پلی پروپیلن گرید شیمیایی

پلی پروپیلن گرید شیمیایی

به صورت کلی پلی پروپیلن ها از دسته ترمو پلاستیک ها می باشند. در مقایسه با انواع پلی اتیلن، پلی پروپیلن ها استحکام ضربه ای کمتری دارند اما دمای کاربری و استحکام کششی بالاتری را دارا می باشند. پلی پروپیلن یکی از پرمصرف ترین و اساسی ترین پلیمرهای مورد استفاده در دنیا و بزرگ ترین مصرف کننده پروپیلن می باشد. پلی پروپیلن از پلیمریزاسیون پروپیلن در شرایط دما و فشار نسبتا ملایم ودر حضور کاتالیست معروف زیگلر – ناتا انجام می شود. به دلیل وجود کاتالیست زیگلر-ناتا، پلیمری تولیدی به صورت ایزوتاکتیک بوده که قادر به متبلور شدن تا حدود 90 درصد می باشد.

پلی پروپیلن در انواع زمینه ها مثلاً در صنعت اتومبیل در ساخت پانل دربها ، تزئینات داخلی ، پروانه ها، کفپوش اتومبیل، جعبه باطری و …. مصرف میشود. اغلب نیهای نوشیدنی از PP ساخته میشود. بیشتر قطعات ساک و اسباب بازیها نیز از این پلیمر تهیه می شوند. تقریباً 10 % تولید PP در ساخت فیلم مصرف میشودکه در بسته بندی مواد غذایی کاربرد دارند . حدود 30% دیگر PP تولیدی در ساخت تک رشته ها و الیاف مصرف میشود . الیاف PP در ساخت موکت، فرش، طناب، گونی و … استفاده میشوند.

هر چند پلی پروپیلن به صورت هموپلیمر مصرف خیلی زیادی دارد ولی کوپلیمر پروپیلن با اتیلن نیز بازار رو به رشدی دارد. با افزایش اتیلن هنگام پلیمریزاسیون پلیمری با مدول کمتر و مقاومت به ضربه بیشتری بدست می آید. هر چه میزان اتیلن بیشتر باشد اثرات فوق بارز تر خواهد بود. این کوپلیمرها هم به صورت بی نظم (Random Copolymer) و هم بلوکی (Block Copolymer) در دسترس میباشند.

پلی­پروپیلن بدلیل استحکام بالا در بین پلی­الفین­ها معروف است. از طرف دیگر مقاومت ضربه می­تواند پاشنه آشیل آن محسوب شود. لذا در ادامه دو خاصیت مقاومت ضربه و مدول و چگونگی ارتباط آنها با ریزساختار ماده بحث می­شود.

مقاومت ضربه پلی­پروپیلن تحت تأثیر طول زنجیر پلیمر و درصد تبلور آن می­باشد. هر چه متوسط وزنی وزن مولکولی بالاتر و درصد تبلور کمتر باشد مقاومت ضربه بالاتری حاصل می­شود. البته بجای متوسط وزن مولکولی از شاخص جریان مذاب (MFI) استفاده می­شود که با آن نسبت عکس دارد. از میان MFI و درصد تبلور اولی تأثیر بزرگتری بر مقاومت ضربه داشته و در صورت مشابهت یا نزدیکی مقادیر آن، درصد تبلور تأثیر خود را بر مقاومت ضربه بروز می­دهد. در این صورت با افزایش درصد تبلور مقاومت ضربه کاهش می­یابد.

در کوپلیمرهای از نوع بلوکی، MFI و درصد کومنومر اتیلن (که در بازه 4 تا 10 درصد متغیر می­باشد) بر خواص ضربه موثرند بطوریکه MFI کمتر و درصد اتیلن بالاتر موجب دستیابی به مقادیر بالای مقاومت ضربه می­شود. وقتی مقدار MFI پایین (حدودا کمتر از gr/10min5/0 در شرایط دمای 230 درجه و وزنه kg16/2) می­باشد مقدار اتیلن چندان بر مقاومت ضربه موثر نیست. بطور کلی نسبت مقدار اتیلن به MFI شاخص مناسبی برای ارزیابی مقاومت ضربه کوپلیمرهای بلوکی است که با افزایش آن مقادیر بیشتر مقاومت ضربه حاصل می­شود. برای دستیابی به نوع عدم شکست در تست ضربه، مقادیر این نسبت باید بیش از 14 باشد.

