פוליפרופילן

פוליפרופילן (Polypropylene) הוא פולימר תרמופלסטי המשמש למגוון יישומים: חומרי עטיפה ותגים, טקסטיל, אריזות וחלקי פלסטיק, ציוד מעבדה, רכיבי מכוניות ועוד. פוליפרופילן מופק מפרופילן בתגובת סיפוח. פוליפרופילן עמיד לממסים, לחומצות ולבסיסים.
בשנת 2008 הייתה הצריכה העולמית של פוליפרופנול 45.1 מיליון טון ששווים 65 מיליארד דולר.

החומר סונתז לראשונה על ידי ג'וליו נטה בשנת 1954, ייצור מסחרי של פרופילן איזוטקטי החל ב-1957.

תכונות כימיות ופיזיקליות
גורם חשוב בקביעת תכונותיו של הפולימר הוא הסידור של קבוצות הצד המתיליות (CH3-) ביחס לשרשרת. הקטליזה קובעת אם ייווצר מבנה איזוטקטי (הקבוצות המתיליות בצד אחד של השלד המולקולרי) או סינדיוטקטי (Syndiotactic PP, סידור קבוצות המתיל לסירוגין בשני צידי השרשרת), לתכונה זו השפעה על יכולת הפולימר להתגבש.

רוב הפוליפרופילן המסחרי איזוטקטי.

רמת הגבישיות היא בין פוליאתילן בצפיפות נמוכה (LDPE) לפוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE). פוליפרופילן בדרך כלל חזק וגמיש בפרט כאשר הוא מפולמר עם אתילן (קו-פולימר). תכונות אלו מאפשרות להשתמש בפוליפרופילן ביישומים הנדסיים, ניתן לייצר פוליפרופילן שקוף למחצה (translucent) אך לא שקוף כמו פוליאתילן, פרספקס ופלסטיקים אחרים. לרוב החומר אטום או צבוע באמצעות פיגמנטים. לפוליפרופילן עמידות טובה בפני עייפות החומר.
צפיפות: 0.855 גרם לסמ"ק במצב אמורפי, 0.946 גרם לסמ"ק בפולימר גבישי.
מספר CAS: 9003-07-0

התכה
התכה של פוליפרופילן מתרחשת בטווח טמפרטורות ותלויה במידת הגבישויות והסידור של קבוצות המתיל בשרשרת (Tacticity)לפוליפרופילן בסידור איזוטקטי מושלם נקודת התכה של 171°C, פוליפרופילן איזוטקטי מסחרי ניתך בין 160°C ל-166°C בהתאם לשיעור החומר הא-טקטי (כיוון אקראי של קבוצות המתיל ביחס לשרשרת) והגבישיות. לפוליפרופילן סינדיוטקטי בגבישיות 30% נקודת התכה של 130°C
קופולימרים: פרט לפוליפרופילן נקי (הומופולימר) המכיל רק קבוצות פרופאן מיוצרים חומרים בהם מוחלף חלק מהפרופאן באתילן. כך ניתן לייצר קופולימר אקראי משילוב מונומרים או קופולימר בלוק (Block-Copolymer) בו מורכב החומר משרשראות פוליפרופילן ופוליאתילן.

רגישות לקרינה
פוליפרופילן מתפרק בחשיפה לחום ולקרינה אולטרה סגולה המצויה באור השמש. נוצר רדיקל חופשי על הפחמן השלישוני (הפחמן בשרשרת הקשור ל־3 אטומי פחמן אחרים) המצוי בכל יחידה חוזרת. הרדיקל מגיב עם חמצן ונוצר אלדהיד וחומצה קרבוקסילית. הבלאי נראה כרשת של סדקים דקים המעמיקים עם זמן החשיפה לקרינה. לכן נדרשים תוספים בולעי קרינת UV לחפצים מפוליפרופילן המיועדים לשימוש תחת כיפת השמיים.

עיבוד

עיבוד נתך פוליפרופילן נעשה ביציקה או בשיחול (אקסטרוזיה). שיטה נפוצה היא ייצור של סיבים בגלילים לייצור עתידי של מגוון מוצרים כמסכות פנים, מטליות, מסננים, חיתולים ומגבונים.
שיטת העיצוב הנפוצה היא יציקה בהזרקה כך מייצרים למשל ספלים, סכו"ם, מכלים, כלי בית וחלקי רכב.
היישומים הרבים לפוליפרופילן מתאפשרים בשל היכול "לתפור" תכונות מולקולריות ולשלב תוספים בשלב הייצור. כך למשל תוספים המונעים טעינה בחשמל סטטי מאפשרים למנוע הצטברות אבק על פני השטח.
העמידות בפני עייפות החומר מאפשרת להשתמש בפוליפרופילן בחפצי פלסטיק הדורשים כיפוף כדוגמת קופסאות בניתנות לסגירה ופתיחה. ביישומים אלו יש להקפיד שכיוון השרשראות המולקולריות יהיה לרוחב לציר כדי למקסם את החוזק.

משתמשים בפוליפרופילן לייצור צנרת גם כשנדרשת שמירת הניקיון הכימי בשל העמידות הגבוהה לקורוזיה ומשום שאין דליפת חומר זר וגם כשנדרשת עמידות מכנית (למשל לקפיאה וחבטה) בזכות חוזק והקשיחות. יתרון נוסף לצנרת פוליפרופילן הוא האפשרות לחיבור חלקים בחום ולא באמצעות הדבקה.
כיוון שפוליפרופילן עמיד לחום של אוטוקלב נפוץ השימוש בו ליישומים מעבדתיים ורפואיים. כלי מטבח מפוליפרופילן ניתנים לשטיפה במדיח כלים ואינם ניתכים גם בתהליכים תעשייתיים של מילוי בחום.

קישורים חיצוניים

 

פולימרים
חומרי אריזה