¿Qué son las partículas de polipropileno?

Polipropileno: El polipropileno es un polímero formado por propileno como monómero, con la abreviatura inglesa PP. La temperatura de fusión es de unos 174°C y la densidad es de 0,91 g/centímetro cúbico. Tiene alta resistencia, dureza, resistencia al desgaste, resistencia a la fatiga por flexión, resistencia al calor hasta 120 °C, buena resistencia a la humedad y resistencia química, fácil procesamiento y moldeado y bajo precio, por lo que es una variedad de polímeros de uso general con gran producción. y amplia aplicación. La desventaja es que tiene poca tenacidad a bajas temperaturas y no es resistente al envejecimiento. Es un termoplástico semicristalino. Tiene alta resistencia al impacto, fuertes propiedades mecánicas y es resistente a diversos disolventes orgánicos y corrosión ácida y alcalina. Se utiliza ampliamente en la industria y es uno de los materiales poliméricos más comunes.

Las monedas australianas también están fabricadas en polipropileno.

Estructura

Las unidades repetidas del polipropileno están compuestas por tres átomos de carbono. Dos de los átomos de carbono están en la cadena principal y un átomo de carbono existe en forma de cadena ramificada.

Propiedades

La estructura del polipropileno es similar a la del polietileno, por lo que muchas propiedades son similares al polietileno. Sin embargo, debido a la presencia de una rama lateral metilo, el polipropileno es más susceptible a la oxidación.

Propiedades físicas

Clasificación

Según la posición de los átomos ramificados, el polipropileno se puede dividir en atáctico, isotáctico y sindiotáctico.

Atáctico

Los átomos ramificados del polipropileno atáctico se encuentran distribuidos aleatoriamente en ambos lados de la cadena principal.

Polipropileno isotáctico

Los átomos de la cadena ramificada del polipropileno isotáctico se distribuyen en el mismo lado de la cadena principal.

Estructura sindiotáctica

Los átomos de la cadena ramificada del polipropileno sindiotáctico están distribuidos simétricamente en ambos lados de la cadena principal.

El polipropileno comercial suele tener un 90% de mezcla de los anteriores. configuración isotáctica y una pequeña cantidad de configuración atáctica.

Historia

En 1954, Giulio Natta sintetizó el polipropileno. Posteriormente, se “inventaron” muchas veces diferentes tecnologías de síntesis de polipropileno en diferentes países y regiones. Una gran cantidad de demandas de propiedad intelectual han estado involucradas en el desarrollo del polipropileno.

Polipropileno

Alias: PP: resina de polipropileno.

Fórmula molecular: (C3H6)n

Usos: se utiliza en moldeo por inyección, moldeo por extrusión y se elabora en diversos productos y diversas fibras, tiras estrechas y películas.

El polipropileno (PP), como polímero termoplástico, es ampliamente utilizado en el campo de los plásticos. Debido a los diferentes catalizadores y procesos de polimerización, las propiedades y usos de los polímeros resultantes también son diferentes. El PP tiene muchas propiedades útiles pero carece de tenacidad inherente, especialmente por debajo de su temperatura de transición vítrea. Sin embargo, su resistencia al impacto se puede mejorar agregando modificadores de impacto.

1. Homopolímero de PP;

El polipropileno (PP) comenzó su producción comercial en 1957 como polímero termoplástico y es el tercer polímero estereregular. Su importancia histórica se refleja aún más en el hecho de que ha sido el termoplástico principal de más rápido crecimiento, con una producción nacional total que alcanzó los 3 millones de toneladas en 2004. Tiene una amplia gama de aplicaciones en el campo de los termoplásticos, especialmente en fibras y filamentos, extrusión de películas, moldeo por inyección, etc.

