دسته بندی مقاله ها

پلی پروپیلن

ساختار PP و انواع آرایش یافتگی آن

پلی پروپیلن (PP) یک پلیمر نیمه بلوری است که از طریق پلیمریزاسیون منومر پروپیلن با استفاده از کاتالیزور زیگلر-ناتا تهیه می‌شود. گروه جانبی متیل می‌تواند موقعیت‌های مختلفی در ساختار داشته باشد. اگر تمام گروه‌های متیل

  • در یک طرف زنجیر قرار داشته باشند isotactic
  • به صورت متناوب قرار گرفته باشند syndiotactic
  •  اگر به صورت تصادفی باشند، atactic نامیده می‌شوند. در شکل 1، این ساختارها نشان داده شده است.
ساختار PP و انواع آرایش یافتگی آن

خواص مکانیکی و حرارتی PP به آرایش ساختار، وزن مولکولی و توزیع آن، بلورینگی، نوع و مقدار کومنومر بستگی دارد. علاوه‌براین، PP مانند سایر ترموپلاستیک‌ها دارای خاصیت ویسکوالاستیک هستند. بنابراین خواص مکانیکی آن‌ها به شدت به زمان، دما و مقدار تنش بستگی دارد. PP دارای خواص فیزیکی، مکانیکی و حرارتی خوب در دمای اتاق است. از این‌رو نسبتا سفت است، نقطه ذوب بالا، چگالی کم و مقاومت نسبتا خوبی در برابر ضربه دارد. این خصوصیات را می‌توان با تغییر در مقدار و توزیع نظم زنجیره، طول متوسط زنجیره، اتصال یک کومنومر مانند اتیلن در زنجیره‌های پلیمری و با استفاده از یک اصلاح کننده ضربه در پلیمر اصلاح کرد. مقدار نسبی هر فاز به ویژگی‌های ساختاری زنجیره‌های پلیمری بستگی دارد. پلی پروپیلنی که تنها حاوی منومر پلی پروپیلن است به عنوان هموپلیمر (HPP) شناخته شده است. در حالی‌که پلی پروپیلن حاوی یک کومنومر مانند اتیلن در زنجیرهای PP، کوپلیمر نامیده و به اختصار RCP نشان داده می‌شود. معمولا مقدار این کوپلیمر حدود 1-8 درصد است. از طرف دیگر؛ هموپلیمر حاوی یک فاز RCP که دارای 65-45 درصد اتیلن است به عنوان کوپلیمر ضربه‌پذیر (ICP) نامیده می‌شود. 

هموپلیمر HPP

هموپلیمر با پلیمریزاسیون پروپیلن در حضور یک کاتالیزور تعیین کننده محل استخلاف (stereospecific) تولید می‌شود. هموپلیمرها از استحکام کششی و سختی بالایی برخوردار هستند و نسبت به کوپلیمرها در دماهای بالاتر مقاومت بهتری دارند اما استحکام ضربه آن‌ها به ویژه در دماهای کم و زیر صفر کم است.

کاربرد این گروه شامل مخازن شیشه شوی اتومبیل، روکش فن‌ها، بدنه وسایل خانگی مانند سشوار، پارچه های مبلی، لباس، ژئوتکستایل، پوشک یکبار مصرف، پارچه‌های پزشکی و پارچه های داخلی خودرو.

کوپلیمر

خواص PP به نوع و مقدار کومنومر بستگی دارد، که به دو گروه کلی تقسیم می‌شوند: کوپلیمر رندم و بلوکی. تصادفی به این صورت است که این پلیمرها حاوی 1.5 تا 6 درصد وزنی اتیلن یا آلکن‌های بالاتر مانند 1-بوتن هستند که در توزیع تصادفی قرار می‌گیرند و یک فاز شیمیایی را تشکیل می‌دهند. تفاوت اصلی رندم با کوپلیمر بلوکی این است که کومنومر بلوکی به شکل فاز لاستیکی پراکنده است. ساختار آن‌ها در شکل 2 آورده شده است:

ساختار PP و انواع آرایش یافتگی آن

کوپلیمرهای PP نسبت به هموپلیمر محصولات نرم‌تری مانند فیلم و الیاف به دست می‌دهند. اما نسبت به هموپلیمر گران‌ترند. کاربردهای کوپلیمرهای PP: محفظه باطری، تیکه گاه‌های سپر، تزئیینات داخلی، صندلی‌های اداری، ظروف یک بار مصرف، جعبه‌ها و محفظه‌های لوازم خانگی.

