Polipropilè

editor — Tue, 02 Apr 2013 10:26:20 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Nomenclatura:

Composició química:

(-CH₂-CH(CH₃))_n

Unitat estructural:

Propilè

Primeres matèries:

Propilè

Estructura molecular del polipropilè. Existeixen tres tipus de polipropilens: isotàctic, atàctic i sindiotàctic. El polipropilè isotàctic és aquell en que tots els grups metil de la cadena queden disposats en la mateixa direcció en la cadena principal. Existeixen dos tipus més de polipropilè: l'atàctic, on els metils es col·loquen de forma desordenada sobre la cadena principal, i el sindiotàctic, on els metils es col·loquen de forma regular alternada, en sentits oposats.
L'isotàctic és l'únic que és utilitzat per a aplicacions en enginyeria de materials, mentres que l' atàctic no s'utilitza en enginyeria de materials però si té algunes aplicacions. Aquí es comenta l'isotàctic.

Les seves propietats són semblants a les del PE, però amb algunes diferències a causa dels metils enllaçats a l'esquelet: té bones propietats mecàniques a temperatura ambient, preu baix, és fàcil de processar, químicament inert, absorció d'aigua feble, baixa densitat, bon aïllant elèctric fins i tot en medi aquós, soldabilitat viable i versatilitat en els mètodes de processat.

Caracterització

Difracció de raigs-X:

Mètodes espectromètrics:

Descripció:

L'espectre d'IR s'ha realitzat a partir de mesures d'absorbància. Les freqüències de vibració corresponents a 2953 cm^-1, 2917 cm^-1, 2875 cm^-1 i 2841 cm^-1 pertanyen a l'stretching del C-H.

A 1457 cm^-1 hi ha la banda del bending asimètric d'intensitat mitjana del CH₃; aquesta banda coincideix amb el bending del CH₂. El bending simètric apareix a 1375 cm^-1. Les bandes que comprenen entre 1164 cm^-1 i 812 cm^-1 corresponen a la vibració de l'esquelet del CH₃.

Mètodes espectromètrics:

Descripció:

L'espectre d'IR s'ha realitzat a partir de mesures de transmitància. S'observa que cap a 3000- 2800 cm^-1 apareixen els stretchings del C-H. A la zona de 1500 cm^-1 apareix el bending asimètric del CH₃, que coincideix amb el bending del CH₂. Cap a 700 cm^-1 surt la vibració de l'esquelet de CH₂.

Calorimetria:

Propietats generals

Densitat:

0.89-0.91 g/cm³

Cristal·linitat:

50 - 60 % (Es tracta d'un polímer amb un grau de cristal·linitat elevat)

Preu:

1.45 - 1.6 €/kg

Observacions:

És el tercer termoplàstic més venut i un dels més barats ja que es pot sintetizar a partir de materials petroquímics de baix cost.

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

0.896 - 1.55 GPa

Coeficient de Poisson:

0.405 - 0.427

Resistència mecànica a compressió:

25.1 - 55.2 MPa

Resistència mecànica a tracció(MPa):

27.6 - 41.4 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

3 - 4.5 MPa·m^1/2

Comportament a tracció:

A la temperatura de	Allargament (%)
T_amb	100 - 600

Duresa:

A Temperatura de:	Vikers
T_amb	6.2 - 11.2 HV

Observacions:

Les fibres de vidre proporcionen un fort reforçament. La presència d'elastòmers en la cadena incrementen la resistència a l'impacte però disminueixen el mòdul. Té bona resistència a la fractura.

Propietats elèctriques

Resistivitat especifica:

A la temperatura de	Resistivitat específica
T_amb	> 10e15 ohm·m

Constant dielèctrica:

A la temperatura de	Constant dielèctrica
T_amb	2.1 - 2.3

Observacions:

És un bon aïllant elèctric.

Propietats tèrmiques

Temperatura de Transició vítria:

(-25.2) - (-15.2) ºC

Temperatura de fusió:

150 - 175 ºC

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de	Coeficient d’expansió lineal
T_amb	80e-6 - 100e-6 1/ºC

Conductivitat tèrmica:

0.113 - 0.167 W/m·K	Conductivitat tèrmica
T_amb	0.113 - 0.167 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

1.87e3 - 1.96e3 J/kg·K	Capacitat calorífica específica
T_amb	1.87e3 - 1.96e3 J/kg·K

Observacions:

És un bon aïllant tèrmic.

Propietats òptiques

Índex de refracció:

1.48 - 1.5

Observacions:

Es tracta d'un material translúcid. La transparència és difícil d'assolir i sovint limitada.

