Как полипропилен соединить с металлом


Соединение металлической трубы с полипропиленовой

На чтение 6 мин. Обновлено

Металлические трубы отжили своё уже некоторое время назад. На смену им приходят пластиковые аналоги. По своим эксплуатационным характеристикам они не уступают металлическим, а иногда и превосходят его.

Правильное соединение металлической трубы с полипропиленовой становится залогом того, что система будет работать без перебоев, с максимальной надёжностью.

Не так уж редки ситуации, когда надо произвести соединение полипропиленового изделия с металлическим.

Чтобы понять, как правильно соединять полиэтиленовый трубопрокат с полипропиленовой или металлической смотрите видео уроки, размещенные в данной статье.

Существует несколько способов, как грамотно произвести соединение.

  • С наличием резьбы. Предполагает, что используют фитинги, которые выглядят как муфты. Один конец снабжается резьбой на металл, а другой – срезом, с идеальной гладкостью.
  • Фланцевого типа. Когда болты со шпильками стягивают конструкции самих фланцев. Они помогут понять, как соединять полипропиленовые трубы, видео сделают процесс более наглядным.

Монтируем резьбовые фитинги

Такие типы соединений актуальны, если вместе берутся трубы среднего, малого диаметра. Размер их не должен превышать 40 миллиметров.

Резьба на фитингах присутствует не только внутри, но и снаружи. Она нужна, чтобы закреплять металлические стороны и концы на деталях. Гладкий срез муфты располагается на противоположной стороне. Он предполагает припаивание пластика.

Фитинги монтируются по простой технологии.

  • Заготовку срезают под прямым углом, в том месте, где предположительно будет находиться стык. Для обработки края используют солидол. Затем берут резьборез, и заканчивают обработку.
  • После этого их надо очистить так, чтобы отсутствовала металлическая стружка. Для будущего стыка не обойтись без герметизации, что предполагает применение ФУМ-лент, либо пакли.
  • Фитинговая конструкция накручивается на часть со срезом, с предварительной подготовкой. Для этого не потребуется приложить слишком много усилий. Деталь может растрескиваться, если инструментами нажимать на неё слишком сильно.
  • Гладкий срез приворачивается к трубе из пластика. Легко понять, как соединить полиэтиленовую трубу с полипропиленовой.

Материал для герметизации выкладывают по ходу резьбы, чтобы им было закрыто минимум 1-2 витка.

Видео: как соединять трубопровод


Устанавливаем фланцы

Этот вариант больше подойдёт тем, кто работает с большими диаметрами. Благодаря ему в процессе эксплуатации возникает меньше проблем с доступом при необходимости сделать очистку.

Фланцы выглядят как диски плоской формы с опорой на прямые бруты.

Монтаж труб в системе состоит из нескольких этапов.

  1. Начинается всё с создания ровного среза на концах заготовок. Главное – чтобы пыль и стружка внутри отсутствовали.
  2. Затем переходят к надеванию фланцев на срезы, подготовленные заранее. Между местами с дисками располагаем прокладки из резины.
  3. Для соединения фланцев друг с другом применяют болты. Важно, чтобы затягивание было равномерным, без прикладывания больших усилий.

Рекомендуется отдельно проследить за тем, чтобы прокладки из резины краями не выступали больше, чем на 10 миллиметров.

Полипропиленовые трубы и их соединение

На концы труб из этого материала воздействуют высокой температурой, чтобы соединить изделия, провести стыковку. Можно использовать так же склеивание, либо специальные фитинги.

Видео: как правильно паять


Как запаять конструкции?

Полипропиленовые заготовки нельзя соединить без специального сварочного аппарата, который получил название «утюга». Он работает при подключении к обычной электрической сети.

Лучше приобретать и сами материалы с небольшим запасом, на случай возможных ошибок.

Процесс состоит из нескольких этапов. Это позволит понять, как запаять полипропиленовую трубу.

  • Выполняется несколько срезов там, где в будущем будут располагаться стыки. Требуется и тщательная зачистка для торцов. На их поверхности делают специальные отметки маркером. Они указывают, на какой глубине должны находиться детали внутри нагревательного аппарата. Температура паяльника должна составить не менее 270 градусов.
  • Строго перпендикулярное соединение насадок с раскалённым паяльником. То же самое проделывают с концами других соединений.
  • 10-15 секундное ожидание до завершения плавления. Потом от насадок избавляются, а детали снова соединяют между собой. Их слегка прикладывают друг к другу, но проворачивание недопустимо.
  • Детали для стыковки надо оставить на некоторое время в одном положении, пока они не остынут.

Видео: учимся как паять

Раструбная пайка – вариант, который применяют для труб с 40-миллиметровым и большим диаметром. Но такую работу рекомендуется доверять специалистам, только они знают обо всех особенностях.

Соединительные элементы лучше нагревать изнутри, а трубы –снаружи. Тогда легче будет создавать узлы, отличающиеся высокой прочностью. Иначе внутри образуются небольшие бугорки, из-за которых проходимость уменьшается. Продувка конструкции позволит забыть о подобных проблемах.

