Polypropyleen (PP) is een stijve kristallijne thermoplast die wordt gebruikt in alledaagse voorwerpen.Er zijn verschillende soorten PP beschikbaar: homopolymeer, copolymeer, impact, enz. De mechanische, fysische en chemische eigenschappen ervan werken goed in toepassingen variërend van de automobiel- en medische sector tot verpakkingen.
Wat is polypropyleen?
Polypropyleen wordt geproduceerd uit propeen (of propyleen) monomeer.Het is een lineaire koolwaterstofhars.De chemische formule van polypropyleen is (C3H6)n.PP is een van de goedkoopste kunststoffen die momenteel verkrijgbaar zijn en heeft de laagste dichtheid onder de gewone kunststoffen.Bij polymerisatie kan PP drie basisketenstructuren vormen, afhankelijk van de positie van de methylgroepen:
Atactisch (aPP).Onregelmatige methylgroep (CH3)-rangschikking
Isotactisch (iPP).Methylgroepen (CH3) gerangschikt aan één kant van de koolstofketen
Syndiotactisch (sPP).Afwisselende methylgroep (CH3) opstelling
PP behoort tot de polyolefinefamilie van polymeren en behoort tegenwoordig tot de top drie van meest gebruikte polymeren.Polypropyleen heeft toepassingen – zowel als kunststof als als vezel – in de auto-industrie, industriële toepassingen, consumptiegoederen en de meubelmarkt.
Verschillende soorten polypropyleen
Homopolymeren en copolymeren zijn de twee belangrijkste soorten polypropyleen die op de markt verkrijgbaar zijn.
Propeenhomopolymeeris de meest gebruikte kwaliteit voor algemeen gebruik.Het bevat alleen propyleenmonomeer in een semi-kristallijne vaste vorm.De belangrijkste toepassingen zijn onder meer verpakkingen, textiel, gezondheidszorg, buizen, auto- en elektrische toepassingen.
Polypropyleen copolymeeris verdeeld in willekeurige copolymeren en blokcopolymeren geproduceerd door polymerisatie van propeen en ethaan:
1. Willekeurig propeencopolymeer wordt geproduceerd door etheen en propeen samen te polymeriseren.Het bevat etheeneenheden, gewoonlijk tot 6 massaprocent, willekeurig in de polypropyleenketens opgenomen.Deze polymeren zijn flexibel en optisch helder, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen die transparantie vereisen en voor producten die een uitstekend uiterlijk vereisen.
2. Propyleenblokcopolymeer bevat een hoger etheengehalte (tussen 5 en 15%).Het heeft comonomeereenheden die in een regelmatig patroon (of blokken) zijn gerangschikt.Het regelmatige patroon maakt het thermoplastische materiaal sterker en minder bros dan het willekeurige copolymeer.Deze polymeren zijn geschikt voor toepassingen die een hoge sterkte vereisen, zoals industriële toepassingen.
Een ander type polypropyleen is impactcopolymeer.Een propeenhomopolymeer dat een gemengde willekeurige propeencopolymeerfase bevat die een etheengehalte van 45-65% heeft, wordt PP-slagvast copolymeer genoemd.Impactcopolymeren worden voornamelijk gebruikt in verpakkingen, huishoudelijke artikelen, film- en pijptoepassingen, maar ook in de automobiel- en elektrische segmenten.
Polypropyleenhomopolymeer versus polypropyleencopolymeer
Propeenhomopolymeerheeft een hoge sterkte-gewichtsverhouding en is stijver en sterker dan het copolymeer.Deze eigenschappen, gecombineerd met een goede chemische bestendigheid en lasbaarheid, maken het tot een materiaal bij uitstek in veel corrosiebestendige constructies.
Polypropyleen copolymeeris iets zachter maar heeft een betere slagvastheid.Het is sterker en duurzamer dan propyleenhomopolymeer.Het heeft de neiging een betere weerstand tegen spanningsscheuren en een lagere temperatuurtaaiheid te hebben dan homopolymeer, ten koste van een kleine vermindering van andere eigenschappen.
Toepassingen van PP-homopolymeer en PP-copolymeer
De toepassingen zijn vrijwel identiek vanwege hun uitgebreid gedeelde eigenschappen.Hierdoor wordt de keuze tussen deze twee materialen vaak gemaakt op basis van niet-technische criteria.
Het vooraf bijhouden van informatie over de eigenschappen van een thermoplast is altijd nuttig.Dit helpt bij het selecteren van de juiste thermoplast voor een toepassing.Het helpt ook bij het evalueren of aan de eindgebruiksvereiste wordt voldaan of niet.Hier zijn enkele belangrijke eigenschappen en voordelen van polypropyleen:
Smeltpunt van polypropyleen.Het smeltpunt van polypropyleen ligt binnen een bereik.
● Homopolymeer: 160-165°C
● Copolymeer: 135-159°C
Dichtheid van polypropyleen.PP is een van de lichtste polymeren van alle standaardkunststoffen.Deze eigenschap maakt het een geschikte optie voor lichtgewicht/gewichtsbesparende toepassingen.
● Homopolymeer: 0,904-0,908 g/cm3
● Willekeurig copolymeer: 0,904-0,908 g/cm3
● Impactcopolymeer: 0,898-0,900 g/cm3
Chemische bestendigheid van polypropyleen
● Uitstekende weerstand tegen verdunde en geconcentreerde zuren, alcoholen en basen
● Goede weerstand tegen aldehyden, esters, alifatische koolwaterstoffen en ketonen
● Beperkte weerstand tegen aromatische en gehalogeneerde koolwaterstoffen en oxidatiemiddelen
Andere waarden
● PP behoudt mechanische en elektrische eigenschappen bij hoge temperaturen, in vochtige omstandigheden en bij onderdompeling in water.Het is een waterafstotende kunststof
● PP is goed bestand tegen omgevingsstress en barsten
● Het is gevoelig voor microbiële aanvallen (bacteriën, schimmels, enz.)
