Описание и получение полипропилена. Полипропилен бензин


Особые свойства полипропилена позволяют применять данный материал во многих областях

С середины прошлого века, когда был освоен метод полимеризации пропилена, началось активное производство материала, нашедшего применение во многих промышленных отраслях.

Материал должен был быть надежным, крепким, устойчивым к воздействию агрессивной среды и конечно же экологически безопасным.

Полипропилен (РР) – полупрозрачное кристаллическое вещество, получаемое в процессе полимеризации, которое выпускается в порошкообразном или гранулированном виде.

РР считается одной из самых легких термопластмасс. Материал нетоксичен, не тонет в воде, горит без дыма, плавится каплями, выделяя практически неощутимый запах.

Метод получения полипропилена

В промышленных условиях полипропилен вырабатывают в процессе полимеризации пропилена – бесцветного горючего газа с нехарактерным запахом. Полимеризация пропилена происходит при давлении от 1 до 4 МПа. Такая разница зависит от применяемого растворителя. Катализатором реакции выступает комплекс AiRg + TiCI3. В зависимости от размера его частиц, получается различная степень кристаллизации полипропилена.

Виды полипропилена

Условия полимеризации влияют на структуру расположения атомов в макромолекуле полученного полимера (местонахождение атомов метиловой группы в полимерной цепи). Благодаря этому полипропилен подразделяется на три вида, различные по физико-химическим свойствам:

  1. Изотактический. Метиловые группы собираются с одной стороны полимера. Это обеспечивает материалу прочность, износостойкость, устойчивость к внешнему воздействию. Температура размягчения материала – 140 °С, плавления – 165–170 °С, а плотность – 910 кг/м3.
  2. Синдиотактический. Молекулы метиловых групп расположены с разных сторон. У таких полимеров высокая температура плавления.
  3. Атактический вид. Здесь позиционирование метиловых составляющих носит случайный, хаотичный характер.

Поэтому полипропилен этого вида обладает следующими свойствами:

  • каучукоподобная, липкая структура;
  • температура плавления составляет 80 °С, плотность – 850 кг/м3;
  • высокая текучесть;
  • способность растворяться в диэтиловом эфире.

Свойства полипропилена

Как и любой полимер, полипропилен обладает достоинствами и недостатками, которые влияют на его эксплуатационные возможности. Учитывая их, можно эффективно применять данный материал в различных областях.

Достоинства:

  • Достоинства полипропилена в большей степени касаются полимеров изотактической группы.
  • Температура плавления в 175 °С свидетельствует об устойчивости материала к высоким температурам.
  • РР ударопрочен и допускает многократные изгибы.
  • По показателям износостойкости, низкой паро- и газонепроницаемости полипропилен сравним с полиамидами.

Неполярная структура материала позволяет ему оставаться устойчивым ко многим агрессивным химическим веществам:

  • спирту,
  • ацетону,
  • некоторым видам кислот,
  • солям,
  • щелочам,
  • кипящей воде.
Некоторые виды углеводородов могут способствовать набуханию полипропилена, но когда они испарятся, механические свойства материала восстанавливаются.

Недостатки:

  • Сильные окислители могут разрушить РР даже при комнатной температуре.
  • К таким веществам относятся хромовая смесь, серная, азотная (концентрированная), хлорсульфоновая кислоты.
  • Полимер чувствителен к воздействию света и кислорода. Они вызывают процессы разложения материала, выраженные потерей блеска, растрескиванием, «мелованием» поверхности.
  • Специальные добавки в виде стабилизаторов полимерных материалов предотвращают подобные реакции.
Низкая морозостойкость (материал становится хрупким при температуре от -5 до -15 °С) устранима, если в макромолекулу добавить этилен, бутилкаучук или этиленпропиленовый каучук.

Области применения полипропилена

Наибольший промышленный интерес вызывают полипропилены изотактической группы. Процентное соотношение применения полипропилена выглядит следующим образом:

  • упаковка – 33 %;
  • транспорт – 12 %;
  • мебель – 14 %;
  • товары общего назначения – 10 %;
  • строительство – 6 %;
  • электроника – 9 %;
  • другие нужды – 16 %.

Готовая продукция из полипропилена производится несколькими способами:

  • Метод экструзии используется при производстве упаковочных материалов, канцелярской продукции, труб, пленки, нитей, волокон, одноразовой посуды, пищевой упаковки.
  • Литье под давлением применятся при изготовлении тары, медицинских изделий, бытовых изделий, аккумуляторных батарей, автозапчастей, пластиковой мебели, фитингов и др.).
  • Из-под выдува выходят фасовочные пакеты, флаконы для косметических товаров, бытовой химии, бочки, канистры, цистерны.
  • Крупные пластиковые изделия (детские игровые комплексы, уличные туалетные кабинки, септики, мусорные емкости, дорожные ограждения) получают методом ротоформования.
  • При производстве изоляционных материалов (пенополипропилена) применяют метод вспенивания.

Страны-производители

Ежегодно в мире выпускается более 50 млн тонн полипропилена. РР постепенно вытесняет другие пластмассы, такие как полистирол и ПВХ, обладающие токсичностью и слабыми утилизационными свойствами. Большую роль играет и низкая себестоимость материала. Поэтому производители готовых пластиковых изделий все чаще склоняются в пользу полипропилена. Во многих странах, в том числе и в России, строятся новые заводы по его производству.

