Polipropilenă
| Polipropilenă | |
|---|---|
 | |
 micrografie din polipropilenă | |
| Denumiri alternative | |
| Polipropenă; Polipropenă 25 [USAN]; Polimeri de propenă; Polimeri de propilenă; 1-Propenă Capilene | |
| numar CAS | |
| Caracteristici generale | |
| Compoziţie | (C 3 H 6) n |
| Proprietăți fizico-chimice | |
| Densitate (g / cm 3 , în cs ) | 0,855 g / cm 3 , amorf 0,946 g / cm 3 , cristalin |
| Temperatura de topire ( K ) | ~ 433 (160 ° C) |
| Cod de reciclare | |
| 05 PP |  |
Polipropilena (sau polipropilena , PP pe scurt) este un polimer termoplastic care poate prezenta o tacticitate diferită. Cel mai interesant produs din punct de vedere comercial este cel izotactic: este un polimer semicristalin caracterizat printr-o rezistență ridicată la tracțiune , densitate redusă, o bună rezistență termică și la abraziune .
Densitatea polipropilenei izotactice este de 900 kg / m³ și punctul de topire este adesea peste 165 ° C. Proprietățile chimice, determinate în faza de producție, includ stereoregularitatea , masa moleculară și indicele de polidispersiune . Produsul atactic apare în schimb ca un material asemănător cauciucului și are un interes comercial redus (a fost folosit doar ca aditiv).
Istorie: producție și cataliză
In 1953 , Karl Ziegler a descoperit că un amestec de TiCI4 și AIEt3 ( trietilaluminiu ) catalizeaza polimerizarea etilenei pentru a da polietilenă . Giulio Natta a observat imediat că acest catalizator nu era utilizabil pentru producerea polimerilor de propilenă : cu catalizatorul Ziegler au fost obținuți doar oligomeri de propilenă cu un conținut ridicat de produs atactic .
În 1954, Giulio Natta și Karl Ziegler au descoperit că se obține un randament ridicat de polipropilenă izotactică cu un amestec de TiCl 3 cristalin și AlEt 2 Cl (clorură de dietil aluminiu, DEAC). Particularitatea cristalului de triclorură de titan este prezența centrelor metalice în coordonarea octaedrică, dar cu nesaturări ale sferei de coordonare; propilena este capabilă să se coordoneze cu centrele metalice prin aceste goluri și să polimerizeze într-un mod stereospecific pentru a da polipropilenă izotactică. Un mecanism ipotezat, considerat încă cel mai bine întemeiat astăzi, a fost propus de Cossee și Arlman în 1964.
Producția a fost inițiată de industria italiană Montecatini (ulterior Montedison , în special fabrica din centrul petrochimic din Ferrara a luat o importanță deosebită și a avut un mare succes.
După o spălare atentă pentru a elimina orice catalizator rezidual rămas inclus în produs (cum ar fi cenușa poate provoca probleme de coroziune în sistemele cumpărătorului și producătorului de obiecte din polipropilenă), randamentul catalizatorului Natta a fost de 4 kg de produs pe gram de catalizator. Mai mult, cu catalizatorul menționat mai sus, 92% din produs constă din polipropilenă izotactică; acest procent ar putea fi mărit prin extragerea produsului atactic în heptan în fierbere. Produsul final sub formă de pulbere, astfel curățat, este extrudat în pelete .
În 1971 , Solvay a dezvoltat un nou catalizator pe bază de TiCl3 la sol , în prezența unui punct de fierbere ridicat eter ( dibutil eter ). Un randament ridicat al catalizatorului (aproximativ 16 kg de polipropilenă per gram de catalizator) a fost adus înapoi la acțiunea eterului, care , fiind o bază Lewis dezactiveaza unele specii prezente pe TiCI3 cristalului potențial dăunătoare pentru activitatea catalitică. Mai mult, indicele izotactic crește la 96%, ceea ce face ca procesul de purificare de la atactic să fie inutil, cu o îmbunătățire semnificativă a producției.
