомополимера полипропилена и сопопоолимера полипропилена

Гомополимерный полипропилен характеризуется высокой удельной прочностью, жесткостью и прочностью по сравнению с сополимерными марками полипропилена. Эти свойства в сочетании с высокой химической стойкостью и свариваемостью позволяют использовать материал при производстве многих коррозионно-стойких структур.

Сополимерный полипропилен характеризуется большей мягкостью, но и более высокой ударной вязкостью, прочностью и долговечностью по сравнению с гомополимером пропилена. Материал имеет более высокую стойкость к растрескиванию и низкотемпературную прочность по сравнению с гомополимером. По всем остальным свойствам гомополимер немного превосходит сополимер пропилена.

Гомополимерные и сополимерные марки полипропилена могут использоваться почти в одинаковых сферах применения. Это объясняется тем, что они обладают множеством аналогичных свойств. Поэтому при выборе конкретной марки полипропилена из двух указанных материалов очень часто на первый план выходят нетехнические критерии.

Свойства и преимущества полипропилена

1. Температура плавления полипропилена составляет:
– гомополимер: 160–165 °C;
– сополимер: 135–159 °C.

2. Полипропилен является одним из наиболее легких полимеров из всех стандартных пластмасс. Эта особенность позволяет использовать его при производстве легких конструкций.

– Гомополимер: 0,904–0,908 г/см 3 ;
– Рандом-сополимер: 0,904–0,908 г/см 3 ;
– Ударопрочный сополимер: 0,898–0,900 г/см 3 .

3. Стойкостью к химическому воздействию

– Полипропилен характеризуется очень высокой стойкостью к действию разбавленных и концентрированных кислот, спиртов и оснований.

– Полипропилен имеет хорошую стойкость к действию альдегидов, сложных эфиров, алифатических углеводородов, кетонов.

– Полипропилен характеризуется ограниченной стойкостью к действию ароматических и галогенсодержащих углеводородов и окислителей.

4. Полипропилен является высокогорючим материалом.

5. Полипропилен сохраняет механические и диэлектрические характеристики даже при повышенных температурах, в условиях повышенной влажности и даже при погружении в воду. Полипропилен является водонепроницаемым.

6. Полипропилен характеризуется высокой стойкостью к растрескиванию от напряжений под воздействием окружающей среды.

7. Полипропилен характеризуется низкой чувствительностью к воздействию микроорганизмов (бактерии, грибы и т.д.).

8. Полипропилен обладает хорошей стойкостью при стерилизации паром.

Для улучшения физических и/или механических характеристик в полипропилен могут вводиться полимерные добавки, такие как осветлители, антипирены, стеклянные волокна, минеральные наполнители, электропроводные наполнители, смазки, пигменты и т.д.

Например: полипропилен характеризуется низкой стойкостью к действию УФ-излучения, поэтому в него часто вводятся светостабилизаторы в виде затрудненных аминов. Это позволяет повысить срок эксплуатации материала по сравнению с немодифицированным полипропиленом.

Кроме того, для повышения эксплуатационных характеристик и улучшения перерабатываемости в полипропилен дополнительно вводятся наполнители (глина, тальк, карбонат кальция и т.д.) и армирующие добавки (стеклянные волокна, углеродные волокна и т.д.).

Благодаря значительному улучшению эксплуатационных характеристик (новые добавки и наполнители, а также новые процессы полимеризации и новые методы смешения) полипропилен все чаще рассматривается не как дешевый материал, а как полимер с высокими эксплуатационными характеристиками, который можно использовать в качестве альтернативы традиционным конструкционным пластмассам, а иногда даже металлам (например, марки ПП, армированные длинными стеклянными волокнами).

Недостатки полипропилена

– Низкая стойкость к действию УФ-излучения, ударной нагрузки и образованию трещин.
– Высокая хрупкость при температурах ниже -20 °C
– Низкая максимальная температура эксплуатации (90–120 °C)
– Подвергается воздействию окисляющих кислот, быстро набухает в хлорированных растворителях и ароматике
– На стойкость к тепловой деструкции существенно влияет наличие контакта материала с металлами
– Изменение размеров изделий после формования вследствие протекания процесса кристаллизации. Эта проблема может решаться добавлением нуклеирующих агентов
– Плохая адгезия красок

Сферы применения полипропилена

Полипропилен широко используется в различных сферах благодаря своей высокой химической стойкости и хорошей свариваемости.