Совсем недавно конкурентами европейских производителей были азиаты и североамериканцы. Теперь рынок полимерных пластмасс завоевывают ближневосточные, латиноамериканские производители, а также предприятия стран СНГ.

Лидером в этой области является Китай. Это связано с переносом большинства производств из стран ЕС и США. Предприятия США также имеют большой потенциал. Здесь работают более десяти крупнейших продуцентов полипропилена.

С учетом запуска новых предприятий:

  • более половины производственных мощностей будут базироваться в КНР,
  • 20 % – в Египте и странах Персидского залива),
  • 14 % придется на долю США,
  • 8 % – на страны СНГ (Казахстан и РФ).

Не стоит забывать, что крупные проекты имеются в Индии и Таиланде.

Полипропилен все чаще стали называть королем пластмасс, причем на сегодня он не является самым популярным. Невзирая на то что технический потенциал материала до конца не реализован, сфера его применения расширяется, двигаясь вперед семимильными шагами. Учитывая темпы роста производства материала, можно с большой долей уверенности сказать, что в скором будущем РР будет вне конкуренции.

greenologia.ru

Полипропилен - это... Что такое Полипропилен?

Полипропилен (ПП) — это термопластичный полимер пропилена (пропена).

Получение

Полипропилен получают полимеризацией пропилена в присутствии металлокомплексных катализаторов, например, катализаторов Циглера—Натта (например, смесь TiCl4 и AlR3):

nCh3=CH(Ch4) → [-Ch3-CH(Ch4)-]n

Параметры, необходимые для получения полипропилена близки к тем, при которых получают полиэтилен низкого давления.

При этом, в зависимости от конкретного катализатора, может получаться любой тип полимера или их смеси.

Полипропилен выпускается в виде порошка белого цвета или гранул с насыпной плотностью 0,4—0,5 г/см³. Полипропилен выпускается стабилизированным, окрашенным и неокрашенным.

Молекулярное строение

По типу молекулярной структуры можно выделить три основных типа: изотактический, синдиотактический и атактический. Изотактическая и синдиотактическая молекулярные структуры могут характеризоваться разной степенью совершенства пространственной регулярности. Стереоизомеры полипропилена существенно различаются по механическим, физическим и химическим свойствам. Атактический полипропилен представляет собой каучукоподобный материал с высокой текучестью, температурой плавления — около 80°С, плотностью — 850 кг/м3, хорошей растворимостью в диэтиловом эфире. Изотактический полипропилен по своим свойствам выгодно отличается от атактического, а именно: он обладает высоким модулем упругости, большей плотностью — 910 кг/м3, высокой температурой плавления — 165—170°С и лучшей стойкостью к действию химических реагентов. Стереоблокполимер полипропилена при исследовании с помощью рентгеновских лучей обнаруживает определенную кристалличность, которая не может быть такой же полной, как у чисто изотактических фракций, поскольку атактические участки вызывают нарушение в кристаллической решетке. Изотактический и синдиотактический образуются случайным образом;

Физико-механические свойства

В отличие от полиэтилена, полипропилен менее плотный (плотность 0,91 г/см3, что является наименьшим значением вообще для всех пластмасс), более твёрдый (стоек к истиранию), более термостойкий (начинает размягчаться при 140 °C, температура плавления 175 °C), почти не подвергается коррозионному растрескиванию. Обладает высокой чувствительностью к свету и кислороду (чувствительность понижается при введении стабилизаторов).

Поведение полипропилена при растяжении ещё в большей степени, чем полиэтилена, зависит от скорости приложения нагрузки и от температуры. Чем ниже скорость растяжения полипропилена, тем выше значение показателей механических свойств. При высоких скоростях растяжения разрушающее напряжение при растяжении полипропилена значительно ниже его предела текучести при растяжении.

Показатели основных физико-механических свойств полипропилена приведены в таблице:

Физико-механические свойства полипропилена
Плотность, г/см3 0,90—0,91
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см² 250—400
Относительное удлинение при разрыве, % 200—800
Модуль упругости при изгибе, кгс 6700—11900
Предел текучести при растяжении, кгс/см² 250—350
Относительно удлинение при пределе текучести, % 10—20
Ударная вязкость с надрезом, кгс·см/см2 33—80
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2 6,0—6,5

Физико-механические свойства полипропилена разных марок приведены в таблице:

Физико-механические свойства полипропилена различных марок Показатели / марка 01П10/002 02П10/003 03П10/005 04П10/010 05П10/020 06П10/040 07П10/080 08П10/080 09П10/200
Насыпная плотность, кг/л, не менее 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47
Показатель текучести расплава, г/10 мин ≤0 0,2—0,4 0,4—0,7 0,7—1,2 1,2—3,5 3—6 5—15 5—15 15—25
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее 600 500 400 300 300 - - - -
Предел текучести при разрыве, кгс/см², не менее 260 280 270 260 260 - - - -
Стойкость к растрескиванию, ч, не менее 400 400 400 400 400 - - - -
Характеристическая вязкость в декалине при 135 °C, 100 мл/г - - - - - 2,0—2,4 1,5—2,0 1,5—2,0 0,5—15
Содержание изотактической фракции, не менее - - - - - 95 93 95 93
Содержание атактической фракции, не более - - - - - 1,0 1,0 1,0 1,0
Морозостойкость, °C, не ниже -5 -5 -5 - - - - - -

Химические свойства

Полипропилен химически стойкий материал. Заметное воздействие на него оказывают только сильные окислители — хлорсульфоновая кислота, дымящая азотная кислота, галогены, олеум. Концентрированная 58%-ная серная кислота и 30%-ная перекись водорода при комнатной температуре действуют незначительно. Продолжительный контакт с этими реагентами при 60 °C и выше приводит к деструкции полипропилена.