Особенности «холодного» способа

Предполагается, что в данном случае используются компрессионные фитинги. Из инструментов хватит обычного обжимного ключа.

Монтажный процесс выглядит так.

  1. Как обычно, начинается работа со срезов на концах. После этого надо проверить, в перпендикулярном ли положении находится кромка. Зачистка торцов от заусенец проводится проволочной мочалкой, либо мелкозернистой шкуркой.
  2. Стяжная гайка одевается на один из концов трубы. Резьба должна идти к фитингу. Затем переходят к эксплуатации колец с компрессией. Они тоже идут в фитинговую сторону, но длинными скосами.
  3. Фитинг нанизывается на поверхность торца, подготовленного заранее. Во внутреннюю поверхность деталь вставляется до упора.
  4. После этого стяжная гайка полностью затягивается. Система проверяется на предмет герметичности.

Видео


На какие моменты при сваривании обращать внимание?

Профессиональные паяльники стоят достаточно дорого. Лучше приобрести недорогие «любительские» варианты, если работа будет непостоянной. У таких обычно сразу несколько ходовых насадок. Можно брать инструменты в аренду. Это не повлияет на качество итоговых соединений.

Устойчивая подставка стала обязательным элементом почти для всех паяльников. Даже профессионалы выполняют соединения только в том случае, если инструмент сохраняет устойчивое положение. На нагрев рабочих поверхностей уходит не больше 10-15 минут.

В соединительных насадках есть всего 2 части – дрон, на котором разогревают муфту, а так же гильза, внутри которой находятся труба с дроном.

Детали насадки устанавливаются на паяльник, когда он ещё холодный. И только после этого прибор подсоединяется к сети. Работу надо начинать, лишь когда погаснут индикаторы.

Видео

Это происходит при втором нагревательном цикле. Но время разогрева определяется несколькими факторами:

  1. Типом трубы.
  2. Толщиной стенок.
  3. Диаметром конструкции.

Все эти значения обычно указываются в таблице, которая идёт в комплектах с паяльниками.

Канализационные системы и особенности их соединения

Монтируя канализацию, многие соединяют пластиковые трубы не только с металлическими, но и с чугунными аналогами.

Такие стыки конструктивно отличаются от других. Потребуется приобретение специальных комплектующих:

  • Уплотнителей.
  • Гофр.
  • Манжет.

Подбор и приобретение подходящих комплектующих не должен доставить особых проблем. Но можно использовать и подручные материалы, если найти подходящий вариант никак не получается.

Из микропористой резины, например, вырезают уплотнитель. В зазор между соединяемыми элементами надо поместить длинную узкую ленту. Тупая широкая отвёртка поможет уплотнить этот материал.

Видео


Чеканка неприемлема по нескольким причинам. Она может деформировать пластиковые трубы, помешать созданию герметичных стыков. Но даже после выполнения работы вероятность протечек сохранится высокая.

Цементный раствор так же не отличается высоким сроком службы. Разные материалы имеют разный коэффициент теплового расширения, и эта разница оказывает на конструкцию негативное влияние.

В зацементированных стыках слишком быстро появляются трещины, такие конструкции просто утрачивают свою целостность.

Пластиковые трубопрокаты иногда соединяются и с медными, но такой вариант встречается крайне редко. Соединение металлической трубы с полипропиленовой более распространено.

Как склеить полипропилен - Permabond

Как склеить полипропилен - Permabond

Как склеить полипропилен

  • Дом
  • Как склеить полипропилен

Как склеить полипропилен

Что такое полипропилен - ПП- Полипропилен - это термопластический материал, который трудно склеивать из-за его низкой поверхностной энергии.Его использование широко распространено благодаря универсальности и невысокой стоимости.

Ножницы из полипропилена, скрепленные TA4610 | ПП растягивается, и связь остается!

Permabond TA4610 образует связи, которые заставляют полипропилен растягиваться и разрушаться до разрыва связи.

Свойства:
-Поверхностная энергия: 29 мДж / м²
-Максимальная рабочая температура: 135 ° C
-Температура плавления: 160 ° C

Как склеить полипропилен - Советы по подготовке поверхности и склеиванию:

Для необработанного полипропилена существует несколько вариантов:
a) Связка необработанного - выберите структурные акриловые продукты Permabond TA46XX (TA4605 и TA4610), они разработаны специально для полиолефинов с низкой поверхностной энергией.
б) загрунтовать Permabond POP и использовать только с цианакрилатным клеем
(другие клеи несовместимы с POP).
c) обработка поверхности пламенем, коронным разрядом или плазмой с целью использования других типов клея.

Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации

© 2016 ООО «Пермабонд».- Permabond является сертифицированной компанией ISO QMS - Щелкните здесь, чтобы получить pdf-копию нашего сертификата ISO QMS. Цифровые решения, предоставленные Rebel Interactive Group

. .