1. Производство упаковки: хорошие барьерные свойства, высокая прочность, хорошее качество поверхности и низкая стоимость позволяют применять полипропилен при производстве упаковки.

а) Гибкая упаковка: ПП-пленки обладают хорошими оптическими свойствами и низкой проницаемостью по отношению к парам воды, что позволяет использовать их для упаковки пищевых продуктов. Из полипропилена получаются также термоусадочные оберточные пленки, пленки для электронной промышленности, пленки для нанесения графических изображений, элементов одноразовых подгузников, крышек и т.д. ПП-пленки получаются либо в виде плоскощелевых пленок (Cast Film) либо в виде двухосно-ориентированных полипропиленовых пленок (БОПП, BOPP).

б) Жесткая упаковка: из полипропилена методом раздувного формования получается тара (ящики), бутылки и емкости. Тонкостенные контейнеры из полипропилен обычно используются для упаковки пищевых продуктов.

2. Потребительские товары: полипропилен используется при производстве некоторых компонентов бытовой техники и потребительских товаров, в частности прозрачных деталей, предметов домашнего обихода, мебели, приборов, игрушек и т.д.

3. Автомобилестроение: вследствие низкой стоимости, а также благодаря хорошим механическим свойствам и хорошей перерабатываемости полипропилен широко используется при производстве автокомпонентов. Материал, в частности, применяется при производстве корпусов аккумуляторных батарей, поддонов, бамперов, боковых молдингов, элементов внутренней отделки, приборных панелей и элементов отделки дверей. Важными свойствами ПП, которые позволяют использовать его в сфере автомобилестроения, являются также низкое значение коэффициента линейного термического расширения, низкий удельный вес, высокая химическая стойкость, хорошая атмосферостойкость, перерабатываемость и соотношение ударной вязкости и жесткости.

4. Волокна и ткани: большое количество ПП используется в сегменте волокон и тканей. ПП-волокна используются в сферах производства лент (получаются в результате разрезания пленок), полос, ремней, объемных непрерывных нитей, штапельных волокон, материала спан-бонд и непрерывных нитей. Канаты, веревки и шпагаты из ПП имеют высокую прочность и стойкость к воздействию влаги, что позволяет использовать их в сфере судостроения.

5. Медицина: полипропилен используется для производства различных медицинских изделий благодаря своей высокой химической стойкости и стойкости к действию бактерий. Кроме того, медицинские марки ПП обладают высокой стойкостью в условиях стерилизации паром. Одноразовые шприцы - наиболее типичное изделие медицинского назначения, получаемое из полипропилена. Материал также используется для получения медицинских пробирок, элементов диагностических устройств, чашек Петри, бутылок для внутривенной инфузии, бутылок для образцов, пищевых контейнеров, ванночек, контейнеров для таблеток и т.д.

6. Промышленность: полипропиленовые листы широко используются в промышленной сфере для производства емкостей для кислот и химических реагентов, листов, труб, многооборотной транспортной упаковки и тары (RTP) и т.д. Это объясняется тем, что материал обладает высоким пределом прочности, стойкостью к воздействию повышенных температур и стойкостью к коррозии.

Сравнение полиэтилена и полипропилена

Полипропилен

Полиэтилен

Мономером для получения полипропилена является пропилен

Может получаться в виде оптически прозрачного материала

Имеет меньшую плотность (более легкий материал)

ПП обладает высокой стойкостью к растрескиванию, к воздействию кислот, органических растворителей и электролитов

Он имеет высокое значение температуры плавления и хорошие диэлектрические свойства

ПП является нетоксичным материалом

Он обладает более высокой жесткостью и стойкостью к воздействию химических реагентов и органических растворителей по сравнению с полиэтиленом

ПП характеризуется более высокой жесткостью по сравнению с полиэтиленом

Мономером для получения полиэтилена является этилен

Может получаться только в виде полупрозрачного, матового материала

Его физические свойства позволяют ему лучше противостоять воздействию пониженных температур, особенно при использовании его для получения указателей

ПЭ обладает хорошими электроизоляционными свойствами

Материал обладает хорошей дугостойкостью

Полиэтилен обладает высокой прочностью по сравнению с полипропиленом

Как производится полипропилен?