В органических растворителях полипропилен при комнатной температуре незначительно набухает. Выше 100 °C он растворяется в ароматических углеводородах, таких, как бензол, толуол. Данные о стойкости полипропилена к воздействию некоторых химических реагентов приведены в таблице.

Химическая стойкость полипропилена Среда Температура, °C Изменение массы, % Примечание
Продолжительность выдержки образца в среде реагента 7 суток
Азотная кислота, 50%-ная 70 -0,1 Образец растрескивается
Натр едкий, 40%-ный 70 Незначительное  
90
Соляная кислота, конц. 70 +0,3  
90 +0,5
Продолжительность выдержки образца в среде реагента 30 суток
Азотная кислота, 94%-ная 20 -0,2 Образец хрупкий
Ацетон 20 +2,0  
Бензин 20 +13,2
Бензол 20 +12,5
Едкий натр, 40%-ный 20 Незначительное
Минеральное масло 20 +0,3
Оливковое масло 20 +0,1
Серная кислота,80%-ная 20 Незначительное Слабое окрашивание
Серная кислота,98%-ная 20 >>  
Соляная кислота, конц. 20 +0,2
Трансформаторное масло 20 +0,2

Вследствие наличия третичных углеродных атомов полипропилен более чувствителен к действию кислорода, особенно при воздействии ультрафиолета и повышенных температурах. Этим и объясняется значительно большая склонность полипропилена к старению по сравнению с полиэтиленом. Старение полипропилена протекает с более высокими скоростями и сопровождается резким ухудшением его механических свойств. Поэтому полипропилен применяется только в стабилизированном виде. Стабилизаторы предохраняют полипропилен от разрушения как в процессе переработки, так и во время эксплуатации. Полипропилен меньше, чем полиэтилен подвержен растрескиванию под воздействием агрессивных сред. Он успешно выдерживает стандартные испытания на растрескивание под напряжением, проводимые в самых разнообразных средах. Стойкость к растрескиванию в 20%-ном водном растворе эмульгатора ОП-7 при 50 °C для полипропилена с показателем текучести расплава 0,5—2,0 г/10 мин, находящегося в напряженном состоянии, более 2000 ч.

Полипропилен — водостойкий материал. Даже после длительного контакта с водой в течение 6 месяцев (при комнатной температуре) водопоглощение полипропилена составляет менее 0,5 %, а при 60ºС — менее 2 %.

Теплофизические свойства

Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен, и соответственно более высокую температуру разложения. Чистый изотактический полипропилен плавится при 176 °C. Максимальная температура эксплуатации полипропилена 120—140ºС. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств.

Превосходя полиэтилен по теплостойкости, полипропилен уступает ему по морозостойкости. Его температура хрупкости (морозостойкости) колеблется от −5 до −15ºС. Морозостойкость можно повысить введением в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом).

Показатели основных теплофизических свойств полипропилена приведены в таблице:

Теплофизические свойства полипропилена
Температура плавления, °C 160—170
Теплостойкость по методу НИИПП, °C 160
Удельная теплоёмкость (от 20 до 60ºС), кал/(г·°C) 0,46
Термический коэффициент линейного расширения (от 20 до 100 °C), 1/°C 1,1·10−4
Температура хрупкости, °C От −5 до −15

Электрические свойства

Показатели электрических свойств полипропилена приведены в таблице:

Переработка

Основные способы переработки — формование методами экструзии, вакуум- и пневмоформования, экструзионно-выдувного, инжекционно-выдувного, инжекционного, компрессионного формования, литье под давлением.

Применение

Материал для производства плёнок (особенно упаковочных), мешков, тары, труб, деталей технической аппаратуры, предметов домашнего обихода, нетканых материалов и др.; электроизоляционный материал, в строительстве для вибро- и шумоизоляции межэтажных перекрытий в системах «плавающий пол». При сополимеризации пропилена с этиленом получают некристаллизующиеся сополимеры, которые проявляют свойства каучука, отличающиеся повышенной химической стойкостью и сопротивлением старению. Для вибро- и теплоизоляции также широко применяется пенополипропилен (ППП). Близок по характеристикам к пенополиэтилену. Также встречаются декоративные экструзионные профили из ППП, заменяющие пенополистирол. Атактический полипропилен используют для изготовления строительных клеев, замазок, уплотняющих мастик, дорожных покрытий и липких пленок.

Ссылки

Книги по полипропилену

  • Перепёлкин В.П. Полипропилен, его свойства и методы переработки. – Л.: ЛДНТП, 1963. – 256 c.
  • Кренцель Б.А., Л.Г. Сидорова. Полипропилен. Киев.: Техника,1964. – 89 с.
  • Коллектив авторов (И. Амрож и т.д.). Полипропилен. Перевод со словацкого В.А. Егорова по ред. В.И. Пилиповского и И.К. Ярцева. Л.: Химия, 1967. – 316 c.
  • Иванюков Д.В., М.Л. Фридман. Полипропилен. Москва.: Химия, 1974. – 270 с.
  • Handbook of Polypropylene and Polypropylene Composites / ed. H.G. Karian. – NewYork.: MarcelDekker Inc, 2003. – 740 p.
  • Polypropylene. An A to Z reference / ed. J. Karger-Kocsis. Kluwer, 1999. - 987 p.

