پلی پروپیلن (PP) چیست؟
پلی پروپیلن ، یکی از پرمصرف‌ترین پلیمرهایی است که تولید جهانی آن در سال ۲۰۰۳ به حدود ۳۵٫۸ میلیون تن رسید. رشد سالانه تقاضای جهانی برای پلیپروپیلن بین سال‌های ۲۰۰۳ تا ۲۰۰۸ حدود ۶٫۷ درصد برآورده شده‌است. بیشترین تقاضا در صنایع تولید وسایل تقویت شده با الیاف، تولید نخ فیلامنتی، تزریق پلاستیک و تزریق بادی است.
پلی پروپیلن گسترش یافته یا EPP حباب یا لایه‌ای از پلیپروپیلن است که دارای ویژگی فشاری خوبی است که ناشی از سختی و سفتی پایین آن است و به آن اجازه می‌دهد که بعد از اعمال فشار به حالت اولیه خود برگردد و به‌طور گسترده‌ای در صنایع هوافضایی و وسایل کنترل رادیویی به‌کار می‌رود که این ویژگی ناشی از قدرت جذب فشار است.
معرفی و ساختار شیمیایی پلیپروپیلن
نام این محصول پلی پروپیلن (Polypropylene) و فرمول شیمیایی آن –[CH2-CH(CH3)]n– می‌باشد. پلی پروپیلن یکی از پرمصرف‌ترین و اساسی‌ترین بسپارهای مورد استفاده در دنیا و بزرگ‌ترین مصرف‌کننده پروپیلن می‌باشد.
پلیپروپیلن از بسپارش پروپیلن در شرایط دما و فشار نسبتاً ملایم و در حضور کاتالیست معروف زیگلر – ناتا انجام می‌شود. وجود این کاتالیزور، بسپاری به صورت ایزوتاکتیک را تشکیل می‌دهد که قادر به متبلور شدن تا حدود ۹۰ درصد می‌باشد.
پلی پروپیلن یک بسپار گرمانرم می‌باشد که در یک بازه گسترده از کاربردها شامل فیلم و ورق، قالب‌گیری دمشی، قالب‌گیری تزریقی، بسته‌بندی غذایی، نساجی، تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی، لوله، کاربردهای صنعتی و ساختمانی و اجزاء خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این، بسپار تولیدشده از تک‌پار پروپیلن به‌طور معمول در برابر حلال‌های شیمیایی، بازها و اسیدها مقاوم می‌باشد.
مولکول پروپیلن دارای ساختار شیمیایی نامتقارن می‌باشد، از این رو فرایند بسپارش آن می‌تواند به سه نوع توالی در ساختار بسپار حاصل منتهی گردد. به دلیل اثرات ناشی از ممانعت فضایی گروه‌های متیل، توالی سر به دم دارای نظم ساختاری بالاتری نسبت به سایر انواع می‌باشد.
کاربرد پلی پروپیلن در تجهیزات آزمایشگاهی
پلی پروپیلن به عنوان ماده اولیه برخی از تجهیرات و امکانات آزمایشگاهی استفاده می گردد:
- سینک ازمایشگاهی پلی پروپیلن
- هود بازویی پلی پروپیلن
- بشرهای پلاستیکی پلی پروپیلن
- پیپت شور و بورت شور اتوماتیک پلاستیکی
انواع پیکربندی پلی پروپیلن
پلیپروپیلن دارای سه پیکربندی فضایی مختلف می‌باشد که عبارتند از ایزوتاکتیک (iPP)، سیندیوتاکتیک (sPP) و اتاکتیک (aPP).
در نوع ایزوتاکتیک گروه‌های متیلی در یک طرف صفحه عبوری از زنجیر اصلی می‌باشند. در نوع سیندیوتاکتیک گروه‌های متیل به صورت یک در میان در دو طرف صفحه عبوری از زنجیر قرار می‌گیرند. در نوع اتاکتیک هم هیچ نوع نظم خاصی وجود ندارد.
پلیپروپیلن ایزوتاکتیک
یک کاتالیست زیگلر-ناتا قادر است که قرار گرفتن تک‌پارها را در یک آرایش‌یافتگی ویژه محدود سازد و تنها اجاره می‌دهد که تک‌پارها در جهت درست به زنجیر بسپاری اضافه شوند. اکثر پلی پروپیلن های معمول که با استفاده از کاتالیست‌های تیتانیوم کلراید (Ticl4) تولید می‌شوند، دارای درصد بالایی از پلی پروپیلن ایزوتاکتیک می‌باشند. به دلیل اینکه گروه‌های متیل در یک طرف قرار گرفته‌اند، بعضی ملکول‌ها تمایل دارند که به شکل مارپیچی دربیایند، این مارپیچ‌ها یک به یک در کنار هم قرار می‌گیرند و مقاومت پلی پروپیلن معمول را ایجاد می‌کنند.
iPP تجاری شده دارای خصوصیات متنوعی می‌باشد که موجبات استفاده گسترده آن را به خصوص در صنعت پلاستیک و الیاف فراهم آورده‌است. یکی از مهم‌ترین خصوصیات این ماده نسبت به بسپارهایی نظیر پلی آمیدها عدم جذب رطوبت در آن می‌باشد که آن را به عنوان گزینه‌ای مناسب برای بسیاری از کاربردها تبدیل کرده‌است. خصوصیات این ماده را می‌توان با انجام برخی اصلاحات بعدی بهبود داد.
مهم‌ترین اصلاحاتی که در حال حاضر انجام می‌گیرد عبارتند از کنترل فرایند تخریب، شبکه‌ای کردن، عاملیت دار نمودن و شاخه دار کردن. ساختار مولکول پلیپروپیلن به دلیل ماهیت کاتالیست‌های زیگلر-ناتا خطی می‌باشد که موجب پایین بودن استحکام مذاب آن می‌گردد. پایین بودن استحکام مذاب سبب محدودیت کاربرد این بسپار در فرایندهایی نظیر قالب‌گیری دمشی و ترموفرمینگ می‌شود.
مقایسه پلی پروپیلن با دیگر بسپارها
- قیمت نسبتاً ارزان تک‌پار پروپیلن در مقایسه با تک‌پارهای دیگر بسپارها
- قیمت پایین PP در مقایسه با دیگر بسپارها
- وزن مخصوص و سبک PP
- انعطاف‌پذیری و طیف گسترده تولید PP با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متغیر
- افزایش کاربردهای جدید و بهبود خواص رده‌های تولیدی جدید
- افزایش کاربرد PP در وسایل و تجهیزات پزشکی و توسعه کاربردهای PP رده خاص
- افزایش مصرف PP به صورت آلیاژ با دیگر بسپارها
- جایگزینی با بسپارهایی مانند PS, PE و غیره