1.1 Química y propiedades

El PP se utiliza en catalizadores estereorregulares metal-orgánicos (tipo Ziegler-Natta), como δ-TiCl3-(C2H5)2AlCl o TiCl3-(C2H5) El monómero de propileno se sintetiza en condiciones controladas de temperatura y presión bajo la acción de 3Al (eficiencia 300~900 g de polipropileno/g de TiCl3). Debido a los diferentes catalizadores y procesos de polimerización utilizados, la estructura molecular del polímero resultante tiene tres tipos diferentes de estructuras estereoquímicas, y las cantidades también son diferentes. Estas tres estructuras se refieren a polímeros isotácticos, polímeros sindiotácticos y polímeros atácticos. En el polipropileno isotáctico (la forma comercial más común), los grupos metilo están todos en el mismo lado de la columna vertebral del polímero, una estructura que cristaliza fácilmente. La forma isotáctica de cristalinidad le confiere buena resistencia a los disolventes y al calor. La tecnología de catalizadores utilizada durante la primera década minimizó la formación de isómeros anisotácticos, eliminó la necesidad de separar componentes aleatorios sin valor y simplificó los pasos de producción. Hay dos procesos principales para producir polipropileno: uno es el método en fase gaseosa; el otro es el método de suspensión líquida de propileno. Además, hay algunas unidades de proceso de suspensión más antiguas en funcionamiento que utilizan un hidrocarburo líquido saturado como medio de reacción.

En comparación, tanto el polietileno de alta densidad como el de baja densidad tienen densidades más altas, puntos de fusión considerablemente más bajos y un módulo de flexión o rigidez más bajos. Estas diferencias de rendimiento dan como resultado diferentes usos finales. La rigidez y la fácil orientación hacen que los homopolímeros de polipropileno sean adecuados para fabricar diversas fibras y para su uso en cintas elásticas, mientras que su mayor resistencia al calor los hace útiles para fabricar recipientes y aparatos rígidos de alta presión y piezas moldeadas para automóviles.

Los principales factores que afectan el rendimiento del procesamiento y las propiedades físicas del homopolímero de polipropileno incluyen: peso molecular (generalmente expresado como tasa de flujo); estereorregularidad y aditivos; El peso molecular medio del polipropileno oscila entre aproximadamente 200.000 y 600.000. La distribución del peso molecular generalmente se expresa mediante la relación entre el peso molecular promedio en peso () y el peso molecular promedio en número () del polímero. Esta fórmula también se denomina índice de polidispersidad.

La distribución del peso molecular de un polímero tiene un impacto significativo en sus propiedades de procesamiento y propiedades de uso final. Esto se debe a que el polipropileno en estado fundido es sensible al corte, lo que significa que su viscosidad aparente disminuye a medida que aumenta la presión aplicada. El polipropileno con una distribución amplia de pesos moleculares es más sensible al corte que uno con una distribución estrecha de pesos moleculares, por lo que los materiales con una distribución amplia de pesos moleculares son más fáciles de procesar durante el moldeo por inyección. Ciertas aplicaciones, particularmente las fibras, requieren una gama estrecha de distribuciones de pesos moleculares. La distribución del peso molecular está relacionada tanto con el sistema catalítico como con el proceso de polimerización. Los peróxidos a menudo se craquean químicamente en un proceso de extrusión detrás del reactor para reducir el rango de distribución del peso molecular. Este proceso se denomina proceso de reología controlada (CR).

En comparación con el polietileno, la estructura molecular única y los cristales en espiral del polipropileno isotáctico hacen que sus cadenas moleculares sean más susceptibles a la degradación oxidativa por la luz y el calor. En condiciones típicas de procesamiento y uso final, el polipropileno sufre una escisión aleatoria de la cadena, lo que da como resultado un peso molecular reducido y mayores caudales. Todo el polipropileno de calidad comercial contiene estabilizadores para proteger el material durante el procesamiento y proporcionar propiedades de uso final satisfactorias. Para aplicaciones especiales, además de antioxidantes e inhibidores de rayos UV, se deben añadir otros aditivos. Por ejemplo: agregar lubricantes y agentes antiadherentes a la fórmula de la película para reducir el coeficiente de fricción y evitar que la película se pegue a sí misma. Agregue antiestático a los materiales de embalaje para eliminar las cargas estáticas. Para mejorar la transparencia o acortar el ciclo del modelo, se necesitan agentes nucleantes. Las resinas de homopolímeros generalmente se clasifican por caudal y uso final. El caudal depende tanto del peso molecular medio como de la distribución del peso molecular. Algunas aplicaciones especiales requieren caudales de hasta 400 dg/min, mientras que el caudal de los homopolímeros comerciales ordinarios está dentro del rango de 0,5 a 50 dg/min. El caudal es a menudo el factor más dominante a la hora de determinar las características del procesamiento.