dic.academic.ru

Химическая стойкость полипропилена и изделий из полипропилена

    Агрессивная среда                  

Концентрация, %

Химическая стойкость при t, ºС

Агрессивная среда Концентрация, % Химическая стойкость при t, ºС

30

60

100

30 60 100

Ацетальдегид

TR

УС

-

-

Гексан TR С УС -

Ацетальфенон

TR

С

С

-

Гексантриол (1,2,6) TR С С -

Ангидрид уксусной к-ты

TR

С

-

-

Гидразингидрат TR С - - Азотная кислота 10% С УС - Фтороводородная кислота 48% С УС Н Азотная кислота 10-50% УС НC НC Соляная кислота 20% С С - Азотная кислота >50% НC НC НC Соляная кислота 20-36% С УС УС

Уксусная кислота разбавленная

TR

С

УС

УС

Фтористоводородная кислота 40% С С -

Уксусная кислота разбавленная

40%

С

С

-

Фтористоводородная кислота 70% С УС -

Ацетон

TR

С

-

-

Водород TR С С -

Кислотный ацетангидрид

40%

С

С

-

Хлористый водород TR С С -

Акрилонитрил

TR

С

УС

-

Пероксид водорода 30% С УС -

Адипиновая кислота

TR

С

С

-

Цианистоводородная кислота TR С С -

Воздух

TR

С

С

С

Сернокислый гидроксидаммоний 12% С С -

Сульфат Aleune Me-Me III

GL

C

C

-

Лодиновый раствор H С УС -

Аппиловый спирт разбавл.

96%

C

C

-

Изооктан TR С УС Н

Квасцы

TR

С

С

-

Изопропил TR С С С

Хлорид алюминия

GL

С

С

-

Керосин H С УС Н

Сульфат алюминия

GL

С

С

-

а-оксипропоновая кислота 90% С С -

Амбарная кислота

GL

С

С

-

Ланолин H С УС -

Двуамино этанол

TR

C

-

-

Ацетат свинца GL С С Н

Аммиак, газ

TR

C

C

-

Льняное масло H С С С

Аммиак, жидк.

TR

C

C

-

Смазочные масла TR С УС Н

Анилин

TR

C

-

-

Хлорид магния GL С С С

Аммиак, вода

GL

C

C

-

Гидроксикарбонат магния GL С Н Н

Ацетат аммония

GL

C

C

-

Соли магния GL С С -

Карбонат аммония

GL

C

C

-

Сульфат магния GL С С С

Хлорид аммония

GL

C

-

-

Ментол TR С УС -

Флорид аммония

L

C

C

-

Метанол TR С С -

Нитрат аммония

GL

C

C

C

Метахол 5% С С УС

Фосфат аммония

GL

C

C

C

Метилацетат TR С С -

Сульфат аммония

GL

C

C

C

Метиламин 32% С - -

Ацетат амила

TR

УС

С

-

Метилбромид TR Н Н Н

Амиловый спирт

TR

С

-

С

Метилхлорид TR Н Н Н

Анилин

TR

УС

С

-

Метилэтилкетон TR С УС -

Гидрохлорид анилина

GL

С

УС

-

Ртуть TR С С -

Анон

TR

УС

С

-

Соли ртути GL С С -

Анон (циклогексаэнон)

TR

УС

УС

НС

Молоко H С С С

Антифриз

H

С

НС

С

Минеральная вода H С С С

Трихлорид антимония

90%

С

С

-

Меласса H С С С

Яблочная кислота

L

C

C

-

Моторное масло TR С УС -

Яблочная кислота

GL

C

C

-

Природный газ TR С - -

Яблочное вино (орто)

H

C

C

-

Соли никеля GL С С -

Царская водка

H

C

C

C

2-нитролуол TR С УС -

Мышьяковая кислота

40%

С

С

-

Азотистые газы Все С С -

Мышьяковая кислота

80%

С

С

УС

Олеум (h3SO4+SO3) TR Н Н Н

Гидроксид бария

GL

С

С

С

Оливковое масло TR С С УС

Соли бария

GL

С

С

С

Щавелевая кислота GL С С Н

Аккумуляторная кислота

Н

С

С

-

Кислород TR С - -

Пиво

Н

С

С

С

Озон 0.5ppm С С -

Альдегид

GL

С

С

-

Парафиновые эмульсии H С С -

Смесь бензин-бензол

8090

УС

НС

НС

Парафиновое масло TR С С Н

Бензол

TR

УС

НС

НС

Перхлорная кислота 20% С С -

Хлорид бензила

TR

УС

-

-

Перхлорэтилен TR УС УС -

Бура

L

С

С

-

Нефть TR С УС -

Борная кислота

GL

С

С

С

Эфир нефти TR С УС -

Бром

TR

НС

НС

НС

Фенол 5% С С -

Пары брома

все

УС

НС

НС

Фенол 90% С - -

Бутадиен, газ

TR

УС

НС

НС

Фенилгидразин TR УС УС -

Бутан (2) диол (1,4)

TR

С

С

-

Гидрохлорид, фенил гидразина TR С УС -

Бутадиол

TR

С

С

-

Фосген TR С УС - Бура L C C - Фосфаты GL С С -

Бутантриол (1,2,4)

TR

С

С

-

Фосфорная (ортофосфорная) кислота 85% С С C

Бутан (2) диол (1,4)

TR

С

-

-

Оксихлорид фосфора TR УС - -

Ацетат бутила

TR

УС

НС

НС

Фталивая кислота GL С С -

Бутиловый спирт

TR

С

УС

УС

Фотоэмульсии H С С -

Бутиловый фенол

GL

С

-

-

Ванны с фотозакрепителем H С С -

Бутиловый фенол

TR

НС

-

-

Пикриновая кислота GL С С -

Бутиленовый гликоль

10%

С

УС

-

Бихромат калия GL С С -

Бутиленовый гликоль

TR

С

-

-

Бромат калия 10% С С -

Хлорид кальция

GL

С

С

С

Бромид калия GL С С -

Бутилен жидк.

