Полипропилен – это пластиковый полимер с крайне широкой областью применения. На настоящее время, он является самым востребованным пластиком. Как и для всех остальных полимолекулярных соединений, широкое применение обусловлено свойствами полимера.
Физические свойства полипропилена
- Полипропилен отличается низкой плотностью. Эта характеристика выгодно выделяет его среди собратьев полимеров, для которых характерна высокая плотность.
- Высокопрочное соединение. Многочисленные эксперименты доказывают способность полипропилена выдерживать высокие нагрузки.
- Термостойкость перед крайними температурами. Материал, прекрасно переносит как высокие, так и низкие температуры до – 100 С, а также резкие перепады температур.
- Температура плавление материала, составляет 160-1700С
- Высокие диэлектрические свойства позволяют широко применять его как токоизоляционый материал.
- Легкая работа с материалом. Полипропилен можно легко просверлить, распилить, и легко сварить обратно, он не портиться от температур, не подвергается биопоражению, не гниет.
Изотактический полик делится на три основных типа.
Первый тип это гомополимеры (PP-H) (PolyPropylene Homopolymer) полипропилена без добавок сополимера.
Считается более жестким материалом и может быть использован для изготовления разных ёмкостей и труб для холодной воды и прочих безнапорных труб. Трубы из такого материала могут быть устойчивы к умеренным механическим нагрузкам. Материал прочный, но кристаллизуется при температуре ниже ноля,становится мяганькым если его погреть. При температуре 140 градусов плавится.
PP-H не любит резких движений. Т.е. на лёгком морозе он может быть разбит как лампа Ильича если её кинуть с горяча. Эх «Была коптилка да свеча — теперь лампа Ильича».
В общем лампу мы уже спасти не сможем, а чтобы полик так не ломался в его молекулярную структуру что-то ещё подсыпают-подсыпают-подсыпают и получают второй тип блок сополимер пропилена с этиленом.
Сополимер PP-B (PolyPropylene Block copolymer)
Такой полик имеет чуть более высокую ударную прочность при низких температурах, так как он более эластичен.
Более стоек к повышенным температурам по сравнению с PP-H, за счёт дополнительных структур полиэтилена. Стойкий к термоокислительному разрушению во время его производства и переработки.
Кристаллизуется уже при минус 20 градусах. Т.е. на морозе его можно разбить как хрупкую вазу …
Применяемость труб из такого материала такая же как и PP-H + возможно применение в системах тёплого пола, т.е. в системах низкотемпературного отопления.
Материал обладает хорошей химической стойкостью, но имеет весьма большое линейное удлинение.
Третий тип полика, это рандомсоплимер. PP-R или PP-RC
Статистический сополимер полипропилена с этиленом. Молекула которого ставится хаотично в структуру полимера.
Данный тип полипропилена ещё более эластичен и стоек к температуре.
Если трубы из PP-H и PP-B могут использоваться исключительно с холодной водой и может с низкотемпературным отоплением, то PP-R можно применять в высокотемпературных системах отопления, для горячей и холодной воды.
Температура плавления уже от 170 градусов, т.е. этот тип полипропилена, может выдерживать кратковременно температуру теплоносителя до 130 градусов, но при минимальном давлении. Максимальная температура эксплуатации 90 градусов.
Это я сказал для тех, кто решил обвязать твердотопливный котёл полипропиленовыми трубами. Обратите внимание я говорю лишь об обвязке твердотопливного котла. Я не говорю о системе в целом. Для того, чтобы система работала исправно нужно подобрать определённые трубы и загонять в эту систему определённую температуру. Если всё это правильно подобрать, то система будет долго и исправно работать.
Я не рекомендую обвязывать твёрдотопливный котёл ПП трубами, потому что может быть что-то не исправно (кто-то перетопит либо что-то ещё) и температура повысится гораздо более высокая, чем на то, на что рассчитаны ПП трубы, то такая система проработает не долго.
