Polipropilen

Polipropilen (PP) — propilenin (propenin) termoplastik polimeridir. Polipropilen poliolefinlər qrupuna aid edilir və qismən kristallik, həmçinin qeyri-polyardır. O, yüksək kimyəvi davamlılığa malik ağ rəngli mexaniki möhkəm materialdır.

Alınması
Phillips Petroleum şirkətinin kimyaçıları J. Paul Hogan və Robert Banks ilk dəfə 1951-ci ildə propilenin polimerləşməsini nümayiş etdirdilər. İzotaktik polipropilenədək stereoseçici polimerləşmə isə 1954-cü ildə üzvi kimya sahəsində ixtisaslaşmış alimlər Karl Siqler (Almaniya) və Culio Natta (İtaliya) tərəfindən kəşf olunmuşdur. Polipropilen metal-kompleks katalizatorlarının, məsələn  Siqler-Natta katalizatorlarının (məsələn, TiCl4 və AlR3 qarışığı) iştirakı ilə propilenin polimerləşməsindən alınır:

nCH2=CH(CH3) → [-CH2-CH(CH3)-]n

Polipropilenin sintezi üçün tələb olunan şərait aşağı təzyiqli polietilenin istehsalı şəraitinə yaxındır. Bu zaman konkret katalizatorun növündən asılı olaraq müxtəlif növ polimerlər və ya onların qarışıqları alına bilər.

Polipropilen ağ rəngli toz və ya səpilmə sıxlığı 0.4–0.5 q/sm³ olan qranullar şəklində istehsal olunur. Polipropilen stabilləşdirilmiş, rənglənmiş və rəngsiz formada istehsal edilir.

Molekul quruluşu
Metil qrupunun molekul zəncirinə nəzərən fəzada yerləşməsinin xarakterinə görə poliprolpilenin aşağıdakı növləri fərləndirilir: izotaktik, sindiotaktik, ataktik və stereoblok.
+Polipropilenin metil qruplarıMetil qruplarıTəsviriAtaktik polipropilenmetil qrupları zəncirin hər iki tərəfində tamamilə nizamsız yerləşmişdir, belə polimerlər yağabənzərdən mumabənzərədək konsistensiyaya malik olur.Sindiotaktik polipropilenpolimer zəncirlərində metil qrupları mərkəzi zəncirin solunda və sağında növbəli — dəqiq şəkildə ardıcıl yerləşir; sindiotaktik polipropilen şəffafdır və izotaktik polipropilenə nəzərən daha özlüdürStereoblok polipropilenmakromolekulları növbələnən izotaktik və ataktik quruluşlu bloklardan ibarətdirİzotaktik polipropilenmakromolekullarında bütün metil qrupları zəncirin bir tərəfində yerləşir, bu tip polimerlər ataktik polipropilenlərlə müqayisədə 50% daha sərt və 25% daha bərkdir.
İzotaktik və sindiotaktik molekulyar quruluşlar fəzavi müntəzəmliyin müxtəlif dərəcəsi ilə səciyyələndirilə bilər.

Polipropilenin stereoizomerləri öz mexaniki, fiziki və kimyəvi xüsusiyyətləri baxımından bir-birindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirlər. Ataktik polipropilen yüksək axıcılığa, təxminən 80 °C ərimə temperaturuna və 850 kq/m³ sıxlığa malik, dietil efirində yaxşı həll olunan kauçukaoxşar materialdır. İzotaktik polipropilen, ataktik polipropilendən xeyli fərqlənir və bir sıra üstün xüsusiyyətlərə malikdir: yüksək elastiklik modulu, 910 kq/m³ sıxlıq, 165–170 °C ərimə temperaturu və kimyəvi reagentlərə qarşı daha yüksək davamlılıq.

Fiziki-mexaniki xassələri
Polietilendən fərqli olaraq polipropilenin sıxlığı daha azdır (0.91 q/sm3), daha bərkdir (sürtülməyə qarşı davamlıdır), daha termiki davamlıdır (140 °C temperaturda yumşalmağa başlayır, ərimə temperaturu 175 °C-dir),  demək olar ki, korroziya səbəbindən çatlamaya məruz qalmır. İşığa və oksigenə qarşı yüksək həssaslığıa malikdir (stabiliziatorların daxil edilməsi zamanı həssaslıq bir qədər aşağı düşür).

Polipropilenin dartılma zamanı xassələri yükün tətbiq olunma sürətindən və temperaturdan asılı olur. Polipropilenin dartılma sürəti nə qədər aşağı olarsa, mexaniki xassələrin göstəricilərinin qiyməti bir o qədər yüksək olur. Dartılmanın yükəsk sürətilərində polipropilenin dartılmada möhkəmlik həddi onun axıcılıq həddindən aşağı olur.

