مادة البولي بروبيلين (PP) عبارة عن لدن حراري بلوري صلب يستخدم في الأشياء اليومية.هناك أنواع مختلفة من PP المتاحة: البوليمر المتجانس، والبوليمر المشترك، والتأثير، وما إلى ذلك. تعمل خصائصه الميكانيكية والفيزيائية والكيميائية بشكل جيد في التطبيقات التي تتراوح من السيارات والطبية إلى التعبئة والتغليف.
ما هو مادة البولي بروبيلين؟
يتم إنتاج مادة البولي بروبيلين من مونومر البروبين (أو البروبيلين).وهو عبارة عن راتينج هيدروكربوني خطي.الصيغة الكيميائية للبولي بروبيلين هي (C3H6)n.يعد PP من بين أرخص المواد البلاستيكية المتوفرة اليوم، كما أنه يتمتع بأقل كثافة بين المواد البلاستيكية الأساسية.عند البلمرة، يمكن أن يشكل PP ثلاثة هياكل سلسلة أساسية اعتمادًا على موضع مجموعات الميثيل:
أتاكتيك (APP).ترتيب غير منتظم لمجموعة الميثيل (CH3).
متساوي التوتر (iPP).مجموعات الميثيل (CH3) مرتبة على جانب واحد من سلسلة الكربون
Syndiotactic (sPP).ترتيب مجموعة الميثيل (CH3) بالتناوب
ينتمي PP إلى عائلة البوليمرات البولي أوليفين وهو واحد من البوليمرات الثلاثة الأولى الأكثر استخدامًا اليوم.للبولي بروبيلين تطبيقات - سواء كمادة بلاستيكية أو ألياف - في صناعة السيارات والتطبيقات الصناعية والسلع الاستهلاكية وسوق الأثاث.
أنواع مختلفة من مادة البولي بروبيلين
البوليمرات المتجانسة والبوليمرات المشتركة هما النوعان الرئيسيان من مادة البولي بروبيلين المتوفرة في السوق.
البوليمر المتجانس البروبيلينهي درجة الأغراض العامة الأكثر استخدامًا.أنه يحتوي فقط على مونومر البروبيلين في شكل صلب شبه بلوري.وتشمل التطبيقات الرئيسية التغليف والمنسوجات والرعاية الصحية والأنابيب والسيارات والتطبيقات الكهربائية.
البولي بروبلين كوبوليمرينقسم إلى بوليمرات مشتركة عشوائية وبوليمرات مشتركة كتلية يتم إنتاجها عن طريق بلمرة البروبين والإيثان:
1. يتم إنتاج كوبوليمر البروبيلين العشوائي عن طريق بلمرة الإيثين والبروبين معًا.وهي تتميز بوحدات الإيثين، التي تصل عادة إلى 6% من الكتلة، والتي يتم دمجها بشكل عشوائي في سلاسل البولي بروبيلين.تتميز هذه البوليمرات بالمرونة والوضوح البصري، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب الشفافية والمنتجات التي تتطلب مظهرًا ممتازًا.
2. يحتوي كوبوليمر كتلة البروبيلين على محتوى إيثين أعلى (بين 5 و15%).يحتوي على وحدات مونومر مشتركة مرتبة بنمط منتظم (أو كتل).النمط العادي يجعل اللدائن الحرارية أكثر صلابة وأقل هشاشة من البوليمر المشترك العشوائي.هذه البوليمرات مناسبة للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية، مثل الاستخدامات الصناعية.
نوع آخر من مادة البولي بروبيلين هو البوليمر المشترك.تتم الإشارة إلى البوليمر المتجانس البروبيلين الذي يحتوي على طور بوليمر مشترك عشوائي من البروبيلين المخلوط بشكل مشترك والذي يحتوي على محتوى إيثيلين بنسبة 45-65% إلى بوليمر مشترك تأثير PP.تُستخدم البوليمرات المشتركة بشكل أساسي في تطبيقات التعبئة والتغليف والأدوات المنزلية والأفلام والأنابيب، وكذلك في قطاعات السيارات والكهرباء.
البولي بروبلين هوموبوليمر مقابل البولي بروبلين كوبوليمر
البوليمر المتجانس البروبيلينلديه نسبة قوة إلى وزن عالية، وهو أكثر صلابة وأقوى من البوليمر المشترك.هذه الخصائص جنبًا إلى جنب مع المقاومة الكيميائية الجيدة وقابلية اللحام تجعلها مادة مفضلة في العديد من الهياكل المقاومة للتآكل.