Тут вот какая ситуация: производитель ограничивает температуру эксплуатации на 90 градусах при давлении в 6 бар. Это трубы пятого класса эксплуатации.
Это говорит о том, что если есть риск повышения температуры теплоносителя в многоэтажке более чем на 90 градусов — то эту трубу в такую систему устанавливать нельзя.
Или же возвращаясь к моему примеру, в вашем частном доме нет 6 бар, как правило это 1,5 бара. Это значит, что при этом давлении, ваша труба PPR, кратковременно выдержит и 130 градусов.
Отсюда вытекает следующее:Производитель страхуется и не разрешает ПП трубы эксплуатировать при температурах более чем 90-95 градусов (некоторые типы 110 градусов).
Лично я со своей командой, в своих системах не делаю обвязку твердотопливного котла полипропиленовыми трубами, так как строю максимально долговечные системы.
Но если вам надо смастерить временную обвязку или у вас вообще нет альтернатив, то вы можете обвязать систему поликом, но как говориться на свой страх и риск, не забывая о том, что такая обвязка может проработать не очень долго, если котёл по каким-то причинам будет работать в экстремальных режимах.
Исходя из всего вышеизложенного получается что PP-R :1. обладает достаточной прочностью для применения в системах отопления и водоснабжения.
- если правильно подобрать тип труб и режим эксплуатации, то срок жизни превышает отметку в 50 лет на холодной воде и более 25 лет на горячей воде и отоплении, а это уже больше чем стальные трубы.
- Труба внутри гладкая, а значит они устойчивы к отложениям.
- Низкая теплопроводность, которая позволяет экономить на теплоизоляции, и отодвигает порог образования конденсата в сравнении с металлическими системами.
- Коррозионно стойкие.
- Способность выдерживать эксплуатационное давление в 10 бар, а давление на разрыв до 100 бар (зависит от температуры и типа трубы)
- Трубы многократно легче стальных и проще в монтаже
- Низкая стоимость материала.
Всё это послужило тому, что эти трубы имеют такую популярность.
Все системы и типы полипропилена я очень сильно обобщил для того чтобы было просто понять структуру образования этого материала обычному пользователю.
Если разбираться в этом с точки зрения химика и изготовителя изделий, то потребуется более детальное изучение, так как с применением некоторых примесей, можно получить совершенно разные по характеристикам сплавы.
Хочу обратить ваше внимание, что PPR и PP-R, PPH и PP-H — это не одно и то же. Это важно не нам покупателям, а производителям изделий и сырья, а туда я не полезу так как химик я так себе.
На момент создания ролика в магазинах до сих пор продаются трубы, где маркируют как хотят. Производители маркируют не как надо, а как хотят. Например, если я возьму трубу канализации Ostendorf и посмотрю на маркировку, то чётку увижу, что труба PP-H.
Я знаю, что температура плавления PP-H гораздо меньше, чем температура PP-R.
Я позвонил в официальное представительство в Москву и узнал из какого материала делается их труба. Они мне чётко ответили, что совершенно точно их трубы производятся из материала третьего типа PP-R.
Я спросил, а почему такая маркировка? А задался я этим вопросом потому что температура плавления этой трубы аналогичная, как и температура плавления трубы PP-R.
Они мне ответили, что сами не знают почему так маркируют. Мало того, ПП трубы которые продаются в строительных магазинах часто маркируются не как PP-R, а просто PPR. А это не одно и тоже.
Коротко, PPR это сополимер со средним содержанием полиэтилена.
А PP-R это рандом-сополимер. Нас интересует только маркировка с дефисом. Примеры маркировки полипропилена, как материала, но не как труб.