TR

УС

-

-

Карбонат калия GL С С -

Карбонат кальция

GL

С

С

С

Хлорат калия GL С С -

Гидрохлорид кальция

GL

С

С

С

Хлорид калия GL С С -

Гипохлорит кальция

L

С

-

-

Хромат калия GL С С -

Нитрат кальция

GL

С

С

-

Цианид калия L С С -

Карболин

Н

С

-

-

Фторид калия GL С С - Агрессивная среда Концентрация, % Химическая стойкость при t, ºС Агрессивная среда Концентрация, % Химическая стойкость при t, ºС 30 60 100 30 60 100

Диоксид углерода, газ

Все

С

С

-

Гидрогенкарбонат калия GL С С -

Диоксид углерода, жидк.

Все

С

С

-

Гидроксид калия 50% С С С

Карбоним оноксид

Все

С

С

-

Иодид калия GL С С -

Карбонсульфид

TR

НC

НС

НС

Нитрат калия GL С С -

Каустиковая сода

80%

С

С

С

Перхлорат калия 10% С С -

Хлорал

TR

С

С

-

Перманганат калия GL С Н -

Хлорамин

L

С

-

-

Персульфат калия GL С С -

Хлорэтанол

TR

С

С

-

Сульфат калия GL С С -

Хлорноватая кислота

1%

С

УС

НС

Пропан, газ TR С - -

Хлорноватая кислота

10%

С

УС

НС

Пропонол (1) TR С С -

Хлорноватая кислота

20%

С

НС

НС

Пропаргиловый спирт 7% С С -

Хлор

0,5%

УС

-

-

Пропионовая (пропановая) кислота >50% С - -

Хлор

1%

НС

НС

НС

Пропиленовый гликоль TR С С -

Хлор

GL

УС

НС

НС

Пиридин TR УС УС -

Хлор, газ

TR

НС

НС

НС

Морская вода H С С С

Хлор, вода

TR

НС

НС

НС

Кремниевая кислота Все С С -

Хлоруксусная кислота

L

C

C

-

Кремнефтористая кислота 32% С С -

Хлорбензол

TR

УС

-

-

Силиконовая эмульсия H С С -

Хлороформ

TR

УС

НС

НС

Силиконовое масло TR С С С

Хлорсульфоновая кислота

TR

НС

НС

НС

Нитрат серебра GL С С УС

Хромовая кислота

40%

УС

УС

НС

Соли серебра GL С С -

Хромовая к-та/серная к-та/вода

1%/25%/30%

НС

НС

НС

Ацетат натрия GL С С С

Хротоновый альдегид

TR

 С

-

-

Бензоат натрия 35% С С -

Лимонная кислота

VL

С

С

С

Бикарбонат натрия GL С С С

Городской газ

Н

С

-

-

Бисульфат натрия GL С С -

Кокосовое масло

TR

С

-

-

Бисульфит натрия L С - -

Кокосовый жирный спирт

TR

С

УС

-

Карбонат натрия 50% С С УС

Коньяк

Н

С

С

-

Хлорат натрия GL С С -

Хлорид  меди (II)

GL

С

С

-

Хлорид натрия VL С С С

Цианид  меди (I)

GL

С

С

-

Хлорит натрия 2-20% С УС Н

Нитрат  меди(II)

30%

С

С

С

Хромат натрия GL С С С

Сульфат  меди

GL

С

С

-

Гидрат натрия 60% С С С

Кукурузное  масло

TR

С

УС

-

Гипохлорид натрия 20% Н Н Н

Хлопковое  масло

TR

С

С

-

Гипохлорид натрия 10% С - -

Крезол

90%

С

С

-

Гипохлорид натрия 20% УС УС Н

Крезол

> 90%

С

-

-

Нитрат натрия GL С С -

Циклогексан

TR

С

-

-

Силикат натрия L С С -

Циклогексанол

TR

С

УС

-

Сульфат натрия GL С С -

Декстрин

L

С

С

-

Сульфид натрия GL С С -

Глюкоза

20%

С

С

С

Сульфид натрия 40% С С С

1,2 диаминэтан

TR

С

С

-

Тиосульфат натрия GL С С -

Дихлоруксусная кислота

TR

УС

-

-

Трифосфат натрия GL С С -

Дихлоруксусная кислота

50%

С

С

-

Соевое масло TR С УС -

Дихлорбензин

TR

УС

-

-

Крахмальный раствор Все С С -

Дихлорэтилен (1,1-1,2)