Полипропилен был впервые получен методом полимеризации немецким химиком Карлом Реном (Karl Rehn) и итальянским химиком Джулио Натта (Giulio Natta). Эти ученые в 1954 году получили кристаллический изотактический полипропилен. После этого открытия совсем скоро, в 1957 году, полипропилен стал в промышленных масштабах синтезироваться итальянской компанией Montecatini.

Синдитактический полипропилен также был впервые синтезирован Натта и его сотрудниками. В настоящее время полипропилен получается методом полимеризации мономерного пропена (непредельное органическое соединение с химической формулой C 3 H 6) в присутствии:

катализаторов Циглера - Натта (Ziegler-Natta);
металлоценовых катализаторов.

При полимеризации может образовываться три различные структуры цепочек полипропилена (в зависимости от расположения метильных заместителей):

атактический ПП (аПП) - неупорядоченное расположение метильных групп (CH3) вдоль молекулярной цепи;
изотактический ПП (иПП) - метильные группы располагаются с одной стороны относительно углеродной цепи;
синдиотактический ПП (сПП) - метильные группы располагаются чередующимся образом относительно углеродной цепи.

Условия переработки полипропилена

Полипропилен может перерабатываться в изделия практически любым методом переработки. Наиболее типичными методами переработки полипропилена являются: литье под давлением, экструзионно-раздувное формования, экструзия общего назначения.

1. Литье под давлением

– Температура формы: 10–80 °C
– При правильном хранении перед переработкой материал не требуется подвергать сушке
– При высокой температуре формы повышается уровень глянца и улучшается внешний вид получаемых изделий
– Степень усадки материала в форме составляет от 1,5 до 3%, в зависимости от условий переработки, реологических характеристик полимера и толщины стенки формуемого изделия

2. Экструзия (трубы, раздувные и плоскощелевые пленки, изоляция на кабели и провода и т.д.)
– Температура расплава: 200–300 °C
– Степень сжатия материала: 3:1
– Температура материального цилиндра: 180–205 °C
– Предварительная сушка: не требуется. Вторичный материал необходимо сушить в течение 3 часов при температуре 105–110 °C (221–230°F)

3. Раздувное формование (экструзия с последующим раздувом)
4. Компрессионное формование (прессование)
5. Ротационное формование
6. Инжекционно-раздувное формование
7. Экструзионно-раздувное формование
8. Ориентированное инжекционно-раздувное формование
9. Экструзия общего назначения

С помощью специального процесса может также получаться вспененный полипропилен (ППВ). Материал хорошо перерабатывается методом литья под давлением, при этом он широко используется как при периодических, так и при непрерывных процессах.

Вторичная переработка полипропилена

Всем пластмассам присваивается «Код идентификации полимера/Код рециклинга пластмасс» в зависимости от типа используемого в них полимера. Полипропилен имеет идентификационный код – 5.

Полипропилен полностью 100% может подвергаться вторичной переработке (рециклингу). Примеры изделий, получаемых из вторичного полипропилена (в-ПП): корпуса автомобильных аккумуляторов, сигнальное освещение, кабели батарей, метлы, щетки, скребки для льда и т.д.

Процесс рециклинга полипропилена обычно включает стадию плавления отходов пластмасс при температуре 250 °C с целью удаления из материала примесей, последующую стадию удаления оставшихся молекул в условиях вакуума, а также стадию перевода в твердое состояние при температуре примерно 140 °C. Этот вторичный полипропилен может смешиваться с первичным полипропиленом в количестве до 50%. Основная проблема рециклинга полипропилена связана с большим объемом потребления этого полимера. Так, например, в настоящее время рециклингу подвергается только примерно 1% использованных ПП-бутылок. Для сравнения, в настоящее время перерабатывается 98% использованных бутылок, изготовленных из и .

Полипропилен является безопасным материалом, поскольку он не имеет значительного влияния на здоровье человека и не оказывает на него химическое и токсическое действие.

Полипропилен: эксплуатационные характеристики

Полипропилен является одним из наиболее универсальных из используемых полимеров, который обладает высокими механическими характеристиками.