کوپلیمر رندم

کوپلیمر رندوم، کوپلیمر پروپیلن-اتیلن است که از طریق کوپلیمریزاسیون پروپیلن با مقادیر کمی از اتیلن (1.5-6%) یا واحدهای الفین بالاتر مانند بوتن و هگزن است که به طور تصادفی در بین واحدهای پروپیلن پراکنده شده است. حضور اتیلن در زنجیره پلیمری منجر به کاهش تمایل بلورینگی و در نتیجه بهبود استحکام ضربه، محدوده وسیع‌تری از پایداری حرارتی و شفافیت بهتر می‌شود. به دلیل بلورینگی کم‌تر، نقطه ذوب و وزن مخصوص کم‌تری نسبت به هموپلیمر دارند. این ترکیب کوپلیمرهای جذابی را برای تولید ظروف خانگی با استفاده از قالب‌گیری تزریق، ترموفومیگ و قالب‌گیری دمشی می‌سازد. از کوپلیمرها می‌توان به عنوان جایگرین PS، PVC و PET در بسته بندی‌ مواد غذایی استفاده کرد.

کوپلیمر بلوکی

هموپلیمرPP با اتیلن کوپلیمر می‌شوند. در کوپلیمرهای بلوکی، مقدار اتیلن بسیار بیشتر از کوپلیمرهای تصادفی است. بخش کوپلیمر شده لاستیکی است و یک فاز پراکنده‌ در ماتریس PP تشکیل می‌دهد. بنابراین، کوپلیمر بلوکی چقرمگی بسیار بیشتری نسبت به هموپلیمر دارد. می‌تواند در برابر ضربه‌های بالاتر حتی در دماهای پایین‌تر مقاومت کند اما به قیمت از دست دادن شفافیت و نقطه نرم شدگی. کاربرد اصلی PP کوپلیمر شده بلوکی مشابه PP اصلاح شده با الاستومر است اما در مواردی که خواص ضربه حیاتی نباشد.

PP اصلاح شده با الاستومر

برای رسیدن به چقرمگی بسیار بالا در دمای پایین، می‌توان PP را با الاستومرها اصلاح کرد. معمولا از الاستومر EPR (لاستیک اتیلن پروپیلن)، EPDM (اتیلن پروپیلن دی ان) و پلاستومرها استفاده می‌کنند. Plastomerها کوپلیمری از اتیلن و یک الفین تولید شده با استفاده از متالوسن است که چگالی بسیار کمی دارند. پلاستومرها می‌توانند توزیع وزن مولکولی باریک با شاخه‌های جانبی بلند EPR و EPDM داشته باشند. اصلاح PP با الاستومرها با از دست دادن سفتی و سختی همراه است و کاربرد آن‌ها معمولا در صنایع خودرو می‌باشد.

کاربردهای پلی پروییلن

PP به پلیمر مهندسی کم هزینه معروف است. از خصوصیات مهم این پلیمر می‌توان به سفتی نسبتا بالا همراه با چگالی کم، مقاومت به دما هنگامی‌که تحت فشار مکانیکی قرار نگیرند؛ به ویژه نسبت به HDPE و LDPE، اشاره کرد. علاوه‌براین؛ مقاومت خوبی در برابر خستگی و ترک خوردگی دارند و از سختی و فرآیندپذیری خوبی برخوردار هستند. مقایسه‌ای از خواص PP اصلاح نشده با سایر ترموپلاستیک‌های رقیب رایج در جدول 1 آورده شده است.

ABSPVCHIPSHDPELDPEPPخواص
2.73.02.11.30.31.5Flexural modulus (GPa)
475142321033Tensile Strength (MPa)
  1.080.960.920.905Specific density
2.572.141.941.350.331.66Specific modulus (GPa)
9870857550105HDT at 0.45 MPa (oC)
جدول 1- مقایسه برخی از خواص PP با سایر پلیمرها.