TR

УС

-

-

Крахмальный сироп Все С С -

Дизельная  смазка

Н

С

УС

-

Диоксид серы Все С С -

Диэтиловый  амин

TR

С

-

-

Диоксид серы, газ TR С С -

Диэтиловый  эфир

TR

С

УС

-

Диоксид серы, жидкость Все С С -

Дигликолевая  кислота

GL

С

С

-

Серная кислота 10% С С С

Дигексил  фталата

TR

С

УС

-

Серная кислота 10-80% С С -

Диметиформамид

TR

С

С

-

Серная кислота 80%-TR УС Н -

Диметиловый амин

100%

С

-

-

Олеум Все С С -

Диенбутиловый  эфир

TR

УС

-

-

Триоксид серы Все С С -

Динониловый  фталат

TR

С

УС

-

Дягтерное масло H С Н Н

Диоксан

TR

УС

УС

-

Тетрахлорэтан TR УС Н Н

Питьевая вода

TR

С

С

С

Тетрахлорэтилен TR УС УС -

Этанол

L

С

С

-

Тетрахлорметан TR Н Н Н

Этанол+2% толуола

95%

С

-

-

Тетраэтил свинца TR С - -

Этилацетат

TR

С

УС

НС

Тетрагидрофуран TR УС Н Н

Этиловый спирт

TR

С

С

С

Тетрагидронафтален TR Н Н Н

Этиловый бензол

TR

УС

НС

НС

Трионилхлорид TR УС Н Н

Этиловый хлорид

TR

НС

НС

НС

Тин (II) хлорид GL С С -

Этиленовый диамин

TR

С

С

-

Тин (IV) хлорид GL С С -

Этиленовый гликоль

TR

С

С

С

Толуол TR УС Н Н

Оксид этилена

TR

НС

-

-

Трихлорэтилен TR Н Н Н

Кислота жирного ряда

20%

С

-

-

Трихлорацетиленовая кислота 50% С С -

Жирные кислоты > С4

TR

С

УС

-

Трикрезилфосфат TR С УС -

Брожение солода

Н

С

С

-

Триэтаноламин L С - -

Соли удобрений

GL

С

С

-

Винный уксус H С С С

Пленочная ванна

Н

С

С

-

Ксилол, диметилбензол TR УС Н Н

Формальдегид

40%

С

С

-

Дрожжи Все С - -

Фтор

TR

НС

-

-

Цинк GL С С -

Кремне-фтористо-водородная к-та

32%

С

С

-

Триоктилфосфат TR С - -

Фруктоза

6

С

С

С

Мочевина GL С С -

Муравьиная кислота

10%

С

С

УС

Вазелиновое масло TR С УС -

Муравьиная кислота

55%

С

УС

НС

Уксус H С С С

Фруктовые соки

Н

С

С

С

Винилацетат TR С УС -

Фурфуриловый спирт

TR

С

УС

-

Стиральный порошок VL С С -

Желатин

L

С

С

С

Вода чистая H С С С

Глюкоза

20%

С

С

С

Воск H С УС -

Глицерин

TR

С

С

С

Винная кислота 10% С С -

Гликолиевая кислота

30%

С

УС

-

Вина H С С -

Топленый животный жир

Н

УС

-

-

Циклогексан TR С - -

НС1/НСО3

75%/25%

НС

НС

НС

Циклогегсанол TR С УС -

Гептан

TR

С

УС

НС

Циклогексанон TR УС Н Н

wg-moscow.ru

Описание и получение полипропилена

Промышленный выпуск полипропилена самой первой организовала итальянская фирма «Монтскатини» в конце 1957 г. В настоящее время большие промышленные мощности введены в строй во многих странах, в том числе и в России.

1. Сырье и получение полипропилена

Пропилен выделяют из газов крекинга нефти или нефтепродуктов. Создавая нужные условия крекинга, а именно: давление, температуру, продолжительность процесса и применяя требуемый катализатор, можно направить деструкцию углеводородов, входящих в состав нефти, в сторону образования преимущественно пропилена и этилена. Выделение из смеси пропилена и очистка его осуществляются методом глубокого охлажения.

Пропилен — это бесцветный горючий газ со слабым запахом. Молекулярная масса его 42,078, температура плавления — 185,25°С, температура кипения — 47,70оС, температура самовоспламенения — 455°С, пределы взрываемости в смеси с воздухом — 2,0—11,1% (объемных). В газах крекинга нефти он содержится в количестве 5—18% (по массе). Пропилен весьма реакционноспособен и легко присоединяет по двойным связям разнообразные соединения.

В промышленности полипропилен получают полимеризацией пропилена в растворителе (бензине, гектане, пропане) при давлении 1—4 МПа (в зависимости от применяемого растворителя). Реакция идет при 70°С в присутствии каталитического комплекса AiRg + TiCI3. Максимальная активность катализатора при молярном соотношении AiRg: TiCl3>3 : 2. Степень кристалличности полипропилена зависит от размера частиц катализатора. Активность наиболее часто применяемого каталитического комплекса уменьшается в присутствии кислорода воздуха или следов влаги, поэтому полимеризацию производят в атмосфере азота, используя тщательно осушенные растворитель и пропилен.

В аппаратах 1 м2 приготовляют катализатор. Компоненты катализатора дозируются насосами и попадают в заданном соотношении в полимеризатор, куда одновременно поступает и мономер. Тепло полимеризации отводят за счет охлаждения стенок реактора или охлаждающим змеевиком. Образующаяся суспензия полимера самотеком поступает в сборник, в котором находится спирт (высший) для прекращения полимеризации и разложения катализатора. Затем производят фильтрацию полимера и удаление остатков растворителя острым водяным паром. В силу малой плотности полипропилена он всплывает на поверхность воды. После отделения полипропилена от воды и сушки он подвергается окончательной просушке в потоке азота.