Полипропилен также обладает хорошей химической стойкостью и термостойкостью. Некоторые из этих характеристик позволили полипропилену вытеснить полиэтилен из некоторых сфер применения. За счет изучения всех свойств полипропилена, в частности механических, электрических и химических характеристик, можно правильно подобрать материал для конкретной сферы применения.

Свойства	Значение показателя
Стабильность размеров (формоустойчивость)
Коэффициент термического линейного расширения	6–17×10–5 / °C

Водопоглощение за 24 ч
Диэлектрические свойства
Дугостойкость
Диэлектрическая постоянная
Диэлектрическая прочность	20–28 кВ/мм
Коэффициент рассеяния (тангенс угла диэлектрических потерь)
Объемное удельное сопротивление	16–18×1015 Ом·см
Огнестойкость
Огнестойкость (ОКИ)
Воспламеняемость (UL94)
Механические свойства
Относительное удлинение при разрыве
Гибкость (модуль упругости при изгибе)	1,2–1,6 ГПа
Твердость по Роквеллу (шкала M)
Твердость по Шору (шкала D)
Жесткость (модуль упругости при изгибе)	1,2–1,6 ГПа
Предел прочности при растяжении
Предел текучести при растяжении
Ударная вязкость по Изоду (образец с надрезом) при комнатной температуре
Ударная вязкость по Изоду (образец с надрезом) при пониженной температуре	27–107 Дж/м
Модуль Юнга	1,1–1,6 ГПа
Оптические свойства

Матовость
Прозрачность (процент пропускания видимого света)
Физические свойства
Плотность	0,9–0.91 г/см 3
Температура стеклования
Стойкость к действию излучения
Стойкость к действию γ-излучения
Стойкость к действию УФ-излучения
Температура эксплуатации
Температура перехода в хрупкое/пластичное состояние	От –20 до –10 °C
Температура тепловой дисторсии при 0,46 МПа (67 фунт/дюйм2)
Температура тепловой дисторсии при 1,8 МПа (264 фунт/дюйм2)
Максимальная температура непрерывной эксплуатации
Минимальная температура непрерывной эксплуатации	От –20 до –10 °C
Другие свойства
Стойкость к стерилизации (многоразовой)
Теплоизоляционные свойства (коэффициент теплопроводности)	0,15–0,21 Вт/(м·К)
Химическая стойкость
Ацетон (100%), при 20 °C	Удовлетворительная
Гидроксид аммония (30%-ный раствор), при 20 °C
Гидроксид аммония (разбавленный раствор), при 20 °C	Удовлетворительная
Ароматические углеводороды, при 20 °C	Неудовлетворительная
Ароматические углеводороды, в горячем состоянии
Бензол (100%), при 20 °C	Ограниченная
Бутил ацетат (100%), при 20 °C
Бутил ацетат (100%), при 60 °C	Неудовлетворительная
Хлорированные растворители, при 60 °C
Хлороформ, при 20 °C	Ограниченная
Диоктил фталат (100%), при 20 °C	Удовлетворительная
Диоктил фталат (100%), при 60 °C	Ограниченная
Этанол (96%-ный раствор), при 20 °C	Удовлетворительная
Этиленгликоль (этандиол) (100%), при 100 °C
Этиленгликоль (этандиол) (100%), при 20 °C
Этиленгликоль (этандиол) (100%), при 50 °C
Глицерин (100%), при 20 °C
Пероксид водорода (30%), при 60 °C	Ограниченная
Керосин, при 20 °C
Метанол (100%), при 20 °C	Удовлетворительная
Метилэтил кетон (100%), при 20 °C
Минеральное масло, при 20 °C	Удовлетворительная
Фенол, при 20 °C
Силиконовое масло, при 20 °C	Удовлетворительная
Гидроксид натрия (40%-ный раствор)
Гидроксид натрия (10%-ный раствор), при 20 °C	Удовлетворительная
Гидроксид натрия (10%-ный раствор), при 60 °C	Удовлетворительная
Гидроксид натрия (20%-ный раствор), при 20 °C
Сильные кислоты (концентрированные), при 20 °C	Удовлетворительная
Толуол, при 20 °C	Ограниченная
Толуол, при 60 °C	Неудовлетворительная
Ксилол, при 20 °C