1.2 Procesamiento y aplicaciones

Las excelentes propiedades de flujo y la amplia gama de caudales del polipropileno, combinadas con otras propiedades únicas del polímero, le confieren excelentes propiedades de procesamiento. El caudal más bajo puede cumplir con los requisitos de procesamiento de cinta extruida, filamento de cinta y monofilamento, etc., y también puede hacer que el producto terminado tenga resistencia a la tracción y bajo alargamiento, manteniendo al mismo tiempo suficiente integridad lateral, de modo que el dispositivo guía de la máquina bobinadora pueda dividirse. y el polvo que se levanta se reducen al mínimo. Para compensar su característica baja resistencia transversal y su tendencia a romperse (fibrilación), los productos de película a fibra más orientados, como los textiles, hilos y cordones de denier grueso, generalmente requieren índices de flujo en el rango de 7 a 20. Los productos de cinta decorativa que contienen agentes espumantes se extruyen a partir de polipropileno con un caudal cercano a 10, lo que permite un equilibrio adecuado entre la resistencia del fundido y las capacidades de orientación. Este polímero está moderadamente orientado para producir un efecto superficial suave y satinado, y el producto tiene suficiente resistencia lateral para retrasar la rotura. La extrusión de productos no tejidos y multifilamentos requiere un material de baja viscosidad y que fluya libremente, por lo que para estas aplicaciones se utiliza polipropileno de flujo extremadamente alto.

La película de PP fundido es muy utilizada en artes gráficas. Además, la película puede orientarse biaxialmente y endurecerse térmicamente, de modo que tenga excelentes propiedades mecánicas y térmicas y pueda usarse en laminados y materiales de embalaje de diversos rendimiento. El proceso de enfriamiento tubular por agua se puede utilizar para procesar PP en películas sopladas por extrusión permanente y películas de una sola capa. Las láminas extruidas para termoformado requieren el uso de materiales con formulaciones de bajo flujo para lograr una resistencia de fusión suficiente. Cuando se utilizan perfiles extruidos de PP, caudales más bajos siempre proporcionan un mejor rendimiento de procesamiento. Las extrusiones de perfiles suelen limitarse a secciones transversales más pequeñas para que puedan enfriarse con agua y garantizar una dureza suficiente del producto. El PP también se puede extruir en productos tubulares como pajitas para bebidas y tuberías de agua potable. El PP también tiene usos en revestimientos de cables.

El moldeo por inyección, que en términos de dosificación es superado únicamente por la extrusión, se adapta bien a las características del polipropileno.

Las buenas propiedades de fluidez y las fuertes propiedades mecánicas del PP se utilizan para producir muchos tipos diferentes de productos con propiedades mecánicas inherentemente fuertes. La buena procesabilidad y la excelente resistencia al agrietamiento por tensión producen un excelente sello moldeado. En términos generales, los materiales formulados de bajo flujo se utilizan para producir productos de paredes gruesas y aquellos que requieren dureza. Los materiales con altos índices de flujo se utilizan para producir productos que requieren un procesamiento rápido.

1.3 Mercado

El homopolímero de PP se puede procesar utilizando diversas técnicas de procesamiento para producir una amplia gama de productos.

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Los productos extruidos son el mercado más grande para el PP, y las fibras textiles y los monofilamentos son los segmentos más grandes. El PP ha sido durante mucho tiempo la principal materia prima para la fabricación de fibras debido a su capacidad de coloración, resistencia a la abrasión, resistencia química y favorable. Condiciones económicas. Las películas orientadas y no orientadas representan la segunda mayor proporción del mercado de productos extruidos y son áreas que continúan creciendo.