Выше я сказал, что в полипропилен включают какой-то процент полиэтилена для придания материалу определенных свойств, так вот, полипропилен маркируется с учетом содержания в нём этилена:
PPМ — Блок-сополимер с низким содержанием полиэтиленаPPR — Блок-сополимер со средним содержанием полиэтилена PPU — Блок-сополимер с высоким содержанием полиэтилена PPH — Блок-сополимер с очень высоким содержанием полиэтилена
Но PPH это не одно и то же что и PP-H через дефис. EPP — Вспенивающийся полипропилен.
О маркировке труб есть отдельный параграф, но так как сейчас речь идёт о типах полипропилена, то немного расширим кругозор.
Исходя из выше сказанного мною, мы получаем, что для изготовления полипропиленовых систем используется в основном высокоизотактический полипропилен рандом сополимера и его модификации, которые маркируется как PP-R, который обладает лучшей морозостойкостью, лучшей прочностью и меньшим линейным удлинением по сравнению с другими типами, но это ещё не всё.
Химические свойства полипропилена
Полипропилен, относительно химически стойкий материал. Он не вступает в реакцию с большинством кислот, что позволяет его широко использовать в химической промышленности, особенно при обустройстве вентиляционных каналов, на химических и промышленных предприятиях.
Более значительное воздействие на полипропилен оказывают сильные окислители, такие как азотная кислота, олеум, галогены. Концентрированная серная кислота и перекись водорода, реагируют только при длительном контакте и при температуре 600 С, они приводят к разрушению материала.
Многочисленные исследования показали, что полипропилен отличается высокими показателями по экологической безопасности и безопасности для человека. Он не выделят вредных веществ в окружающую среду. Его можно спокойно, без опасений отравления, использовать для изготовления ёмкостей для питьевой воды и продуктов питания.
Производство PP ткани
Нить полипропилена изготавливается путем экструдирования или литья с надувом расплавленного сырья (при температуре 100°С) с последующим охлаждением в воздушной камере и намоткой на бобины. На заключительном этапе волокна нарезают по заданным параметрам.
В процессе производства получают 2 вида синтетических нитей: филаментную (скрученную из сверхтонких волокон) и штапельную. Полотно ПП изготавливают путем склеивания или прессования (проходит через нагретые каландровые валки). В некоторых случаях применяются волокна непрерывной длины (например, при изготовлении спандоба).
Для изготовления обивочных тканей, автомобильных чехлов и ковров РР в чистом виде применяют редко. К волокнам полимера добавляют другие синтетические компоненты (полиэстер, полиамид и др.).
Переработка полипропилена
В наши дни существует пять основных способов переработки полипропилена – это экструзия, выдув, литье под давлением, вспенивание, формование.
Способы переработки, такие как литье и экструзия — самые популярные, в настоящее время. Под их воздействием получают экструдированный и литьевой полипропилен.
Экструдированный изготавливают следующим способом: порошок или гранулы полипропилена загружают в камеру, нагретую паром, из нее соединение выдавливают через формующие отверстие. По мере выхода из реактора полипропилен застывает.
Литьевой полипропилен получают путем нагрева без доступа воздуха порошкообразного/гранулированного полипропилена, достояния вязкого, текучего вещества, далее его переносят в форму, где происходит застывание.
Состав и формула материала
Полипропиленовое волокно получают из нефтепродуктов путем каталитического или термического крекинга. Гранулы вещества производят способом полимеризации пропилена. Мономер извлекают из сырой нефти в газообразном состоянии, затем подвергают процессу цепной полимеризации в присутствии катализатора (титан-хлор-алюминий). Технология предусматривает определенные температурные условия (94 – 96°С) и давление в 30 атм.
Спустя 8 часов в результате полимеризации получают твердый пластичный материал в виде гранул. С помощью высокотемпературного воздействия получают пропиленовую смолу, смешивают ее с наполнителями, красителями, пластификаторами и стабилизаторами. Из полученного сырья после охлаждения производят гранулы или слитки.