Поли (пропен) (полипропилен)

Пропен подвергается аддитивной полимеризации с образованием поли (пропена), часто известного как полипропилен, который является одним из наиболее универсальных термопластичных полимеров, доступных на рынке. Смеси пропена и других мономеров образуют широкий спектр важных сополимеров.

Применение поли (пропена) (полипропилена)

Поли (пропен) перерабатывается в пленку для упаковки и в волокна для ковров и одежды. Он также используется для литья под давлением изделий, начиная от автомобильных бамперов и заканчивая емкостями для мытья посуды, и может быть экструдирован в трубу (рис. 1).

Рис. 1. Использование поли (пропена).

Материалы, подходящие для гораздо более широкого круга применений, могут быть получены путем смешивания поли (пропена), например, с наполнителями, пигментами и эластомерами.

Поли (пропен) обладает замечательными свойствами, что делает его пригодным для замены стекла, металлов, картона и других полимеров. Эти свойства включают:

  • низкая плотность (экономия веса)
  • высокая жесткость
  • термостойкость
  • химическая инертность
  • пароизоляционные свойства (защита пищевых продуктов)
  • хорошая прозрачность
  • хороший баланс удара / жесткости
  • Растяжимость (пленки и волокна)
  • хорошие шарнирные свойства (например, когда крышка и коробка сделаны вместе, для коробок DVD)
  • глянцевый (внешний вид)
  • легко сваривать (конструкция)
  • переработка

Большая часть ( около 60% от общего количества произведенного) поли (пропена) производится в виде гомополимера.Сополимеры обсуждаются ниже.

Поли (пропен) - один из самых легких термопластов (плотность 0,905 г · см -3 ). Он имеет температуру плавления 440 К и кристалличность примерно 50-60%. Полимер, в отличие от поли (этена), прозрачен.

Структура полимера

Молекула пропена асимметрична,

и при полимеризации может образовывать три основные цепные структуры в зависимости от положения метильных групп: две стереорегулярны (изотактическая и синдиотактическая), а третья не имеет регулярной структуры и называется атактической, как показано на диаграмме ниже:

Рис. 2. Молекулярные структуры поли (пропена).

"Одноручная" структура изотактического поли (пропена) заставляет молекулы образовывать спирали. Эта правильная форма позволяет молекулам кристаллизоваться в твердый, относительно жесткий материал, который в чистом виде плавится при 440 К.

Синдиотактический полимер из-за своей регулярной структуры также является кристаллическим.

Атактические цепи имеют совершенно случайную структуру и, следовательно, не кристаллизуются. Атактический поли (пропен) с высокой молекулярной массой представляет собой резиноподобный материал.

Коммерческий поли (пропен) - это преимущественно изотактический полимер, содержащий 1-5% по массе атактического материала.

Годовое производство поли (пропена) (полипропилена)

Весь мир 52,2 млн тонн
Европа 13,1 млн тонн
Россия 0,64 млн тонн 1

Данные с:
1. Федеральная служба государственной статистики: Российская Федерация 2011

Производство поли (пропена) (полипропилена)

Поли (пропен) производится из пропена.Пропен в больших количествах производится из газойля, нафты, этана и пропана.

Параллельно с этим разрабатываются несколько методов производства поли (пропена) (полипропилена на биологической основе) через пропен на биологической основе .

(a) Использование катализатора Циглера-Натта

Катализаторы Циглера-Натта используются в процессе полимеризации. Они образуются при взаимодействии хлорида титана (IV) и алкилалюминия, такого как триэтилалюминий.
Для получения полимера с этими катализаторами используются два основных процесса, хотя также используется суспензионный метод.

(i) Массовый процесс

Полимеризация происходит в жидком пропене в отсутствие растворителя при температуре 340-360 К и давлении 30-40 атм (чтобы пропен оставался жидким). После полимеризации частицы твердого полимера отделяются от жидкого пропена, который затем возвращается в цикл.

Использование жидкого пропена в качестве растворителя для полимера по мере его образования означает, что нет необходимости использовать углеводороды, такие как алканы C 4 -C 8 , которые используются в параллельном производстве поли (этена) .

(ii) Газофазный процесс

Смесь пропена и водорода пропускают через слой, содержащий катализатор Циглера-Натта, при температурах 320-360 К и давлении 8-35 атм.

Рисунок 4 Газофазный процесс низкого давления

Полимер отделяют от газообразного пропена и водорода с помощью циклонов, а непрореагировавший газ рециркулируют.

Оба процесса могут работать непрерывно и с использованием «стереоспецифических» катализаторов Циглера-Натта для осуществления полимеризации.Катализатор остается в продукте, и его необходимо разрушить с помощью воды или спиртов, прежде чем полимер превратится в гранулы.

Как в объемных, так и в газофазных процессах практически исключены газообразные и водные отходящие потоки за счет использования высокоактивных катализаторов, что приводит к низкому содержанию остатков в конечном полимере.