La doar 4 ani mai târziu , un nou catalizator pe bază de TiCl3 sprijinit pe MgCl2 este produs, ceea ce se dovedește a fi un excelent suport având o structură cristalină aproape identică cu cea a TiCI3. Catalizatorul este adăugat cu (2-etil) benzoat subțire ca bază Lewis. Randamentele foarte ridicate (325 kg de PP / g de catalizator) fac chiar îndepărtarea îndepărtării cenușii catalitice, în timp ce problema eliminării atactice este repropusă (indicele izotactic = ~ 92%). Înlocuirea, în 1981, a benzoatului cu un ftalat permite producerea de polipropilenă având un indice izotactic egal cu 97%, în timp ce activitatea catalitică oscilează între 600 și 1300 kg / g.
Reacția și condițiile instalației
Propilena provine din crăparea rafinăriei și trebuie purificată de reziduuri de apă , oxigen , monoxid de carbon și compuși de sulf care pot otrăvi catalizatorul. Procesul are loc la 60-70 ° C și 10 atm de presiune. Reacția este exotermă și mediul de reacție este răcit de bobine și de monomerul de alimentare (ΔH = 2500 kJ \ kg).
Propilena nereacționată este apoi îndepărtată și reciclată. Produsul izotactic este recuperat prin centrifugare, în timp ce solventul de reacție ar trebui să conțină produsul atactic în soluție. Produsul izotactic este apoi uscat și adăugat cu stabilizatori înainte de a fi expus la aer (pulberea este sensibilă la oxidarea atmosferică). Pulberea este apoi extrudată în pelete.
Descoperirile recente făcute de nava spațială Cassini pe Titan, o lună mare a lui Saturn, au dezvăluit în 2013 prezența propilenei și polipropilenei și a altor hidrocarburi din aceeași familie și care conțin 3 atomi de carbon în atmosfera satelitului. [1] Știrile, aparent marginale și de mică valoare, dezvăluie, de fapt, existența unei „chimii organice la rece” capabile să creeze polimeri complexi cu metode alternative la cracare și încă total necunoscute.
Aplicații
Polipropilena s-a bucurat de un mare succes în industria materialelor plastice : multe obiecte obișnuite, de la șervețele de ușă până la șuvițe pentru a numi câteva, sunt fabricate din polipropilenă. Alte exemple de utilizare a polipropilenei sunt: borduri și bare de protecție pentru mașini, capace și etichete pentru sticle de plastic, plase de grindină, cutii pentru CD-uri, capsule de cafea, căni de plastic albe pentru cafea.
Polipropilenă pentru uz textil
Unele companii din grupul Montedison au produs polipropilenă pentru uz textil sub formă de capse, denumite comercial Meraklon și sub formă de fir continuu, utilizat în mod normal pentru fabricarea covoarelor și covoarelor, sub denumirea comercială de Neofil .
Etichetarea materialelor textile
- PP - abrevierea denumirii fibrei de polipropilenă.
Tambur din polipropilenă
Aplicând funcționalitatea și caracteristicile acestui material în domeniul tăbăcăriei, în anii nouăzeci, Mario Serrini a inventat primul tambur din polipropilenă și, în anii următori, a lucrat pentru a-și perfecționa aspectul tehnic și performanțele în sectorul tăbăcirii. [1]
Caracteristicile tipice ale polipropilenei homopolimerice (PPH) în foi utilizate pentru construirea tamburilor de bronzare sunt următoarele:
- suprafață extrem de netedă;
- rezistență ridicată la impact;
- valori excelente de duritate, rigiditate și rezistență la tracțiune;
- rezistență la rupere de stres;
- Rezistenta la abraziune;
- robustețe excelentă la temperaturi de funcționare cuprinse între -5 ° C și 95 ° C;
- proprietăți excelente de izolare electrică și termică;
- rezistență excelentă la agenții chimici;
- fără absorbție de apă.
Tobele din polipropilenă sunt potrivite în mod special pentru procese inovatoare care nu pot fi gestionate de tobe tradiționale. În special:
- Calcarea oxidativă : procesul tradițional care folosește varul și sulfura de sodiu face loc unui proces în care principalele substanțe chimice utilizate sunt peroxidul de hidrogen și soda.