Химическая формула полипропилена выглядит так: (C₃H₆)n или (nCH2=CH(CH3) → [-CH2-CH(CH3)-]n). Наиболее известными предприятиями, производящими РР являются Borealis, СИБУР, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, SABIC и др.
Сфера применения полипропилена
Отладка технологии получения полипропилена стала настоящим технологическим прорывом для предприятий по всему миру. Низкая стоимость, высокие физические и химические характеристики, способствовали быстрому распространению материала под названием «полипропилен» в различные области производства.
Полипропилен смог заменить многие дорогостоящие материалы, значительно повысив эффективность производства.
Упаковочные материалы и полипропиленовые волокна
Широкое применение полипропилен нашел в производстве упаковочных материалов. Полипропиленовые пленки знают все, даже дети. Но мало кто может отличить полиэтиленовую пленку от полипропиленовой, как правило мы об этом не задумываемся.
Хотя отличия есть. Основными отличительными свойствами полипропилена являются следующие:
- Более высокая стойкость к высоким температурам и химически агрессивным веществам.
- Отличительно высокая прозрачность, гибкость, прочность.
- Самое важное – экологичность и безопасность материала.
В последние годы на рынке полимерных пленок появились новые образцы, так называемых ориентированных пленок. Это улучшенные материалы, которые отличаются повышенной прозрачностью.
Также полипропилен используют при производстве пищевых и химических контейнеров, бутылок для воды и т.п.
Есть еще один материал, полипропиленовый, который нельзя оставлять без внимания – это полипропиленовые волокна.
Полипропиленовые волокна – это маленькие синтетические нити. Крохотные помощники, способные в разы увеличить прочность бетона, избавив его от излишней склонности к потрескиванию из-за пластической усадки.
Применение полипропилена в машиностроении и электронике
Повышенная износостойкость – это то свойство, которое позволило полипропилену найти признание в промышленности. Многие комплектующие и корпуса для бытовой техники выполнены из полипропилена, детали салона автомобилей, бампера, амортизаторы и многие другое произведено из полипропилена.
Использование полипропилена в медицине
Полипропилен позволяет выпускать товары медицинского назначения, которые можно спокойно стерилизовать, не боясь порчи. Это возможно, благодаря стойкости материала, к действию высоких температур. Так же материалы из полипропилена – абсолютно безопасны для человеческого организма.
Применение в машиностроении и электронике
Широкому использованию материала в машиностроении, автомобилестроении и строительстве способствовала его высокая износостойкость. Многие комплектующие для бытовой техники – холодильников, пылесосов, стиральных машин, производятся из полипропилена. При производстве автомобилей также используется этот синтетический материал. В частности, из него делают детали салона, бамперы, амортизаторы и многое другое.
В электронике из него производят корпусы телевизоров, телефонов, катушки, патроны ламп, элементы выключателей – перечислить все просто не представляется возможным. Проще сказать, что полипропилен окружает нас повсюду в повседневной жизни.
Пищевая индустрия
Возможность использования этого полимера в пищевой промышленности также связана со стойкостью материала при взаимодействии с самыми разными веществами. Пищевая пленка, индивидуальные упаковочные контейнеры, – все это позволяет не только продолжительно сохранять пищевые продукты, но и не оказывать на них негативного воздействия.
Полипропилен стал активно использоваться для изготовления пластиковых бутылок. При низком расходе материала, когда толщина стенок посуды минимальна, тара сохраняет необходимую прочность, а форма остается стабильной.
Обзор рынка полимеров
Изучение все новых свойств этого перспективного материала, в том числе и в сочетании с другими веществами, позволяет постоянно расширять сферу его применения. При этом полипропилен постоянно вытесняет постоянных своих конкурентов – полиэтилен и поливинилхлорид, замещая их место в выпуске готовой продукции.
На современном этапе в различных отраслях промышленности полипропилен смог занять ощутимые сегменты среди всех полимеров.