(b) Использование металлоцена в качестве катализатора

Металлоцены все чаще используются в качестве катализаторов для производства поли (этена) (mLLDPE) и поли (пропена).

Металлоцены - это строго определенные молекулы, в которых атом переходного металла связан между двумя циклопентадиенильными лигандами, расположенными в параллельных плоскостях. Ферроцен - особенно известный пример:

Однако этот термин теперь используется более широко и включает другие лиганды, относящиеся к циклопентадиенилу. Один такой металлоцен основан на цирконии:

.

Цирконий имеет степень окисления 4 и связан с двумя инденильными лигандами (циклопентадиенильный лиганд, конденсированный с бензольным кольцом).К ним присоединяются две группы CH 2 . В сочетании с алюмоорганическим соединением он действует как катализатор полимеризации алкенов, таких как этен и пропен. Специфическая ориентация соединения циркония означает, что каждая молекула пропена, например, когда она добавляется к растущей полимерной цепи, имеет одинаковую ориентацию, и образуется изотактический полимер.

Если используется другое соединение циркония,

продуцируется синдиотактическая форма поли (пропена).Это единственный способ коммерческого производства синдиотактического поли (пропена).

Как и в случае катализаторов Циглера-Натта, можно использовать объемную или газовую фазу (описанную выше). В качестве альтернативы используется суспензионный процесс.

Поли (пропены), полученные таким образом, mPP, используются, в частности, для изготовления нетканых волокон и термосвариваемых пленок.

Металлоцены также катализируют производство сополимеров пропена и этена.

Сополимеры

Есть два основных типа сополимера.Самыми простыми из них являются статистические сополимеры, полученные путем совместной полимеризации этилена и пропена. Этеновые звенья, обычно до 6% по массе, случайным образом включаются в поли (пропеновые) цепи (рис. 5).

Рисунок 5, иллюстрирующий чередующийся сополимер, образованный из пропена и небольшого количества этена.

Кристалличность и температура плавления снижаются, продукты становятся более гибкими и оптически более прозрачными. Основное применение этих случайных сополимеров - это медицинские продукты (пакеты, флаконы и другие контейнеры) и упаковка (например, бутылки, компакт-диски и коробки для видео).

В настоящее время разрабатываются многие другие сополимеры этена и пропена с высшими алкенами, такими как гексен, которые будут производить полимеры, подобные ЛПЭНП, но обладающие лучшими механическими и оптическими свойствами.

Второй тип сополимеров - это так называемые «блочные» сополимеры. Их получают путем последующей гомополимеризации поли (пропена) с последующей отдельной стадией, на которой этен и пропен сополимеризуются в газовой фазе. Таким образом, эти два процесса идут последовательно (рис. 6).

Фиг. 6 иллюстрирует гомополимер и блок-сополимер, образованные из пропена и этена.

Продукты этих двух процессов образуют композит, в котором узелки блок-сополимера распределены с гомополимером (рис. 7).

Рис. 7 Узелки пропен-этенового блок-сополимера рассеивают энергию удара и предотвращают растрескивание.

Содержание этена в блок-сополимере больше (от 5 до 15%), чем в случайно чередующихся сополимерах.Он имеет резиноподобные свойства, более жесткий и менее хрупкий, чем случайный сополимер. Следовательно, композит особенно полезен при изготовлении ящиков, труб, мебели и игрушек, где требуется прочность.

При полимеризации этена, пропена и третьего мономера, диена, образуется каучук, известный как EPDM ( E тене, P ропен, D иен, поли M этилен. Этен и пропен Молекулы полимеризуются с образованием очень длинных молекулярных цепочек, состоящих из нескольких тысяч молекул мономера в цепи.

Полимеризация обычно осуществляется в растворе с использованием катализатора Цейглера-Натта, но в последнее время металлоцены стали очень успешно применяться. Обычно содержание этена составляет около 60%, а содержание диена колеблется от 2 до 7%. Полимерная цепь имеет структуру

, где R содержит одну двойную связь углерод-углерод.

Как видно из формулы, это блок-сополимер.

Поскольку диен (обычно ENB этилиден норборнен) имеет две двойные связи, одна используется в цепи, а другая используется для образования трехмерной структуры.Реактивные центры являются боковыми (не являются частью основной цепи) и соединяются вместе в следующей части процесса, когда полимер нагревают серой, в процессе вулканизации резины. Показанная выше двумерная структура становится трехмерной.

Дата последнего изменения: 21 августа 2016 г.

.

Стандартные, сверх- и высокопрочные полипропиленовые ленты

Если вам нужна прочность, долговечность и универсальность, выбирайте полипропиленовые ленты от Strapworks. Полипропиленовая тесьма доступна в 4 вариантах, включая стандартный легкий полипропилен, стандартный тяжелый полипропилен, суперпропилен или полипропилен высокой прочности. В то время как разновидности полипропилена различаются по толщине и прочности, все типы устойчивы к плесени, плесени, влаге и гниению, что делает их отличным выбором для наружного применения.Совместите полипропиленовый ремешок с металлической или пластиковой пряжкой, чтобы создать индивидуальный ремешок.