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

(-123) - (-73.2) ºC

Temperatura màxima d’utilització:

100 - 115 ºC

Mecanització:

Mitjà.

Soldabilitat:

És un polímer altament soldable.

Formabilitat:

Bona. Les peces moldejades de PP solen ser blanquinoses i opaques.

Reciclabilitat:

És un material reciclable.

Observacions:

A baixa temperatura les seves propietats disminueixen.

Propietats químiques

Resistència als àcids:

Té molt bona resistència als àcids forts i febles.

Resistència als àlcalis:

Té molt bona resistència als àlcalis forts i febles.

Resistència als dissolvents orgànics:

Té molt bona resistència als dissolvents orgànics.

Absorció d’aigua:

Absorbeix feblement l'aigua.

Resistència a l’oxigen:

La seva resistència front a l'oxidació a 500 ºC és molt pobre. Té major sensibilitat a l'oxidació a l'aire que el PE.

Resistència a l’ozó:

Té baixa resistència a l'ozó i a la llum.

Observacions:

Té molt bona resistència a l'aigua, tant dolça com salada. Es tracta d'un material inflamable. La seva resistència a la radiació UV és baixa. Normalment és un polímer sensible a metalls oxidants com el coure, el manganès o el cobalt

Obtenció

Observacions:

L'obtenció del polipropilè es produeix , bàsicament, a baixes pressions (entre 1 i 5 bars), a temperatures que osci·.len entre els 30 i 80 ºC. El procés sol ser catalitzat per catalitzadors tipus Ziegler-Natta introduïts en hidrocarburs saturats. Es produeix una polimerització per suspensió, de manera que el polímer que es forma és insoluble i forma una suspensió de partícules fines. També es pot obtenir el polímer a partir d'una polimerització en massa (a partir de monòmers liquats) o una polimerització en fase gas, que requereix catalitzadors especials.

La tècnica més recent es basa en una polimerització mitjançant catàlisi organometèl·lica: s'obté una distribució uniforme del pes molecular, augmentant la duresa, la resistència a l'impacte, millorant el comportament a baixes temperatures i les seves propietats òptiques.

S'elimina el catalitzador i els hidrocarburs emprats com a disperssants mitjançant secació i es processa posteriorment fins a obtenir un granulat, com en el cas del PE.

En els processos en els que s'utilitza el catalitzador Ziegler-Natta es produeix una polimerització estereoespecífica, obtenint-se polipropilè isotàctic i lineal. En la síntesi del polipropilè s'obté un 10% de macromolècules de polipropilè atàctic com a subproducte, que és eliminat posteriorment per dissolució en n-heptà. Reduïnt el percentatge de polipropilè atàctic es poden regular algunes propietats de l'isotàctic, com la resistència a l'impacte a baixes temperatures.

Conformació

Observacions:

El polipropilè es transforma fonamentalment per injecció, extrusió en planxes, làmines planes (anomenades cast polypropylene; CPP), tubs i làmines bufades, emmotllament per bufat, calandrat, compressió, mitjançant la formació d'escumes, co-extrusió i soldadura. El PP és apte per a termoconformar i conformar en fred. En canvi, no és apte per a ser soldat per HF i només es pot enganxar després de fer-li un tractament previ, com per exemple una oxidació per atac amb una barreja d'àcid sulfúric i cròmic. La metal·lització galvànica només és possible en alguns PP que contenen TiO₂.

Imatges:

Descripció:

Gransa de PP colorejada.

Reciclatge

Observacions:

El PP és un material reciclable.

Imatges:

Descripció:

Símbol de reciclatge per al PP.

Aplicacions

Observacions:

El PP s'utilitza per a conformar peces d'electrotècnia, làmines de condensadors, canonades i colzes, vàlvules, planxes filtrants, caixes de bateries, sacs, envasos alimentaris, cintes d'embalatge, cordes, tapes de WC, carcasses d'aspiradors, peces de batidores, bombos de rentadores, estoigs, maletes, motxilles escolars, talons de sabates, estris domèstics, gespa artificial, pistes d'esquí, paviment de pistes esportives, instruments mèdics esterilitzables, bosses de transfusió, papereres, eines de jardineria, joguets, contenidors per a congeladors, components automobilístics, ventiladors, conductes de ventilació, rentaplats industrials...

Imatges:

Descripció:

Envasos de sabons i d'estris d'higiene, d'alimentació, així com material escolar i d'oficina està fet amb PP.

Imatges:

Descripció:

Els recipients de recollida selectiva de deixalles i algunes galledes estan fabricades a partir de PP.

Español

CMEmaterials - Propilè

Polipropilè

Pestanyes verticals