Потребление полипропилена в мировом масштабе
| Сфера применения | Доля рынка, % |
| Тара и упаковка | 33 |
| Транспорт | 12 |
| Электротехника и электроника | 9 |
| Мебель | 14 |
| Строительство | 6 |
| Товары широкого потребления | 10 |
| Другие сферы деятельности | 16 |
Таким образом, полипропилен подтверждает своим применением роль успешного материала, с неплохими перспективами на будущее.
Характеристики
Чтобы разобраться в вопросе: РР материал, что это, необходимо изучить технические характеристики и описание основных свойств.
Свойства | Показатели |
| Тип сырья | Синтетическое химическое |
| Способ ткацкого переплетение | Нетканое полотно, получаемое путем склеивания сырья (волокон), переплетение специальное |
| Плотность РР, г/см3 | 0,90 – 0,91 |
| Водоупорность | Хорошая |
| Гигроскопичность, % | 1 – 5 |
| Скорость впитывания влаги | Ниже средней |
| Воздухопроницаемость | Малая |
| Паропроницаемость | Низкая |
| Электризуемость | Заметная |
Откройте чтобы посмотреть всю таблицу
| Сторона | Двухлицевые полотна |
| Способы окрашивания | Гладкокрашеные однотонные |
| Производитель | Россия, КНР |
| Стандартизация | ГОСТ 26996 – 86 |
| Цена | Низкая |
Любопытные примеры использования
Наряду с применением в самых разнообразных отраслях промышленности, в практике применения полипропилена можно отыскать немало любопытных фактов.
Высокая гибкость и стойкость материала широко применяется для изготовления прочных морских канатов.
Полипропилен служит нам в быту. Например, в качестве изнаночной стороны ковров, из искусственных нитей ткут основу этих изделий.
Под воздействием вакуума можно сформировать емкость любого размера. Такая технология позволяет изготовить внутреннюю поверхность многих приборов. А самым экзотическим примером применения такой технологии, можно назвать изготовление и укладку внутренних полостей чемоданов. Кстати, мешковину для изготовления тары также изготавливают из полипропилена.
Чем ПВХ отличается от полипропилена
Нетканый полипропилен широко используется для разных хозяйственных нужд. Материал применяют в строительстве, медицине, в ковровом производстве. Его применяют в качестве добавок в бетонные смеси, для изготовления армирующей сетки. Используют как кровельный рулонный материал и изолятор (для оплетки кабельных элементов).
Альтернативным недорогим вариантом считается ПВХ. Благодаря добавочным компонентам (пластификаторы, стабилизаторы, наполнители) полипропилен по свойствам превосходит поливинилхлорид: обладает меньшим растяжением при нагреве и сжимаемостью при охлаждении, демонстрирует повышенную плотность и устойчивость к механическим повреждениям.
Медицина
Активно эксплуатируется и хорошая термостойкость материала. Самое разнообразное медицинское оборудование может быть подвергнуто стерилизации после использования. Нужно отметить, что и в других отраслях, где требуется стерилизация, например, тары, полипропилен тоже активно используется. Причем изделия выдерживают не только кипячение, но и обработку острым паром.
Устойчивость полипропилена как полимера, позволяет его использовать во взаимодействии с химическими веществами. Эта особенность позволила изготавливать медицинские одноразовые шприцы. При этом шприцы упакованы в индивидуальную упаковку из полипропилена.
Куда сдать на переработку отходы из пластика?
Предприятия, являющиеся «поставщиками» большого количества ПП-мусора, закон РФ «Об отходах производства и потребления» обязывает проследить, чтобы производимые отходы утилизировались в соответствии с принятыми нормами – то есть, отправлялись на предприятия вторичной переработки.
К сожалению, подобный закон пока не касается рядовых граждан нашей страны, хотя такая практика уже есть, например, в странах Евросоюза, где сортировка разных бытовых отходов по специальным контейнерам осуществляется уже в момент выбрасывания. За нарушение этого правила гражданину грозит внушительный штраф.
