Полипропилен – твердое вещество белого цвета, является продуктом полимеризации пропилена и принадлежит к классу полиолефинов. Проще говоря, это пластиковый полимер с широкой областью применения. Сегодня он является наиболее востребованным современным пластиком, благодаря своим отличным потребительским свойствам и универсальностью использования.
Материал получают из пропилена, формула которого C3H6, в результате реакции между пропеном и катализатором Циглера-Натта. Таким образом, его химическая формула выглядит так – (C3H6)*n. Сегодня существует несколько разновидностей этого вещества, все они имеют одну формулу, но отличаются пространственной структурой: изотактический, синдиотактический, атактический.
Для каждого из них характерны свои физические и химические свойства. Например, атактический полимер характеризуется текучестью и низкой температурой плавления, а изотактический, наоборот, упругий и плотный, плавится при 170 градусов Цельсия.
Технические характеристики
Сегодня полипропилен занимает второе место на мировом рынке по объему потребления, немного уступая полиэтилену.
Рассмотрим его физические и химические характеристики, которые непосредственно влияют на сферу применения.
Основные физические свойства
- Низкая плотность материала. Полипропилен имеет самую низкую плотность из всех пластмасс, что выгодно отличает его от более плотных аналогов.
- Высокая прочность. Многочисленные эксперименты показали, что он выдерживает большую нагрузку, что намного превышает возможности полиэтилена.
- Устойчивость к низким температурам. Полимер прекрасно справляется с отрицательными температурами, выдерживая – 10 градусов по Цельсию и более низкие температуры.
- Устойчивость к высоким температурам. Выдерживает не только низкие, но и высокие температуры, его температура плавления составляет 160 – 170 градусов по Цельсию.
- Устойчивость к резким перепадам температуры. Быстрая смена температурного режима также не страшна этому материалу. Хорошо выдерживает стремительный переход от минуса к плюсу и обратно.
- Превосходные диэлектрические свойства. Высокая диэлектрическая константа вместе с большой диэлектрической прочностью обеспечивают широкие возможности его применения в качестве электроизоляционного материала.
- Легкая обработка. Полипропилен легко поддается сварке, распилу, сверлению, хорошо гнется, что значительно расширяет возможности его применения в промышленности и быту.
Химические характеристики
- Устойчивость к агрессии химических веществ. Эта особенность материала позволяет широко применять его для нужд химических предприятий. Он выдерживает воздействие раскаленного металла, различных кислот и испарений. В частности, это свойство используется при изготовлении воздуховодов и вентиляции для вредных производств.
- Экологичность и безопасность для окружающей среды и человека. Многочисленные опыты доказали нетоксичность и абсолютную экологическую безопасность этого материала для окружающей среды и человека. Поэтому он используется при производстве емкостей для воды, а также различных жидкостей и сыпучих продуктов питания. Очень часто его применяют при строительстве сооружений для очистки воды.
Основные технические характеристики и свойства полипропилена представлены в таблице.
| Основные свойства полипропилена | |
| Плотность, г/см | 0,90 – 0,92 |
| Массовая доля изотактической фракции, % | 95 – 98 |
| Массовая доля атактической фракции, % | 2 – 5 |
| Предел прочности при разрыве, кг/см2 | 260 – 400 |
| Относительное удлинение при разрыве, % | 200 – 700 |
| Температура плавления, Сº | 160 – 170 |
| Температура стеклования, Сº | -10… — 20 |
| Степень кристалличности, % | 50 – 75 |
| Морозостойкость, Сº | — 10 и ниже |
| Теплопроводность, кал/сек*см*град | 0,00033 |
| Удельная теплоемкость, кал/г*град | 0,40 – 0,50 |
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.
Сфера применения
Получение полимерных материалов в свое время было настоящим прорывом. Низкая себестоимость и отличные физические и химические свойства полипропилена способствовали развитию многих отраслей промышленности. Благодаря внедрению новых технологий удалось повысить эффективность производства, заменить многие дорогостоящие материалы более современными и прогрессивными.
Полипропилен послужил основой для получения множества модифицированных материалов, среди них высокопрочные пластики и смесевые термоэластопласты.
Новые высокотехнологичные материалы являются экологически чистыми и легко подвергаются переработке и утилизации.