از جدول می‌توان دریافت که بر اساس مدول ویژه (نسبت مدول به چگالی)، دمای تغییر شکل (HDT)، PP نسبت به اکثر مواد رقیب مزیت‌هایی دارد.

همچنین جدول2 نشان می‌دهد که PP نسبت به HIPS، PVC و ABS، به طور قابل ملاحظه‌ای جمع شدگی و انبساط حرارتی بالاتر و استحکام ضربه کم‌تری را در دمای پایین نشان می‌دهد،  در حالی‌که جمع شدگی و انبساط حرارتی کم‌تری نسبت به LDPE و HDPE دارد.

ABSPVCHIPSHDPELDPEPPخواص
0.60.40.53.03.01.9Mould shrinkage (%)
867122010Thermal expansion (×10-5)
0.20.080.10.15>1.060.07Notched Izod impact strength (KJ/mol) at 23°C

از کاربردهای این پلیمر می‌توان به تولید فیلم، ورق، قالب‌گیری دمشی، قالب‌گیری تزریقی، بسته بندی مواد غذایی، نساجی، تولید لوله، کاربردهای صنعتی و ساختمانی و خودرو اشاره کرد.

مقاله های اخیر

مستربچ مشکی

دوده را می‌توان به عنوان یک افزودنی ایده‌آل در همه جا توصیف کرد؛ که از آن به عنوان رنگ‌دانه، تقویت کننده، محافظ اشعه UV و خواص آنتی استاتیک استفاده می‌کنند. گریدهای دوده معمولا بر اساس اندازه و ساختارشان تقسیم بندی می‌شوند. اکثرا ساختار آن‌ها به صورت کروی است، اما گاهی به صورت غیر کروی هستند.

پرکننده‌ها برای پلی الفین‌ها

اهمیت پرکننده‌ها و الیاف در پلی‌الفین‌ها در کامپاند پلی‌الفین‌ها از پرکننده‌ها و الیاف به منظور بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی استفاده می‌شود. افزودن پرکننده‌هایی نظیر الیاف شیشه به کامپاند پلی‌الفینی، منجر به تولید کامپوزیتی با خواص بهتر می‌شود. در حالی‌که نیاز به تکنیک‌ها و تجهیزات خاصی است که افزایش هزینه را به همراه دارد. از

رنگ در کامپاندهای پلاستیکی

یکی از الزامات صنعت پلاستیک، رنگ کردن قطعات تولیدی است. این موضوع گاهی آنقدر اهمیت پیدا می‌کند که می‌توان گفت رنگ قطعات به اندازه خود آن‌ها مهم است. مانند رنگ‌های مخملی موسوم به soft touch که نقش تعیین کننده‌ای در جلوه و انتخاب محصول توسط مشتری دارند. به طور کلی چهار روش برای تولید قطعات

ساختار PP و انواع آرایش یافتگی آن

پلی پروپیلن

پلی پروپیلن (PP) یک پلیمر نیمه بلوری است که از طریق پلیمریزاسیون منومر پروپیلن با استفاده از کاتالیزور زیگلر-ناتا تهیه می‌شود. گروه جانبی متیل می‌تواند موقعیت‌های مختلفی در ساختار داشته باشد. اگر تمام گروه‌های متیل در یک طرف زنجیر قرار داشته باشند isotactic به صورت متناوب قرار گرفته باشند syndiotactic  اگر به صورت تصادفی باشند،

شماتیکی از ساختار HDPE، LDPE و LLDPE

پلی اتیلن و انواع آن

پلی اتیلن یکی از پلیمرهای پرمصرف در جهان است. این پلیمر در دما و فشار بالا و با استفاده از کاتالیزورهای مختلف با فرمول n(CH2-CH2)، تولید می‌شود. روش‌های سنتزی مختلف منجر به ساختارهای گوناگونی از پلی اتیلن با چگالی‌، درجه بلورینگی، شاخص جریان مذاب و طول زنجیره‌های پلیمری مختلف می‌شوند، در نتیجه خواص مکانیکی متفاوتی

اسکرول به بالا