A continuación, los productos de moldeo por inyección son el segundo mercado más grande para los homopolímeros de PP. incluidos contenedores, cierres, aplicaciones automotrices, productos para el hogar, juguetes y muchos otros usos finales industriales y de consumo. Muchos contenedores moldeados por soplado utilizan polipropileno debido a sus buenas propiedades de barrera contra la humedad y su limpieza suficiente. El homopolímero de PP seguirá manteniendo buenas condiciones económicas, buenas propiedades mecánicas, peso ligero, gran capacidad de coloración y facilidad de uso, entre otras características, que harán que el PP siga siendo el material elegido para muchas aplicaciones en este siglo. >

2. Polímero de PP resistente a los impactos

El PP tiene muchas propiedades útiles, pero aún carece de dureza inherente, especialmente por debajo de su temperatura de transición vítrea. Sin embargo, su resistencia al impacto se puede mejorar agregando modificadores de impacto. La modificación tradicional es elastómero, generalmente caucho de etileno propileno. Se cree que las partículas de caucho esparcidas por toda la matriz de polipropileno semicristalino pueden formar muchos puntos de concentración de tensión en la interfaz para evitar la deformación local y la propagación de fracturas. Recientemente, la síntesis in situ de componentes elastómeros ha ganado importancia comercial y se está promoviendo una nueva familia de modificadores de impacto como reemplazo del caucho de etileno propileno, a saber, poliolefinas Flexomer, elastómeros plásticos Exact y polímeros Insite. llenar el vacío entre el polietileno de muy baja densidad y los elastómeros tradicionales de etileno-propileno

2.1 Química y propiedades

Homopolímeros isotácticos de PP. Se polimeriza a partir de propileno bajo la catálisis de un catalizador de Ziegler-Natta. El componente de caucho de etileno-propileno se sintetiza en una serie de reactores o se compra por adelantado y se mezcla con el homopolímero de PP en una extrusora. El polipropileno resistente a los impactos resultante se peletiza y se vende. in situ se puede controlar con precisión seleccionando la composición del catalizador adecuada y las condiciones del reactor determinan la cristalinidad de la resina de la matriz, la composición y la cantidad de los componentes del caucho y la distribución general del peso molecular. El PP resistente a los impactos es uno de los termoplásticos más livianos, con una densidad de menos de 1 por libra de producto. El precio es menor que el del PET, PBT, poliestireno de alto impacto y ABS. El coste del PP resistente a los impactos es menor que el de las resinas antes mencionadas y el cloruro de polivinilo (PVC) sólo es comparable en este sentido al HDPE. El PP resistente a impactos generalmente se procesa a temperaturas moderadas, que oscilan entre 350 y 550 °F. Los polímeros de polipropileno de impacto tienen un amplio espectro de velocidades de flujo de fusión, que normalmente oscilan entre menos de 1 y aproximadamente 30. Las resinas con los índices de flujo de fusión más altos generalmente se fabrican con materiales "visbreaking" con índices de flujo de fusión más bajos. Es decir, se lleva a cabo una reacción de un solo paso en el material que sale del reactor para reducir el peso molecular promedio, produciendo así productos con un mayor índice de flujo de fusión. El polímero de polipropileno resistente a los impactos es altamente resistente a los productos químicos y al agrietamiento por tensión ambiental. Después del tratamiento, el material puede tener una excelente resistencia al impacto Izod y propiedades de bajo impacto Gannar. La resistencia al impacto Izod varía de 0,5 a más de 15 ft.lbs/in; la resistencia al impacto de Ganard varía de 15 a más de 300 in.lbs a -40°F.

El componente de caucho proporciona al polipropileno resistencia al impacto, pero reduce la rigidez y la temperatura de distorsión por calor del polipropileno resistente al impacto en relación con los homopolímeros. El polímero de polipropileno relleno resistente a los impactos puede soportar temperaturas más altas sin deformarse. El relleno suele ser fibra de vidrio. Mica, talco y carbonato cálcico.

Los usuarios finales de estos polímeros deben ser conscientes de las ventajas y desventajas entre las diferentes resistencias del fundido, velocidades de flujo del fundido, rigidez y temperaturas de deflexión del calor para cada especificación de producto.

2.2 Usos

Los principales usos comerciales del polipropileno resistente a impactos son piezas moldeadas por inyección en automóviles, productos para el hogar y electrodomésticos. Su resistencia al impacto, baja densidad, colorabilidad y procesabilidad lo convierten en un material ideal. Los grados de resina de impacto medio con tasas de flujo de fusión más altas tienen propiedades de flujo más altas, lo que es particularmente útil cuando se moldean por inyección piezas grandes, como paneles de automóviles.