Все это способствует тому, что полипропилен постепенно вытесняет с рынка такие материалы, как поливинилхлорид, АБС-пластик, полистирол и другие. Широко используется во всех ключевых отраслях современной мировой экономики: электронике, машиностроении, строительстве и многих других. Во многом по этой причине полипропилен получил народное название «король пластмасс». И хотя пока он не является лидером в своем сегменте, постепенно сфера его применения расширяется.
Преимущества
У пластиковых труб не бывает проблем с коррозией – и это главное их преимущество перед, например, стальными трубами. Если же сравнивать с нержавеющими или медными трубами, которые тоже славятся своей долговечностью, то пластиковые намного выигрывают в цене.
Гладкая внутренняя поверхность обеспечивает хорошую скорость движения воды в водопроводе, трубы не обрастают накипью и отложениям.
А значит, с годами не меняется пропускная способность и эффективность трубопровода, ведь просвет остаётся того же диаметра.
Ещё один фактор в пользу пластика – простота их монтажа. Трубы лёгкие, поэтому их можно привезти на семейном автомобиле и самостоятельно разгрузить. Для соединений используются фитинги или паяльник, освоить работу с которым, несложно даже для непрофессионалов строительного дела.
Цена, коррозийная устойчивость, срок службы в полвека и простота монтажа, сделали пластиковые трубы народным товаром!
Упаковочные материалы и полипропиленовые волокна
Полипропилен широко применяется в упаковке. Например, полипропиленовые пленки, пожалуй, самый популярный упаковочный материал в мире. В чем-то они схожи с полиэтиленом, но по некоторым параметрам даже превосходят его. Главные преимущества полипропиленовой пленки над полиэтиленовой заключаются в следующем:
- лучшие показатели устойчивости к высоким температурам и агрессивным веществам;
- отличные потребительские свойства – прозрачность, прочность, гибкость и экологичность;
- лучшие презентационные характеристики.
Не так давно на рынке появились так называемые ориентированные пленки, особая технология производства позволила значительно улучшить и без того превосходные качества полипропиленовых пленок. Например, прозрачность ориентированной пленки в четыре раза лучше, чем у обычного полипропиленового материала.
В последние годы полипропилен стал часто использоваться при производстве пластиковой тары – бутылок, банок и других емкостей, а также крышек для них. Кроме этого его используют для производства различных контейнеров и емкостей для перевозки химикатов.
Низкая себестоимость полипропиленовых волокон обеспечила им широкое распространение в текстильной промышленности.
Имея невысокую стоимость, при этом они отличаются высокой прочностью и хорошей эластичностью. Еще одним достоинством этих синтетических волокон является превосходная термостойкость. Единственным, но существенным их недостатком является чувствительность к ультрафиолету, что несколько тормозит повсеместное распространение полипропиленовых волокон.
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.
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.
Полиэтилен – полимер с широким температурным диапазоном эксплуатации
Полиэтилен, зависимо от его плотности, плавится при температурах в диапазоне 105-135 градусов, а этот материал высокого давления подвержен плавлению и вовсе лишь при 137 градусах. Этот его параметр, а также устойчивость при низких температурах, позволяют эффективно и безопасно использовать полиэтилен/изделия из него в диапазоне -60 – +100 градусов.
Более высокими техническими параметрами (температура плавления – 200 градусов, большие плотность и прочность, устойчивость к агрессивному воздействию химических веществ, наличие «памяти формы») от обычного отличается, так называемый, «сшитый» полиэтилен. Он производится полимеризацией этилена под высоким давлением.
Товары для детей
Исключительная безопасность материала позволяет использовать его для производства детских товаров.
Посуда, бытовые принадлежности, игрушки и множество другой продукции для самых маленьких изготавливаются из полипропилена.
Сочетание нескольких его свойств – экологичность, высокая износостойкость, прочность обуславливают его широкое применение в быту.
Мировое потребление полипропилена увеличивается с каждым годом. Его доля в производстве товаров народного потребления неуклонно растет. Он постепенно захватывает новые сегменты рынка, вытесняя менее технологичные полимеры, прежде всего, полистирол и ПВХ. Уступая по такому показателю как экологичность, они постепенно сдают свои позиции на мировом рынке. Под влиянием общественности европейские законодатели медленно, но верно расчищают дорогу новых технологиям. Такие важные показатели как нетоксичность и легкая утилизация уверенно выводят его в лидеры.