Конечно, это наиболее выгодно — сразу отделять пластиковый мусор от массы других бытовых отходов. Поэтому и в России во многих населенных пунктах уже устанавливают мусорные баки для раздельного сбора бытового мусора. Для узнаваемости они обозначены соответствующими надписями.
Но, к сожалению, таких сортировочных баков не так уж много, и в основном россияне по-прежнему выбрасывают ПП отходы вместе с остальным мусором.
Обратите внимание, альтернатива существует! Сдать ПП отходы можно в пунктах приема вторсырья, которые есть в каждом, даже относительно небольшом городе. Плата за такой вид вторичного сырья невелика, зато вы внесете свою лепту в дело сохранения окружающей среды.
Благодаря полной безопасности изделий из ПП, такие отходы можно смело накапливать дома до момента утилизации, чтобы сдавать в пункты приема вторсырья большими объемами.
Иногда сдать полипропилен можно также непосредственно на предприятия, занимающиеся его переработкой, если таковые есть в вашем населенном пункте.
Дешевизна ПП и его безопасность для человека приводят к тому, что рынок производства изделий из полипропилена неуклонно растет, открываются производства, появляются новые товары, реализуются новые сферы применения пластика. Немаловажную роль здесь играет и возможность последующей полной переработки ПП отходов с получением в результате пусть вторичного, но не менее качественного производственного сырья.
Почему нельзя выбрасывать в мусор изделия из полипропилена
В соответствии с Федеральным классификационным каталогом отходов (ФККО) основная масса товаров из полипропилена относятся к малоопасному мусору (4 класс опасности).
К токсичным причислен лишь полипропилен, отходы которого загрязнены в результате контакта с опасными химикатами, например:
- фильтры из ПП волокна со следами нефтепродуктов – 3 класс опасности;
- упаковка, загрязненная пестицидами или гербицидами – от 3 до 1 класса опасности и т.д.
Тем не менее, выкидывать даже безопасные пластиковые бытовые отходы в обычный мусор крайне нежелательно:
- Как уже упоминалось выше, в естественной природной среде этот пластик будет разлагаться очень долго – по оценкам некоторых экологов, буквально столетиями.
- Со временем, особенно подвергаясь перепадам температур на свалках, пластик может выделять формальдегид (газ, который является серьезным канцерогеном).
- Для сжигания отходов ПП необходимы высокие температуры. Но уже в процессе плавления он начинает выделять кислоты, непредельные углеводороды, ацетальдегид. Поэтому пожар на свалке превращает полипропиленовый мусор в источник огромного количества опасных веществ, которые неизбежно попадают в атмосферу.
Важно! Конечно, химические соединения, выделяемые при распаде ПП, способны нанести видимый вред человеку только при концентрированном воздействии. Но учитывая масштабы и объемы отходов пластика, очевидно: совокупный ущерб от их попадания в воздух, почву и воды в итоге будет немалый.
Виды
Производители синтетического нетканого полотна предлагает потребителям несколько видов ПП:
- Прозрачный. Прочный долговечный материал, произведенный без красящих добавок.
- Цветной. Минусом такого полотна считается неустойчивость окраски под воздействием солнечных лучей (выгорает).
- Армированный. Применяется в строительстве. Повышает прочность, обладает упругостью.
- Спанслейс — материал с гладкой поверхностью, разновидность тканого полипропилена.
- Термобонд и спандбонд применяют для верхнего слоя гигиенических предметов (прокладки, памперсы), в производстве влажных салфеток, бахил, скатертей.
Для повышения влагоустойчивости полотно обрабатывают специальным методом. Ламинированный материал применяют в производстве защитных покрытий и фасовочной продукции.
Все виды нетканого и тканного РР подлежат вторичному использованию. Главным недостатком полипропилена является неспособность к разложению в естественных условиях.