Las resinas con alta resistencia al impacto y bajo índice de flujo de fusión (generalmente menos de 2) se pueden convertir en películas con excelente resistencia a la perforación. La resistencia al impacto y la esterilización con vapor de esta película son adecuadas para fabricar desechos médicos desechables. bolsas. Las láminas extruidas se pueden termoformar en piezas grandes y gruesas, como guardabarros y revestimientos de maletero en la industria automotriz. El mecanismo por el cual los componentes elastómeros mejoran la resistencia al impacto del polipropileno puede inducir un blanqueamiento por tensión cuando el material recibe un impacto. La mayoría de los usos se basan en la dispersión del componente elastomérico en la matriz de polipropileno. Partiendo del concepto opuesto se están desarrollando nuevos parachoques. El resultado es una estructura compuesta molecular.

2.3 Productos plásticos de polipropileno

El monómero de propileno se obtiene mediante la separación y purificación del craqueo del petróleo o del gas de cola de la refinería. La pureza debe ser superior al 99,5%. Una pequeña cantidad de impurezas puede envenenar el producto. catalizador. Hay tres métodos de polimerización: polimerización en suspensión, en fase líquida en masa y en fase gaseosa, siendo estos dos últimos los principales. El catalizador suele ser del tipo Ziegler-Natta, como δ-TiCl3-(C2H5)2AlCl o TiCl3-(C2H5)Al, con una eficiencia de 300 a 900 g de polipropileno/g de TiCl3. En los últimos años, un sistema de titanio-aluminio que utiliza MgCl2 como portador y agrega éster de benzoato tiene una eficiencia de hasta 70 a 100 kg de polipropileno/g de titanio, y no se requiere ningún proceso de posprocesamiento.

El polipropileno se puede formar mediante inyección, extrusión, moldeo por soplado, laminación, hilado en fusión y otros procesos, y también es adecuado para estiramiento biaxial. Se utiliza ampliamente en la fabricación de contenedores, tuberías, materiales de embalaje, películas y fibras. También se utilizan comúnmente métodos de refuerzo para obtener plásticos de ingeniería con excelentes propiedades. Es ampliamente utilizado en automóviles, construcción, industria química, equipos médicos, agricultura y productos para el hogar. El nombre comercial chino de la fibra de polipropileno es polipropileno. Su resistencia es similar al nailon pero su precio es bajo. Se utiliza para tejer alfombras, telas filtrantes, cables, bolsas tejidas, etc.

Notas

Polipropileno: El nombre en inglés del polímero de propileno es polipropileno, abreviado como homopolímero PP. Un polímero polimerizado por un monómero se llama homopolímero.

Polímeros: Los polímeros son aquellas sustancias con pesos moleculares especialmente grandes. Las moléculas comunes, las llamamos moléculas pequeñas, generalmente constan de unos pocos o docenas de átomos y sus pesos moleculares varían de decenas a cientos. Por ejemplo, el peso molecular de las moléculas de agua es 18 y el peso molecular del dióxido de azufre es 44. Los polímeros son diferentes, su peso molecular debe ser al menos superior a 10.000. Las moléculas de las sustancias poliméricas generalmente se componen de miles, decenas de miles o incluso cientos de miles de átomos, y su peso molecular se calcula en decenas de miles, cientos de miles o incluso cientos de millones. El "alto" de un polímero se refiere a su alto peso molecular.

Polímero: Los polímeros se dividen en polímeros naturales y polímeros sintéticos. El caucho natural, el algodón, etc. son todos polímeros naturales. Los polímeros sintéticos incluyen principalmente: fibra química, caucho sintético y resina sintética (plástico), también conocidos como los tres principales materiales sintéticos. Además, los ingredientes principales de la mayoría de recubrimientos y adhesivos también son polímeros sintéticos. Los polímeros sintéticos también se llaman polímeros. Tales como: polipropileno, polietileno, etc.

La polimerización de dos o más monómeros o monómeros y polímeros se denomina ***polimerización, y el producto obtenido mediante ***polimerización es ***polímero. Polímeros en bloque, polímeros de injerto, polímeros aleatorios, polímeros regulares, etc.