در انواع کوپلیمر تصادفی مقدار اتیلن استفاده شده معمولا در محدوده 3 تا 4 درصد متغیر است و لذا بعد از MFI توزیع کومنومر اتیلن بر خواص ضربه موثر است. در اینجا نیز مانند قبل MFI پایین­تر به مقادیر بالاتر مقاومت ضربه منجر می­شود اما توزیع کومنومر اتیلن بطوریکه منجر به ایجاد درصد تبلور کمتر و بلورهای با ابعاد کوچکتری شود می­تواند مقاومت ضربه را اتقاء دهد.

iPP تجاری شده دارای خصوصیات متنوعی می باشد که موجبات استفاده گسترده آن را به خصوص در صنعت پلاستیک و الیاف فراهم آورده است. یکی از مهم ترین خصوصیات این ماده نسبت به پلیمرهایی نظیر پلی آمیدها عدم جذب رطوبت در آن می باشد که آن را به عنوان گزینه ای مناسب برای بسیاری از کاربردها تبدیل کرده است. خصوصیات این ماده را می توان با انجام برخی اصلاحات بعدی بهبود داد. مهم ترین اصلاحاتی که در حال حاضر انجام می گیرد عبارتند از کنترل فرایند تخریب، شبکه ای کردن، عاملیت دار نمودن و شاخه دار کردن. ساختار مولکول پلی پروپیلن به دلیل ماهیت کاتالیست های زیگلر-ناتا خطی می باشد که موجب پایین بودن استحکام مذاب آن می گردد. پایین بودن استحکام مذاب سبب محدودیت کاربرد این پلیمر در فرایندهایی نظیر قالب گیری دمشی و ترموفرمینگ می شود.

از نظر شيمي آلي پروپان به پروپيلن بسيار نزديک است. در خانواده الکنها پروپان (C3H8) سومين عضو است و بعد از متان (CH4) و اتان (C2H6) قرار دارد. اين ماده در دماي معمولي گاز است؛ در دماي 187- درجه سانتي گراد جامد مي شود؛ دماي جوش پروپان 42- درجه سانتي گراد است ودر اين دما به گاز تبديل ميشود.

دومين عضو خانواده الکينها بعد از اتيلن (C2 H4) پروپن يا پروپيلن (C3 H6) است. اين ماده که در شرايط معمولي گاز است، در دماي 185- درجه سانتي گراد ذوت ميشود. 

در فرمول شيميايي پروپن يک پيوند دوگانه وجود دارد. اين پيوند دوگانه مشخصه الکينهاست و چون در واکنشهاي شيميايي با مواد از پيوند ديگر سبقت ميگيرد به آن “گروه عاملي” گفته ميشود. اگر پروپن به طور اضافي با هيدروژن ترکيب شود پروپان به دست مي آيد و اگر با آب ترکيب شود، ايزوپروپيل الکل حاصل مي شود. 

در حقيقت پروپيلن، مونومرپلي پروپيلن ppاست که با هم ترکيب مي شوند و يک مولکول بسيار بزرگ با چندين صد يا هزار مونومر را ميسازند. مولکولهاي پلي پروپيلن pp بسيار بلندند. از نظر جرم مولکولي يا تعداد مونومرهاي به هم پيوند خورده با يکديگر برابر نيستند، قابل انعطافند و شکلهاي فضايي متفاوتي را ميتوانند انتخاب کنند.

پلي پروپيلن pp در دماي معمولي جامد است. برحسب نظم و ترتيبي که مولکولها دارند، خواص متفاوتي از خود نشان ميدهند.