البولي بروبلين كوبوليمرهو أكثر ليونة قليلا ولكن لديه قوة تأثير أفضل.إنه أقوى وأكثر متانة من البوليمر المتجانس البروبيلين.يميل إلى أن يتمتع بمقاومة أفضل للتصدع الناتج عن الإجهاد وصلابة أقل لدرجة الحرارة مقارنة بالبوليمر المتجانس على حساب انخفاض بسيط في الخصائص الأخرى.
تطبيقات PP Homopolymer وPP Copolymer
التطبيقات متطابقة تقريبًا بسبب خصائصها المشتركة على نطاق واسع.ونتيجة لذلك، غالبًا ما يتم الاختيار بين هاتين المادتين بناءً على معايير غير فنية.
يعد الاحتفاظ بمعلومات حول خصائص اللدائن الحرارية مسبقًا مفيدًا دائمًا.وهذا يساعد في اختيار اللدائن الحرارية المناسبة للتطبيق.كما أنه يساعد في تقييم متطلبات الاستخدام النهائي التي سيتم الوفاء بها أم لا.فيما يلي بعض الخصائص والفوائد الرئيسية للبولي بروبيلين:
نقطة انصهار مادة البولي بروبيلين.تحدث نقطة انصهار مادة البولي بروبيلين في نطاق.
● هوموبوليمر: 160-165 درجة مئوية
● كوبوليمر: 135-159 درجة مئوية
كثافة مادة البولي بروبيلين.يعتبر PP أحد أخف البوليمرات بين جميع المواد البلاستيكية السلعية.هذه الميزة تجعله خيارًا مناسبًا للتطبيقات خفيفة الوزن/الموفرة للوزن.
● هوموبوليمر: 0.904-0.908 جم/سم3
● كوبوليمر عشوائي: 0.904-0.908 جم/سم3
● تأثير البوليمر المشترك: 0.898-0.900 جم/سم3
المقاومة الكيميائية للبولي بروبيلين
● مقاومة ممتازة للأحماض والكحولات والقواعد المخففة والمركزة
● مقاومة جيدة للألدهيدات والاسترات والهيدروكربونات الأليفاتية والكيتونات
● مقاومة محدودة للهيدروكربونات العطرية والمهلجنة والعوامل المؤكسدة
قيم أخرى
● يحتفظ PP بالخصائص الميكانيكية والكهربائية عند درجات الحرارة المرتفعة، وفي الظروف الرطبة، وعند غمره في الماء.وهو عبارة عن بلاستيك مقاوم للماء
● يتمتع PP بمقاومة جيدة للضغط البيئي والتشقق
● فهو حساس للهجمات الميكروبية (البكتيريا، العفن، الخ.)
● يُظهر مقاومة جيدة للتعقيم بالبخار
يمكن لإضافات البوليمر مثل أجهزة التوضيح، ومثبطات اللهب، والألياف الزجاجية، والمعادن، والحشوات الموصلة، ومواد التشحيم، والأصباغ، والعديد من الإضافات الأخرى أن تزيد من تحسين الخواص الفيزيائية و/أو الميكانيكية للـPP.على سبيل المثال، يتمتع PP بمقاومة ضعيفة للأشعة فوق البنفسجية، وبالتالي فإن تثبيت الضوء باستخدام الأمينات المعوقة يعزز عمر الخدمة مقارنة بالبولي بروبيلين غير المعدل.
عيوب مادة البولي بروبيلين
مقاومة ضعيفة للأشعة فوق البنفسجية والتأثيرات والخدوش
هشة أقل من -20 درجة مئوية
درجة حرارة الخدمة العليا منخفضة، 90-120 درجة مئوية
تتعرض لهجوم من الأحماض شديدة الأكسدة، وتتضخم بسرعة في المذيبات المكلورة والعطريات
يتأثر استقرار الشيخوخة الحرارية سلبًا عن طريق ملامسة المعادن
تغييرات الأبعاد بعد الصب بسبب تأثيرات البلورة
سوء التصاق الطلاء
تطبيقات مادة البولي بروبيلين
يستخدم البولي بروبيلين على نطاق واسع في مختلف التطبيقات بسبب مقاومته الكيميائية الجيدة وقابليته للحام.بعض الاستخدامات الشائعة للبولي بروبيلين تشمل:
تطبيقات التعبئة والتغليف
إن خصائص الحاجز الجيدة والقوة العالية والتشطيب الجيد للسطح والتكلفة المنخفضة تجعل مادة البولي بروبيلين مثالية للعديد من تطبيقات التغليف.
التعبئة والتغليف المرنة.إن الوضوح البصري الممتاز لأفلام PP وانتقال بخار الرطوبة المنخفض يجعلها مناسبة للاستخدام في تغليف المواد الغذائية.تشمل الأسواق الأخرى أغلفة الأغشية المنكمشة، وأفلام الصناعة الإلكترونية، وتطبيقات الفنون الرسومية، وعلامات تبويب وإغلاق الحفاضات التي تستخدم لمرة واحدة.يتوفر فيلم PP إما كفيلم مصبوب أو PP ثنائي المحور (BOPP).