Тесьма длиной более 30 футов может содержать стыки. Если вы не хотите получать стыки длиной более 30 футов, укажите это в «примечаниях к заказу».

Стандартные легкие и тяжелые сетки из полипропиленовых лямок доступны в различной ширине и цвете, включая камуфляж для леса. У них высокая прочность на разрыв и низкая цена. Самая узкая из доступных тяжелых сеток имеет ширину 1/2 дюйма и прочность на разрыв примерно 450 фунтов.Следующий размер имеет ширину 3/4 дюйма и предел прочности на разрыв 675 фунтов. Тонкие лямки из полиэстера идеально подходят для изготовления регулируемых ремней, а также для модификации груза или сумок. Прочность на разрыв и рабочая нагрузка увеличиваются пропорционально ширине ремня. Рулоны сетки имеют длину около 300 футов и могут содержать стыки. Если вы хотите заказать рулон полипропилена длиной более 30 футов и не хотите сращивания, укажите это в своем заказе в разделе «Примечания к заказу».

Супер полипропилен толще и прочнее стандартного полипропилена.Он доступен только шириной 1 дюйм и имеет предел прочности на разрыв 1500 фунтов и рабочую нагрузку 500 фунтов. Рекомендуемая рабочая нагрузка составляет примерно 1/3 прочности на разрыв. Эта сетка имеет толщину 0,8 дюйма.

Полипропиленовые ленты высокой прочности являются наиболее прочными из имеющихся. Он доступен в длине 1 или 2 дюйма и поставляется только в черном цвете с желтыми метками. Предел прочности на разрыв 1-дюймовой высокопрочной сетки составляет 1750 фунтов. Рабочая нагрузка составляет 580 фунтов. Прочность на разрыв 2-дюймовой высокопрочной сетки составляет впечатляющие 4 000 фунтов при рабочей нагрузке 1300 фунтов.Хотя высокопрочный полипропилен немного толще, чем стандартный тяжелый полипропилен, его повышенная прочность более чем компенсирует добавленную толщину. Полипропилен с высокой прочностью также имеет более грубую и прочную поверхность для лучшего захвата.

.

Wikizero - Полипропилен

Полипропилен ( PP ), также известный как полипропилен , представляет собой термопластичный полимер, используемый в самых разных областях. Его получают путем цепной полимеризации из мономера пропилена.

Полипропилен относится к группе полиолефинов и является частично кристаллическим и неполярным. По своим свойствам он похож на полиэтилен, но он немного тверже и жаропрочнее. Это белый механически прочный материал с высокой химической стойкостью. [1]

Bio-PP - это биологический аналог полипропилена (PP). [2] [3]

Полипропилен является вторым по распространенности товарным пластиком (после полиэтилена). В 2019 году мировой рынок полипропилена составил 126,03 миллиарда долларов. [4] Ожидается, что к 2019 году выручка превысит 145 миллиардов долларов США. Согласно прогнозам, продажи этого материала будут расти со скоростью 5,8% в год до 2021 года. [5]

История [править]

Phillips Химики-нефтехимики Дж.Пол Хоган и Роберт Бэнкс впервые продемонстрировали полимеризацию пропилена в 1951 году. [6] Стереоселективная полимеризация до изотактики была открыта Джулио Натта и Карлом Реном в марте 1954 года. [7] Это новаторское открытие привело к крупномасштабной промышленное производство изотактического полипропилена итальянской фирмой Монтекатини с 1957 года. [8] Синдиотактический полипропилен также был впервые синтезирован Наттой.

Химические и физические свойства [править]

Полипропилен во многих аспектах похож на полиэтилен, особенно по поведению в растворе и электрическим свойствам.Метильная группа улучшает механические свойства и термическую стойкость, хотя химическая стойкость снижается. [9] : 19 Свойства полипропилена зависят от молекулярной массы и молекулярно-массового распределения, кристалличности, типа и доли сомономера (если используется) и изотактичности. [9] В изотактическом полипропилене, например, метильные группы ориентированы на одной стороне углеродной основы. Такое расположение создает большую степень кристалличности и приводит к более жесткому материалу, который более устойчив к ползучести, чем атактический полипропилен и полиэтилен. [10]

Механические свойства [править]

Плотность (ПП) составляет от 0,895 до 0,92 г / см³. Следовательно, ПП - это товарный пластик с самой низкой плотностью. При меньшей плотности можно изготавливать детали отформованных изделий с меньшим весом и большим количеством частей определенной массы пластика. В отличие от полиэтилена кристаллические и аморфные области мало различаются по плотности. Однако плотность полиэтилена может существенно измениться с наполнителями. [9] : 24

Модуль Юнга полипропилена составляет от 1300 до 1800 Н / мм².