Метод производства изотактического полипропилена в присутствии окисно-хромовых катализаторов на алюмосиликате.

Большое внимание уделяют дальнейшему усовершенствованию процесса полимеризации. Так, в Англии был предложен метод полимеризации полипропилена в сжиженных низкокипящих углеводородах (в чистом пропилене, пропане или бутане). При этом упрощается очистка исходных углеводородов, отвод тепла полимеризации за счет теплоты испарения растворителя и появляется возможность, высоких скоростей полимеризации.Ведутся работы в направлении уменьшения количества циркулирующих растворителей в процессе полимеризации. С этой целью предлагается проводить полимеризацию газообразного полипропилена под действием комплексных катализаторов: треххлористого титана + триэтилаллюминия, нанесенных на частицы порошкообразного полимера или при температурах выше температуры плавления полипропилена, когда образовавшийся полимер стекает с носителя катализатора.

2. Свойства и применение полипропилена

В зависимости от условий проведения процесса полимеризации пропилена получают полимеры с различной молекулярной структурой, которая и определяет их физико-механические свойства.

Изотактическая и синдиотактическая молекулярные структуры могут характеризоваться разной степенью совершенства пространственной регулярности.

Стереоизомеры полипропилена существенно различаются по механическим, физическим и химическим свойствам. Атактический полипропилен представляет собой каучукоподобный материал с высокой текучестью, температурой плавления — около 80°С, плотностью — 850 кг/м3, хорошей растворимостью в диэтиловом эфире. Изотактический полипропилен по своим свойствам выгодно отличается от атактического, а именно: он обладает высоким модулем упругости, большей плотностью — 910 кг/м3, высокой температурой плавления — 165—170°С и лучшей стойкостью к действию химических реагентов. Стереоблокполимер полипропилена при исследовании с помощью рентгеновских лучей обнаруживает определенную кристалличность, которая не может быть такой же полной, как у чисто изотактических фракций, поскольку атактические участки вызывают нарушение в кристаллической решетке.

Полипропилен обладает ценными свойствами для его разностороннего использования в строительной технике. Основное влияние на свойства полипропилена и строительных изделий из него (труб, пластин, пленок) оказывает молекулярная и надмолекулярная структура в полимерной цепи.

Полипропилен характеризуется весьма сложной молекулярной структурой, так как помимо химического состава мономера, средней молекулярной массы и молекулярного распределения на его структуру большое влияние оказывает пространственное расположение боковых групп по отношению к главной цепи.

В техническом отношении наиболее важен и перспективен изотактический полипропилен. В зависимости от типа и соотношения присутствующих стереоизомеров свойства полипропилена изменяются в широком диапазоне. От молекулярной структуры полимеров зависит способность их переработки теми или иными методами, которые в свою очередь в значительной степени предопределяют свойства готовых изделий.

3.Краткое описание влияния основных структурных параметров на свойства полипропилена.

Молекулярная масса полипропилена колеблется в широких пределах— от 35 000 до 150 000. Полимеры с молекулярной массой ниже 35 000 обладают большей хрупкостью.

Различные физико-механические свойства полимера зависят от величины молекулярной массы по-разному. Так, при механических нагрузках, связанных с малыми деформациями или малыми скоростями, с изменением молекулярной массы (у полипропилена с низкой молекулярной массой) такие свойства полимера, как предел текучести, модуль упругости, изменяются незначительно. Показатели механических свойств полипропилена, связанные с большими деформациями, сильно зависят от молекулярной массы. Так, предел прочности при растяжении, относительное удлинение при разрыве, ударная вязкость с уменьшением молекулярной массы снижаются. На указанные свойства влияет также полидисперсность. Последнее объясняется тем, что при высоких деформациях ведущую роль начинают играть атактические аморфные области полимера. Чем больше концов макромолекулярных цепей будет находиться в этих областях, а их концентрация, естественно, возрастает с уменьшением длины макромолекул, тем быстрее осуществляется их взаимное ослабление, сдвиг или удаление друг от друга. Это происходит потому, что они связаны лишь межмолекулярными связями, которые значительно слабее, чем химические связи цепи или силы сцепления, действующие в кристаллических областях.

Механические свойства полипропилена зависят от его средней молекулярной массы, полидисперсности и содержания атактической фазы. Последнее определяется взвешиванием остатка полимера после экстракции кипящим н-гептаном, в котором растворяется атактический полимер. С уменьшением изотактической фазы, следовательно, с увеличением атактической механические свойства полипропилена ухудшаются.

Молекулярная масса обычно определяется вязкостью в растворах о-ксилола при 120°С. В качестве показателя молекулярной массы используется индекс расплава. Чем он ниже,тем выше молекулярная масса полимера. Обычно полипропилен имеет индекс расплава 0,2—5,0 г/10 мин.

С повышением молекулярной массы механические показатели полипропилена улучшаются (предел текучести и предел прочности при растяжении). Ударная вязкость изотактического полипропилена не может быть определена при 20°С, так как этот полимер не разрушается в обычных температурных условиях. При более низких температурах, например, она имеет следующие величины: при —20°С ударная вязкость составляет 20—30 кДж/м2и при —80°С  13—17 кДж/м2.

4.Теплофизические свойства.