Еще одним немаловажным фактором, способствующим росту популярности вещества, является низкая по сравнению с конкурентами цена. Себестоимость является определяющим критерием при производстве любой продукции, и поэтому производители все чаще обращают свое внимание в сторону более дешевых и технологичных материалов.
Перспективы у этого высокотехнологичного материала весьма радужные. Очевидно, что его процент в мировом потреблении будет увеличиваться. Этому способствуют и постоянные исследования, и появление новых технологий и модификаций полипропилена. С большей долей вероятности, так будет продолжаться пока не появятся более совершенные синтетические материалы, но даже тогда пропилен будет широко использоваться в промышленности и народном хозяйстве.
Области использования полиэтиленовых труб
Основным направлением использования полиэтиленовых труб являются системы газо- и водоснабжения.
Основным направлением использования полиэтиленовых труб являются системы газо- и водоснабжения. Но на этом варианты использования не заканчиваются. С успехом используется полиэтилен при необходимости транспортировки воды питьевой и технической, газа и различных его смесей, для устройства канализации, для защиты электрических кабелей, в системах отопления (например, «теплый пол»).
В производстве полиэтиленовых труб, предназначенных для водопроводных и газопроводных трубопроводов, используются в основном марки импортного полиэтилена (ПЭ 80, ПЭ 100). Стенки полиэтиленовых систем разнообразной толщины от 2.4 до 58.8 миллиметров. Диаметр варьируется от 20 до 1200 миллиметров. Длина конструкций из полиэтилена может быть до 12 м и в бухтах длиной до 200 м.
Монтаж полиэтиленовых труб выполняется легко и удобно. Соединять их можно либо способом нагрева стыков, либо, применяя специальные фитинги, сварочным методом.
Способы соединения полиэтиленовых труб
Полиэтиленовые трубы достаточно технологичны и просты в своём монтаже. Создать водопроводную сеть из РЕХ-труб можно своими руками, без привлечения дорогостоящих специалистов. Монтаж трубопровода осуществляется тремя основными способами.
Способ: компрессионный
Для стыковки труб данным способом применяют специальные пресс-фитинги, и способность полиэтилена восстанавливать свою первоначальную форму.
Для компрессионного способа не требуется дорогого инструмента, вся работа производится вручную. На конец трубы натягивается обжимная гайка, затем – срезное кольцо, которое фиксируется в 1мм от торцевого края трубы. Затем на торец натягивается сам компрессионный фитинг.
Та же операция производится и с концом второй стыкуемой трубы, после чего обе половины фитинга стыкуются и скрепляются между собой при помощи обжимной гайки. Закручивать её следует от руки, при помощи мускульной силы. Ключи следует использовать только в крайнем случае, дабы не повредить пластиковую конструкцию.
Способ: опрессовочный
Скрепление РЕХ-труб осуществляется при помощи соединительных фитингов
Опрессовочный способ соединения РЕХ-труб производится при помощи особого ручного инструмента – расширителя. На один конец стыкуемых труб надевают опрессовочное кольцо, затем при помощи расширителя этот конец расширяется до тех пор, пока в него не будет свободно входить фитинг.
Такую же операцию производят и с концом второй трубы. Спустя несколько минут растянутые концы полиэтиленовых труб принимают свой первоначальный размер, плотно охватывая фитинг. Для большей надёжности сверху закрепляется опрессовочное кольцо.
Способ: электросварочный
Достаточно редкий способ соединения, из-за необходимости иметь специальное дорогостоящее оборудование.
Самый затратный, с точки зрения финансовых расходов – электросварочный метод соединения сшитого полиэтилена. Для соединения труб потребуются специальные электромуфты. Они представляют собой обычный наружный фитинг, но внутри которого проложена спираль из металлического проводника с высоким удельным сопротивлением. От обоих концов спирали наружу выходят две клеммы. К ним подключается специальный сварочный аппарат, производящий нагрев внутренней спирали до нужной температуры.
Сварочный аппарата представляет собой автоматический прибор, который считывает информацию со штрих-кода электромуфты, и самостоятельно выбирает режим нагрева. После окончания сварки он подаёт сигнал об окончании процесса. В результате полностью исключается влияние человеческого фактора на результат работы. Но подобный метод весьма дорогостоящ, и потому не всегда рентабельно приобретать такой аппарат для единоразового монтажа водопроводной системы внутри дома.