Полипропилен обычно жесткий и гибкий, особенно при сополимеризации с этиленом. Это позволяет использовать полипропилен в качестве инженерного пластика, конкурируя с такими материалами, как акрилонитрилбутадиенстирол (ABS). Полипропилен достаточно экономичен. [необходима ссылка ]

Полипропилен обладает хорошей устойчивостью к усталости. [11] : 3070

Тепловые свойства [править]

Точка плавления полипропилена находится в диапазоне, поэтому температура плавления определяется путем определения максимальной температуры на диаграмме дифференциальной сканирующей калориметрии.Идеально изотактический полипропилен имеет температуру плавления 171 ° C (340 ° F). Коммерческий изотактический полипропилен имеет температуру плавления от 160 до 166 ° C (от 320 до 331 ° F), в зависимости от атактического материала и кристалличности. Синдиотактический полипропилен с кристалличностью 30% имеет температуру плавления 130 ° C (266 ° F). [11] Ниже 0 ° C полипропилен становится хрупким. [12]

Тепловое расширение полипропилена очень велико, но несколько меньше, чем у полиэтилена. [12]

Химические свойства [править]

Полипропилен при комнатной температуре устойчив к жирам и почти всем органическим растворителям, кроме сильных окислителей.Неокисляющие кислоты и основания можно хранить в контейнерах из полипропилена. При повышенной температуре ПП можно растворить в неполярных растворителях, таких как ксилол, тетралин и декалин. Из-за наличия третичного атома углерода ПП химически менее устойчив, чем ПЭ (см. Правило Марковникова). [13]

Большая часть промышленного полипропилена изотактична и имеет промежуточный уровень кристалличности между полиэтиленом низкой плотности (LDPE) и полиэтиленом высокой плотности (HDPE). Изотактический и атактический полипропилен растворим в p -ксилоле при 140 ° C.При охлаждении раствора до 25 ° C изотактическая часть выпадает в осадок, а атактическая часть остается растворимой в p -ксилоле.

Скорость течения расплава (MFR) или индекс текучести расплава (MFI) является мерой молекулярной массы полипропилена. Эта мера помогает определить, насколько легко расплавленное сырье будет течь во время обработки. Полипропилен с более высоким MFR будет легче заполнять пластиковую форму во время процесса литья под давлением или выдувного формования. Однако по мере увеличения текучести расплава некоторые физические свойства, такие как ударная вязкость, будут уменьшаться.

Существует три основных типа полипропилена: гомополимер, статистический сополимер и блок-сополимер. Сомономер обычно используется с этиленом. Этилен-пропиленовый каучук или EPDM, добавленный к гомополимеру полипропилена, увеличивает его ударную вязкость при низких температурах. Случайно полимеризованный мономер этилена, добавленный к гомополимеру полипропилена, снижает кристалличность полимера, понижает температуру плавления и делает полимер более прозрачным. Теоретически можно добавить агент, укрепляющий волокна до того, как они разложатся слишком далеко, чтобы можно было удалить сетку.Эта идея не проверялась и не проверялась. Эта концепция не отличается от добавления суперклея в паутину, чтобы она не развалилась при удалении с места создания. Если эта концепция будет одобрена, она может помочь многим, чья жизнь изменилась из-за деградации вагинальных тазовых сеток.

Молекулярная структура - тактичность [править]

Полипропилен можно разделить на атактический полипропилен (PP-at), синдиотактический полипропилен (PP-st) и изотактический полипропилен (PP-it).В случае атактического полипропилена метильная группа (-CH 3 ) выровнена случайным образом, чередуя (чередуя) для синдиотактического полипропилена и равномерно для изотактического полипропилена. Это влияет на кристалличность (аморфный или полукристаллический) и термические свойства (выраженные как точка стеклования T g и точка плавления T m ).

Термин «тактичность» описывает для полипропилена ориентацию метильной группы в полимерной цепи.Коммерческий полипропилен обычно изотактичен. Поэтому в этой статье всегда упоминается изотактический полипропилен, если не указано иное. Тактичность обычно указывается в процентах с использованием индекса изотактики (согласно DIN 16774). Индекс измеряется путем определения доли полимера, не растворимого в кипящем гептане. Коммерчески доступные полипропилены обычно имеют индекс изотактики от 85 до 95%. Тактичность влияет на физические свойства полимеров. Поскольку метильная группа находится в изотактическом пропилене, постоянно расположенном на одной и той же стороне, она заставляет макромолекулу принимать спиралевидную форму, как и в крахмале.Изотактическая структура приводит к полукристаллическому полимеру. Чем выше изотактичность (изотактическая фракция), тем больше кристалличность и, следовательно, температура размягчения, жесткость, модуль упругости и твердость. [14] : 22

Атактический полипропилен, с другой стороны, не имеет какой-либо регулярности, которая не позволяет ему кристаллизоваться и становится аморфным.