التعبئة والتغليف جامدة.يتم تشكيل PP بالنفخ لإنتاج الصناديق والزجاجات والأواني.تُستخدم حاويات PP ذات الجدران الرقيقة بشكل شائع لتغليف المواد الغذائية.
بضائع المستهلكين.يستخدم البولي بروبيلين في العديد من المنتجات المنزلية وتطبيقات السلع الاستهلاكية، بما في ذلك الأجزاء الشفافة والأدوات المنزلية والأثاث والأجهزة والأمتعة والألعاب.
تطبيقات السيارات.نظرًا لتكلفته المنخفضة، وخصائصه الميكانيكية المتميزة، وقابليته للتشكيل، يستخدم البولي بروبيلين على نطاق واسع في قطع غيار السيارات.تشمل التطبيقات الرئيسية حالات البطاريات والصواني، والمصدات، وبطانات الرفارف، والزخرفة الداخلية، ولوحات الأدوات، وزخارف الأبواب.وتشمل الميزات الرئيسية الأخرى لتطبيقات السيارات من PP انخفاض معامل التمدد الحراري الخطي والجاذبية النوعية، والمقاومة الكيميائية العالية وقابلية الطقس الجيدة، وقابلية المعالجة، وتوازن التأثير / الصلابة.
الألياف والأقمشة.يتم استخدام كمية كبيرة من PP في قطاع السوق المعروف بالألياف والأقمشة.يتم استخدام ألياف PP في مجموعة من التطبيقات، بما في ذلك الرافية/الأغشية المشقوقة، والشريط، والربط، والخيوط المستمرة السائبة، والألياف الأساسية، والروابط المغزولة، والخيوط المستمرة.حبل وخيوط PP قويان جدًا ومقاومان للرطوبة، ومناسبان جدًا للتطبيقات البحرية.
التطبيقات الطبية.يستخدم البولي بروبيلين في التطبيقات الطبية المختلفة بسبب المقاومة الكيميائية والبكتيرية العالية.بالإضافة إلى ذلك، فإن الصف الطبي PP يظهر مقاومة جيدة للتعقيم بالبخار.
المحاقن التي تستخدم لمرة واحدة هي التطبيق الطبي الأكثر شيوعًا للبولي بروبيلين.وتشمل التطبيقات الأخرى القوارير الطبية، وأجهزة التشخيص، وأطباق بيتري، والزجاجات الوريدية، وزجاجات العينات، وصواني الطعام، والمقالي، وحاويات الحبوب.
تطبيقات صناعية.تُستخدم صفائح البولي بروبيلين على نطاق واسع في القطاع الصناعي لإنتاج الخزانات والألواح والأنابيب الحمضية والكيميائية وعبوات النقل القابلة للإرجاع (RTP) وغيرها من المنتجات بسبب خصائصها مثل قوة الشد العالية ومقاومة درجات الحرارة المرتفعة ومقاومة التآكل.
البولي بروبيلين قابل لإعادة التدوير بنسبة 100%.تعد حالات بطاريات السيارات، وأضواء الإشارة، وكابلات البطاريات، والمكانس، والفرش، وكاشطات الجليد من الأمثلة القليلة على المنتجات التي يمكن تصنيعها من مادة البولي بروبيلين المعاد تدويرها (rPP).
تتضمن عملية إعادة تدوير PP بشكل أساسي صهر النفايات البلاستيكية إلى 250 درجة مئوية للتخلص من الملوثات تليها إزالة الجزيئات المتبقية تحت الفراغ والتصلب عند حوالي 140 درجة مئوية.يمكن مزج هذا البولي بروبيلين المعاد تدويره مع البولي بروبلين البكر بمعدل يصل إلى 50%.ويتعلق التحدي الرئيسي في إعادة تدوير البولي بروبلين بالكمية المستهلكة - حيث يتم حاليًا إعادة تدوير ما يقرب من 1% من زجاجات البولي بروبيلين، مقارنة بمعدل إعادة تدوير 98% لزجاجات البولي إيثيلين تيرفثالات والبولي إيثيلين عالي الكثافة معًا.
يعتبر استخدام PP آمنًا لأنه ليس له أي تأثير ملحوظ من وجهة نظر الصحة والسلامة المهنية، من حيث السمية الكيميائية.لمعرفة المزيد حول PP راجع دليلنا، الذي يتضمن معلومات المعالجة والمزيد.
وقت النشر: 03 يوليو 2023