În ciuda avantajelor evidente ale calcarului oxidativ (cereale mai fine și mai curate, avantaje de mediu cu costuri relativ mai mici, siguranță mai mare pentru lucrători), nu a găsit niciodată o aplicație industrială adevărată datorită limitărilor care decurg din utilizarea tamburilor tradiționale din lemn sau oțel. oţel.
- Tăbăcirea cu zirconiu: tăbăcirea cu săruri de zirconiu este un proces foarte agresiv, deoarece funcționează la un pH extrem de scăzut (aproximativ 1,0). În consecință, toate părțile metalice ale tamburilor tradiționale suferă un proces rapid de coroziune. Tamburul din polipropilenă, dacă este bine „acoperit” intern, nu are nicio piesă metalică în contact cu baia, pentru a gestiona procesul în siguranță. În acest fel, este posibil să se exploateze toate avantajele bronzării cu zirconiu, în ceea ce privește strălucirea culorilor finale și ușurința obținerii culorilor deschise.
- Hipoclorit de sodiu, permanganat de potasiu : adesea utilizat în prelucrarea piei de reptile, sunt oxidanți energetici și provoacă daune grave părților metalice din interiorul butoiului. Aceste produse sunt utilizate deoarece oxidează pigmentul natural al reptilei (livrea) și, prin procesul ulterior de redox, îl fac complet alb. Acoperirea internă din polipropilenă garantează protecția pieselor metalice.
Alte utilizări
Polipropilena este, de asemenea, utilizată ca izolator pentru cablurile electrice, ca alternativă la clorura de polivinil , pentru cablurile de tip LSOH în medii cu ventilație redusă, cum ar fi tunelurile: caracteristica polipropilenei de a emite mai puțini vapori și halogeni toxici, care la temperaturi ridicate pot produce acid substanțe, făcându-l deosebit de potrivit pentru această utilizare.
În plus, polipropilena este utilizată pentru a produce plase de țânțari plisate.
Utilizarea polipropilenei s-a extins la diferite domenii ale industriei; un exemplu important este producția de conducte de apă și gaze. PP s-a recuperat în comparație cu PE (polietilenă) ca materie primă pentru construcția țevilor pentru transportul apei și gazelor sub presiune și nu: motivul se găsește în performanțele chimice superioare și mai presus de toate mecanice ale PP în comparație cu PE .
O altă utilizare a polipropilenei este construirea de modele dinamice de aeronave care conferă aeronavei o ușurință unică.
Astăzi, un număr mare de obiecte de construcție și componente sunt produse din PP.
Scaun din oțel și polipropilenă
Bancnotă din polipropilenă
Carcasă CD din polipropilenă
Vaza din polipropilenă
Elapor
Elapor este denumirea comercială pentru polipropilenă expandată . Este un material similar polistirenului expandat , dar cu elasticitate mecanică ridicată. Rezistent la cianoacrilat , este utilizat pe scară largă în construcții și în ultimii ani la modelare, datorită caracteristicii deosebite de a-și putea relua forma inițială dacă este scufundat în apă clocotită. Această caracteristică a făcut-o deosebit de utilă la modelele de aeronave, care sunt adesea supuse impactului sau deteriorării.
Notă
Bibliografie
- (EN) Kenneth S. Whiteley, Geoffrey T. Heggs, Hartmut Koch, Ralph L. Mawer, Wolfgang Immel, Polyolefins [ link broken ] , în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , 2000, DOI : 10.1002 / 14356007.a21_487 .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikționarul conține dicționarul lema « polipropilenă » -
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe polipropilenă
linkuri externe
- ( EN ) Polipropilenă , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
| Controlul autorității | Tezaur BNCF 24428 · LCCN (EN) sh85104718 · GND (DE) 4046724-7 · BNF (FR) cb124850736 (data) · NDL (EN, JA) 00.569.156 |
|---|