Кристаллическая структура полипропилена [править]

Изотактический полипропилен имеет высокую степень кристалличности, в промышленных продуктах 30–60%.Синдиотактический полипропилен немного менее кристаллический, атактический полипропилен аморфен (не кристаллический). [15] : 251

Изотактический полипропилен (iPP) [править]

Изотактический полипропилен может существовать в различных кристаллических модификациях, которые отличаются молекулярным расположением полимерных цепей. Кристаллические модификации подразделяются на α-, β- и γ-модификации, а также на мезоморфные (смектические) формы. [16] В iPP преобладает α-модификация.Такие кристаллы построены из ламелей в виде сложенных цепочек. Характерной аномалией является то, что ламели расположены в так называемой «заштрихованной» структуре. [17] Точка плавления α-кристаллических областей дается как 185 [18] [19] от до 220 ° C, [18] [20] плотность от 0,936 до 0,946 г · см −3 . [21] [22] β-модификация по сравнению с этим несколько менее упорядочена, в результате чего она образуется быстрее [23] [24] и имеет более низкую температуру плавления от 170 до 200 ° С. [18] [25] [26] [20] Образованию β-модификации могут способствовать зародышеобразователи, подходящие температуры и напряжение сдвига. [23] [27] γ-Модификация практически не образуется в промышленных условиях и плохо изучена. Однако мезоморфная модификация часто встречается при промышленной переработке, поскольку пластик обычно быстро охлаждается. Степень упорядоченности мезоморфной фазы колеблется между кристаллической и аморфной фазами, ее плотность равна 0.916 г · см −3 сравнительно. Мезоморфная фаза рассматривается как причина прозрачности в быстро охлаждаемых пленках (из-за низкого порядка и мелких кристаллитов). [15]

Синдиотактический полипропилен (sPP) [править]

Синдиотактический полипропилен был открыт намного позже, чем изотактический полипропилен, и его можно было получить только с использованием металлоценовых катализаторов. Синдиотактический полипропилен имеет более низкую температуру плавления, от 161 до 186 ° C, в зависимости от степени тактичности. [28] [29] [30]

Атактический полипропилен (APP) [редактировать]

Атактический полипропилен аморфен и поэтому не имеет кристаллической структуры.Из-за отсутствия кристалличности он легко растворяется даже при умеренных температурах, что позволяет отделить его как побочный продукт от изотактического полипропилена путем экстракции. Однако полученный таким образом аПП не является полностью аморфным, но все же может содержать 15% кристаллических частей. Атактический полипропилен также может быть получен выборочно с использованием металлоценовых катализаторов, атактический полипропилен, полученный таким образом, имеет значительно более высокую молекулярную массу. [15]

Атактический полипропилен имеет более низкие плотность, точку плавления и температуру размягчения, чем кристаллические типы, а также липкий и резиноподобный при комнатной температуре.Это бесцветный, непрозрачный материал, который можно использовать при температуре от –15 до +120 ° C. Атактический полипропилен используется в качестве герметика, изоляционного материала для автомобилей и добавки к битуму. [31]

Сополимеры [править]

Сополимеры полипропилена также используются. Особенно важным является статистический сополимер полипропилена ( PPR или PP-R ), статистический сополимер с полиэтиленом, используемый для пластиковых трубопроводов.

PP-RCT [править]

Температура случайной кристалличности полипропилена ( PP-RCT ), также используемая для пластиковых трубопроводов, является новой формой этого пластика.Благодаря β-кристаллизации достигается более высокая прочность при высоких температурах. [32]

Деградация [править]
Воздействие ультрафиолетового излучения на полипропиленовый трос

Полипропилен подвержен разрушению цепи при воздействии температур выше 100 ° C. Окисление обычно происходит в третичных углеродных центрах, что приводит к разрыву цепи в результате реакции с кислородом. При наружном применении о разрушении свидетельствуют трещины и растрескивание. Его можно защитить с помощью различных полимерных стабилизаторов, включая УФ-поглощающие добавки и антиоксиданты, такие как фосфиты (например,грамм. трис (2,4-ди-трет-бутилфенил) фосфит) и затрудненные фенолы, которые предотвращают деградацию полимера. [1]

Было показано, что микробные сообщества, выделенные из образцов почвы, смешанных с крахмалом, способны разрушать полипропилен. [33] Сообщалось, что полипропилен разлагается в организме человека в виде имплантируемых сетчатых устройств. Разложившийся материал образует слой, напоминающий кору дерева, на поверхности волокон сетки. [34]

Оптические свойства [править]

ПП можно сделать полупрозрачным, когда он не окрашен, но его не так легко сделать прозрачным, как полистирол, акрил или некоторые другие пластмассы.Часто бывает непрозрачным или окрашенным пигментами.