Изотактический полипропилен резко отличается от атактического, причем не только в твердом виде, но и в расплаве. Удельная теплоемкость изотактического полипропилена возрастает линейно при температуре до 100°С, а при более высокой удельная теплоемкость резко возрастает, переходит через крутой максимум в область температуры плавления (166°С), а затем падает до относительно постоянной величины примерно 2,72 кДж/кг°С (для расплава). Кривая температурной зависимости удельной теплоемкости для атактического полипропилена имеет более сложную форму.

Вследствие неоднородности молекул и различных размеров кристаллитов температура плавления полипропилена изменяется от 160 до 175°С. При отсутствии механического воздействия изделия из полипропилена сохраняют форму при температуре 150°. На теплоемкость полипропилена оказывает большое влияние наличие примеси и контакт с некоторыми металлами, например медью или ее сплавами. Поэтому при устройстве полипропиленовых трубопроводов для горячего водоснабжения не следует применять фитинги, содержащие медные элементы.

Химическая стойкость полипропилена благодаря его парафиновой структуре весьма высока. При нормальной температуре изотактический полипропилен очень хорошо противостоит действию органических растворителей. Однако любое нарушение правильности структуры цепей, проявляющееся в уменьшении степени кристалличности полипропилена, вызывает снижение его стойкости к растворителям. Вследствие плохой растворимости полипропилена исключается возможность склеивания полипропиленовых деталей и получения пленок и защитных покрытий методом полива и нанесения растворов.

Для характеристики химической стойкости различных полимеров, в том числе полипропилена, имеются специальные таблицы, в которых указывается стойкость полимера к реагентам (растворителям, кислотам, щелочам, солям) при различных их концентрациях и температурах. Минеральные и растительные масла даже при длительном их воздействии адсорбируются полипропиленом в ничтожно малых количествах.

Все виды полипропилена не поглощают воду, за исключением ничтожной поверхности адсорбции.

Атмосферостойкость полипропилена в условиях воздействия солнечного света и повышенной температуры должна быть признана недостаточной, так как в этих условиях полипропилен подвергается деструкции со значительным снижением физико-механических свойств. В целях предотвращения деструкции полипропилена при его термической обработке (нагреве и окислении) и при эксплуатации изделий (пленок, труб) необходимо введение в полипропилен стабилизаторов. Особенно сильно изменяется нестабилизированный полипропилен при воздействии прямого солнечного света, в результате чего полимер и изделия из него становятся хрупкими.

Ультрафиолетовые лучи оказывают сильное окислительное действие, причем введение в полимер антиоксидантов дает ингибирующее действие лишь в течение короткого времени. Наиболее эффективно действуют на полипропилен ультрафиолетовые лучи с длинной волной (300—370 мкм), в результате чего полимер теряет механическую прочность.

На деструкцию полипропилена большое влияние оказывает температура— повышение ее на каждые 10°С почти вдвое ускоряет деструкцию. Хорошим стабилизатором для полипропилена является сажа — введение ее до 2% значительно снижает деструкцию: Для снижения окислительной деструкции полипропилена можно применять также ди(оксифинил) -сульфит в количестве 1—2%. Время хрупкости при 140 оС (время, по истечении которого происходит излом пленки из полипропилена при ее полном складывании) составляет 24—40 сут. Полипропилен с введением в него стабилизаторов устойчив от окисления и деструкции даже при нагревании в течение нескольких часов до 300°С.

В строительной технике полипропилен пока не нашел широкого применения, но должен быть отнесен к весьма перспективным материалам как в силу высоких технических свойств, так и ввиду многообразия методов его технологической переработки в изделия (экструзии, литья под давлением, выдувания, прессования и вакуум-формования). К недостаткам полипропилена как сырья для изготовления строительных материалов и изделий относится его плохая склеиваемость. Лишь при применении хлоропреновых клеев достигаются приемлемые результаты, хотя прочность места склеивания уступает прочности самого материала.

Сварка полипропиленовых изделий и материалов дает хорошие результаты и осуществляется горячей струей воздуха или азота, нагретого до 220°С.

Для повышения ударной вязкости строительных изделий следует применять полипропилен с нужным индексом расплава и совмещать его с синтетическими каучуками, полиизобутиленом и бутил-каучуком.

Из полипропилена изготовляют следующие виды изделий для строительной техники: трубы, пленки, листы, вентиляционные решетки и санитарно-техническое оборудование. Для изготовления труб методом экструзии наиболее пригодны полипропилены с высокой и средней степенью кристалличности, индекс расплава которых лежит в пределах от 0,5 до 3,0. Полипропиленовые трубы выпускают диаметром 25—150 мм. Они более прочны, чем трубы из полиэтилена, значительно более теплостойкие, но по морозостойкости уступают полиэтиленовым трубам. Для изготовления полипропиленовых труб может быть применен также метод центробежного литья. Полипропиленовые трубы применяют для горячего водоснабжения и для транспортировки "агрессивных" жидкостей. Пленки из полипропилена изготовляют экструзией с раздувом и вытяжкой. Они весьма прозрачны и прочны, обладают хорошей свариваемостью, малой водо-, паро- и газопроницаемостью. Применяют их для различных видов изоляции сооружений. Листы из пропилена изготовляют толщиной до 0,5 мм методом экструзии или прессованием. Применяют для изготовления различных емкостей в санитарной технике, вентиляторов, решеток и пр. Полипропилен можно применять для защитных покрытии металла путем распыления или погружения.

Аморфный полипропилен используют для изготовления строительных клеев, замазок, уплотняющих мастик и липких пленок.

plastichelper.ru


Смотрите также