● Het vertoont een goede weerstand tegen stoomsterilisatie
Polymeeradditieven zoals klaringsmiddelen, vlamvertragers, glasvezels, mineralen, geleidende vulstoffen, smeermiddelen, pigmenten en vele andere additieven kunnen de fysieke en/of mechanische eigenschappen van PP verder verbeteren.PP heeft bijvoorbeeld een slechte weerstand tegen UV, waardoor lichtstabilisatie met gehinderde aminen de levensduur verlengt in vergelijking met ongemodificeerd polypropyleen.
Nadelen van polypropyleen
Slechte weerstand tegen UV, stoten en krassen
Bros onder −20°C
Lage bovenste gebruikstemperatuur, 90-120°C
Aangevallen door sterk oxiderende zuren, zwelt snel op in gechloreerde oplosmiddelen en aromaten
De stabiliteit bij veroudering door hitte wordt nadelig beïnvloed door contact met metalen
Maatveranderingen na het vormen als gevolg van kristalliniteitseffecten
Slechte verfhechting
Toepassingen van polypropyleen
Polypropyleen wordt veel gebruikt in diverse toepassingen vanwege de goede chemische bestendigheid en lasbaarheid.Enkele veel voorkomende toepassingen van polypropyleen zijn onder meer:
Verpakkingstoepassingen
Goede barrière-eigenschappen, hoge sterkte, goede oppervlakteafwerking en lage kosten maken polypropyleen ideaal voor verschillende verpakkingstoepassingen.
Flexibele verpakking.De uitstekende optische helderheid en de lage vocht-damptransmissie van PP-films maken het geschikt voor gebruik in voedselverpakkingen.Andere markten zijn onder meer krimpfolie-omhulsels, films voor de elektronische industrie, grafische toepassingen en wegwerpluierlipjes en -sluitingen.PP-folie is verkrijgbaar als gegoten folie of als biaxiaal georiënteerd PP (BOPP).
Stijve verpakking.PP wordt geblazen om kratten, flessen en potten te produceren.Dunwandige PP-containers worden vaak gebruikt voor voedselverpakkingen.
Consumentengoederen.Polypropyleen wordt gebruikt in verschillende toepassingen voor huishoudelijke producten en consumptiegoederen, waaronder doorschijnende onderdelen, huishoudelijke artikelen, meubels, apparaten, bagage en speelgoed.
Automotive-toepassingen.Vanwege de lage kosten, uitstekende mechanische eigenschappen en vormbaarheid wordt polypropyleen veel gebruikt in auto-onderdelen.De belangrijkste toepassingen zijn onder meer batterijbehuizingen en -laden, bumpers, spatbordbekleding, interieurbekleding, instrumentenpanelen en deurbekleding.Andere belangrijke kenmerken van PP in de automobielsector zijn onder meer een lage lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt en soortelijk gewicht, hoge chemische bestendigheid en goede weersbestendigheid, verwerkbaarheid en een balans tussen impact en stijfheid.
Vezels en stoffen.Er wordt een groot volume PP gebruikt in het marktsegment dat bekend staat als vezels en stoffen.PP-vezels worden gebruikt in een groot aantal toepassingen, waaronder raffia/slitfilm, tape, omsnoeringsbanden, continu filament in bulk, stapelvezels, gesponnen binding en continu filament.PP touw en touw zijn zeer sterk en vochtbestendig, zeer geschikt voor maritieme toepassingen.
Medische toepassingen.Polypropyleen wordt in diverse medische toepassingen gebruikt vanwege de hoge chemische en bacteriële resistentie.Bovendien vertoont het PP van medische kwaliteit een goede weerstand tegen stoomsterilisatie.
Wegwerpspuiten zijn de meest voorkomende medische toepassing van polypropyleen.Andere toepassingen zijn onder meer medische flesjes, diagnostische apparaten, petrischalen, intraveneuze flessen, monsterflessen, voedselbakjes, pannen en pillencontainers.
Industriële toepassingen.Polypropyleenplaten worden veel gebruikt in de industriële sector voor de productie van zuur- en chemicaliëntanks, platen, pijpen, Returnable Transport Packaging (RTP) en andere producten vanwege de eigenschappen zoals hoge treksterkte, weerstand tegen hoge temperaturen en corrosieweerstand.
PP is 100% recyclebaar.Accubehuizingen voor auto's, signaallampen, accukabels, bezems, borstels en ijskrabbers zijn enkele voorbeelden van producten die kunnen worden gemaakt van gerecycled polypropyleen (rPP).
Het PP-recyclingproces omvat voornamelijk het smelten van afvalplastic tot 250°C om verontreinigingen te verwijderen, gevolgd door het verwijderen van resterende moleculen onder vacuüm en stollen bij bijna 140°C.Dit gerecyclede PP kan tot 50% worden gemengd met nieuw PP.De grootste uitdaging bij het recyclen van PP houdt verband met de hoeveelheid die wordt verbruikt: momenteel wordt bijna 1% van de PP-flessen gerecycled, vergeleken met een recyclingpercentage van 98% van PET- en HDPE-flessen samen.
Het gebruik van PP wordt als veilig beschouwd omdat het vanuit het oogpunt van de gezondheid en veiligheid op het werk geen opmerkelijk effect heeft in termen van chemische toxiciteit.Voor meer informatie over PP kunt u onze gids raadplegen, die verwerkingsinformatie en meer bevat.
Posttijd: 03 juli 2023