Polypropylen ( PP ), auch bekannt als Polypropen , ist ein thermoplastisches Polymer, das in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet wird. Ein Additions-Polymer, das aus dem Monomer Propylen hergestellt wird , kann in einer Vielzahl von Strukturen hergestellt werden, die zu Anwendungen einschließlich Verpackung und Etikettierung , Textilien , Kunststoffteilen und wiederverwendbaren Behältern verschiedener Arten, Laborausrüstung, Automobilkomponenten und medizinischen Vorrichtungen führen. Es ist ein weißes, mechanisch robustes Material und resistent gegen viele chemische Lösungsmittel, Basen und Säuren. [1]
Im Jahr 2013 betrug der Weltmarkt für Polypropylen rund 55 Millionen Tonnen . [2] Polypropylen ist nach Polyethylen der weltweit am zweithäufigsten hergestellte Kunststoff .
Mechanische Eigenschaften
Die Dichte von PP liegt zwischen 0,895 und 0,92 g / cm³. Daher ist PP der Rohstoff Kunststoff mit der geringsten Dichte. Bei geringerer Dichte können Formteile mit geringerem Gewicht und mehr Teile einer bestimmten Masse aus Kunststoff hergestellt werden. Im Gegensatz zu Polyethylen unterscheiden sich kristalline und amorphe Bereiche nur geringfügig in ihrer Dichte. Die Dichte von Polyethylen kann sich jedoch mit Füllstoffen signifikant ändern. [6] : 24
Der Young-Modul von PP liegt zwischen 1300 und 1800 N / mm².
Polypropylen ist normalerweise zäh und flexibel, insbesondere wenn es mit Ethylen copolymerisiert wird . Dadurch kann Polypropylen als technischer Kunststoff verwendet werden und konkurriert mit Materialien wie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS). Polypropylen ist ziemlich wirtschaftlich.
Polypropylen hat eine gute Beständigkeit gegen Ermüdung . [8] : 307
Thermische Eigenschaften
Der Schmelzpunkt von Polypropylen liegt in einem Bereich, so dass der Schmelzpunkt bestimmt wird, indem die höchste Temperatur eines Differentialscanningkalorimetriediagramms gefunden wird . Perfekt isotaktisches PP hat einen Schmelzpunkt von 171 ° C (340 ° F). Kommerzielles isotaktisches PP hat einen Schmelzpunkt, der von 160 bis 166ºC (320 bis 331ºF) reicht, abhängig von ataktischem Material und Kristallinität. Syndiotaktisches PP mit einer Kristallinität von 30% hat einen Schmelzpunkt von 130ºC (266ºF). [8] Unter 0 ° C wird PP spröde. [9] : 247
Die Wärmeausdehnung von Polypropylen ist sehr groß, jedoch etwas geringer als die von Polyethylen. [9]
Chemische Eigenschaften
Polypropylen bei Raumtemperatur ist gegenüber Fetten und fast allen organischen Lösungsmitteln außer starken Oxidationsmitteln beständig. Nichtoxidierende Säuren und Basen können in Behältern aus PP gelagert werden. Bei erhöhter Temperatur kann PP in unpolaren Lösungsmitteln wie Xylol , Tetralin und Decalin gelöst werden. Aufgrund des tertiären Kohlenstoffatoms ist PP chemisch weniger resistent als PE (siehe Markownikow-Regel ). [10]
Das meiste kommerzielle Polypropylen ist isotaktisch und hat ein mittleres Kristallinitätsniveau zwischen jenem von Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) und Polyethylen hoher Dichte (HDPE). Isotaktisches & ataktisches Polypropylen ist in P-Xylol bei 140ºC löslich. Isotaktische Präzipitate fallen aus, wenn die Lösung auf 25 ° C abgekühlt wird und der ataktische Anteil in P-Xylol löslich bleibt.
Die Schmelzflussrate (MFR) oder der Schmelzflussindex (MFI) ist ein Maß für das Molekulargewicht von Polypropylen. Die Maßnahme hilft zu bestimmen, wie leicht das geschmolzene Rohmaterial während der Verarbeitung fließt. Polypropylen mit einem höheren MFR füllt die Kunststoffform während des Spritzgieß- oder Blasformherstellungsprozesses leichter. Wenn der Schmelzfluss ansteigt, werden jedoch einige physikalische Eigenschaften, wie die Schlagfestigkeit, abnehmen.
Es gibt drei allgemeine Arten von Polypropylen: Homopolymer , statistisches Copolymer und Blockcopolymer . Das Comonomer wird typischerweise mit Ethylen verwendet . Ethylen-Propylen-Kautschuk oder EPDM, das zu Polypropylen-Homopolymeren zugegeben wird, erhöht seine Schlagzähigkeit bei niedriger Temperatur. Zufällig polymerisiertes Ethylenmonomer, das einem Polypropylenhomopolymer zugesetzt wird, verringert die Polymerkristallinität, senkt den Schmelzpunkt und macht das Polymer transparenter.