Производство [править]

Полипропилен получают путем цепной полимеризации пропена:

Промышленные производственные процессы могут быть сгруппированы в газофазную полимеризацию, полимеризацию в массе и полимеризацию в суспензии. Во всех современных процессах используются газофазные или объемные реакторные системы. [35]

  • В газофазных и суспензионных реакторах полимер образуется вокруг частиц гетерогенного катализатора.Газофазная полимеризация проводится в реакторе с псевдоожиженным слоем, пропен пропускается над слоем, содержащим гетерогенный (твердый) катализатор, и образовавшийся полимер отделяется в виде тонкого порошка, а затем превращается в гранулы. Непрореагировавший газ рециркулируют и снова подают в реактор.
  • При полимеризации в массе жидкий пропен действует как растворитель, предотвращая осаждение полимера. Полимеризация протекает при температуре от 60 до 80 ° C, а давление 30-40 атм используется для поддержания пропена в жидком состоянии.Для полимеризации в массе обычно используются реакторы с циркуляцией. Массовая полимеризация ограничивается максимум 5% этена в качестве сомономера из-за ограниченной растворимости полимера в жидком пропене.
  • При суспензионной полимеризации, как правило, алканы C4 – C6 (бутан, пентан или гексан) используются в качестве инертного разбавителя для суспендирования растущих частиц полимера. Пропен вводится в смесь в виде газа.

На свойства PP сильно влияет его тактичность, ориентация метильных групп (CH
3 ) относительно метильных групп в соседних мономерных звеньях (см. Выше).Тактичность полипропилена может быть выбрана путем выбора подходящего катализатора.

Катализаторы [править]

Свойства ПП сильно зависят от его тактичности, ориентации метильных групп (CH
3 на рисунке) относительно метильных групп в соседних мономерных звеньях. Катализатор Циглера-Натта способен ограничивать связывание молекул мономера определенной ориентацией, либо изотактическим, когда все метильные группы расположены на одной стороне по отношению к основной цепи полимерной цепи, либо синдиотактическим, когда положения метиловой группы группы чередуются.Коммерчески доступный изотактический полипропилен производится с использованием катализаторов Циглера-Натта двух типов. Первая группа катализаторов включает твердые (в основном на носителе) катализаторы и определенные типы растворимых металлоценовых катализаторов. Такие изотактические макромолекулы скручиваются в спиральную форму; затем эти спирали выстраиваются рядом друг с другом, образуя кристаллы, которые придают промышленному изотактическому полипропилену многие из его желаемых свойств.

Шарообразная модель из синдиотактического полипропилена.

Другой тип металлоценовых катализаторов дает синдиотактический полипропилен. [28] Эти макромолекулы также скручиваются в спирали (другого типа) и кристаллизуются. Атактический полипропилен - аморфный каучукоподобный материал. Он может производиться в промышленных масштабах либо со специальным типом катализатора Циглера-Натта на носителе, либо с некоторыми металлоценовыми катализаторами.

Современные катализаторы Циглера-Натта на носителе, разработанные для полимеризации пропилена и других 1-алкенов в изотактические полимеры, обычно используют TiCl
4 в качестве активного ингредиента и MgCl
2 в качестве носителя. [36] [37] [38] Катализаторы также содержат органические модификаторы, либо сложные эфиры и диэфиры ароматических кислот, либо простые эфиры. Эти катализаторы активируются специальными сокатализаторами, содержащими алюминийорганическое соединение, такое как Al (C 2 H 5 ) 3 и модификатор второго типа. Катализаторы различаются в зависимости от процедуры, используемой для получения частиц катализатора из MgCl 2 , и в зависимости от типа органических модификаторов, используемых во время приготовления катализатора и использования в реакциях полимеризации.Двумя наиболее важными технологическими характеристиками всех нанесенных катализаторов являются высокая производительность и высокая доля кристаллического изотактического полимера, который они производят при 70–80 ° C в стандартных условиях полимеризации. Промышленный синтез изотактического полипропилена обычно осуществляется либо в среде жидкого пропилена, либо в газофазных реакторах.

Промышленный синтез синдиотактического полипропилена осуществляется с использованием особого класса металлоценовых катализаторов.В них используются мостиковые бис-металлоценовые комплексы типа мостик- (Cp 1 ) (Cp 2 ) ZrCl 2 , где первый лиганд Cp представляет собой циклопентадиенильную группу, второй лиганд Cp представляет собой флуоренильную группу, а мостиковый лиганд представляет собой циклопентадиенильную группу. между двумя лигандами Cp находится -CH 2 -CH 2 -,> SiMe 2 или> SiPh 2 . [39] Эти комплексы превращаются в катализаторы полимеризации путем их активации с помощью специального алюминийорганического сокатализатора, метилалюмоксана (МАО). [40]

Промышленные процессы [править]

Традиционно три производственных процесса являются наиболее типичными способами производства полипропилена. [41]

Суспензия или суспензия углеводородов: в реакторе используется жидкий инертный углеводородный разбавитель для облегчения переноса пропилена на катализатор, отвода тепла из системы, дезактивации / удаления катализатора, а также растворения атактический полимер. Диапазон производимых марок был очень ограничен.(Технология вышла из употребления).

Массовая суспензия (или наливная): используется жидкий пропилен вместо жидкого инертного углеводородного разбавителя. Полимер в

не растворяется.

Смотрите также