Polipropilenin əsas fiziki-mexaniki xassələri cədvəldə təqdim olunmuşdur: 
+Polipropilenin əsas fiziki-mexaniki xassələri Sıxlıq, q/sm³0.90-0.91Dartılmada möhkəmlik həddi, kqq/sm250-400Nisbi uzanma, %200-800Əyilmədə elastiklik modulu, kqq/sm6700-11900Dartılmada axıcılıq həddi, kqq/sm250-350Axıcııq həddindı nisbi uzanma, %10-20Brinelə görə bərklik, kqq/mm²6.0-6.5

Kimyəvi xassələri
Polipropilen kimyəvi davamlı materialdır. Ona yalnız güclü oksidləşdiricilər — xlorsulfon turşusu, tüstülənən azot turşusu, halogenlər, oleum — nəzərəçarpacaq dərəcədə təsir edir. Qatılaşdırılmış 58%-li sulfat turşusu və 30%-li hidrogen peroksid otaq temperaturunda cüzi təsir edir. Bu reagentlər ilə uzunmüddətli təmas 60°C və daha yüksək temperaturda polipropilenin parçalanmasına səbəb olur.

Polipropilen otaq temperaturunda üzvi həlledicilərdə cüzi şəkildə şişir. 100 °C-dən yuxarı temperaturda o, benzol, toloul kimi aromatik karbohidrogenlərdə həll olur.

Polipropilen üçlü karbon atomunun olması sayəsində oksigenin təsirinə, xüsusilə ultrabənövşəyi şüaların və yüksək temperaturun təsirinə qarşı daha həssasdır.  Bu da polipropilenin polietilenlə müqayisədə qocalmağa (köhnəlməyə) daha çox meylli olmasını izah edir. Polipropilenin qocalma prosesi daha yüksək sürətlə gedir və onun mexaniki xüsusiyyətlərinin kəskin şəkildə pisləşməsi ilə müşayiət olunur. Bu səbəbdən polipropilen yalnız stabilləşdirilmiş şəkildə istifadə olunur. Stabilizatorlar polipropileni həm emal prosesi zamanı, həm də istismar dövründə parçalanmadan qoruyur.

Polipropilen suya davamlı materialdır. Hətta 6 ay ərzində uzunmüddətli su ilə təmas zamanı (otaq temperaturunda) polipropilenin suudması 0.5%-dən az, 60 °C temperaturda isə 2%-dən az olur.

İstilikfiziki xassələri
Polipropilen polietilendən daha yüksək ərimə temperaturuna və müvafiq olaraq daha yüksək parçalanma temperaturuna malikdir. Təmiz izotaktik polipropilen 176 °C temperaturda əriyir. Polipropilenin maksimal istismar temperaturu 120-140 °C-dir. Polipropilendən hazırlanmış bütün məmulatlar qaynadılmaya qarşı davamlıdır və onların forması və ya mexaniki xassələri dəyişmədən buxarla sterilizasiya oluna bilər.
Polipropilen istiliyə davamlılıq baxımından polietileni üstələsə də, şaxtaya davamlılıq baxımından ondan geri qalır. Onun kövrəklik (şaxtaya davamlılıq)  temperaturu −5°C-dən  −15°C-dək dəyişir. İzotaktik polipropilen makromolekuluna etilen manqalarının daxil edilməsi yolu ilə (məsələn, propilenin etilen ilə birgəpolimerləşməsi zamanı) şaxtaya davamlılığı artırmaq olar. Polipropilenin əsas istilikfiziki xassələrinin göstəriciləri cəsvəldə verilmişdir: 
+Polipropilenin əsas istilikfiziki xassələriƏrimə temperaturu, °C160-170İstiliyədavamlılıq, °C160Xüsusi istilik tutumu (20°C-dən 70°C-dək), kal/(q·°C)0.46Termiki xətti genişlənmə əmsalı (20°C-dən 100°C-dək), 1/°C1.1⋅10−4Kövrəklik temperaturu, °C−5-dən −15-dək

Elektrik xassələri
Polipropilenin elektrik xassələrinin göstəriciləri cədvəldə təqdim olunmuşdur: 
+Polipropilenin elektrik xassələriXüsusi həcmi elektrik müqaviməti, Om·sm1016-1017106 Hs-də dielektrik nüfuzluğu2.2106 Hs-də dielektrik itkilərinin tangens bucağı2⋅10−4-5⋅10−5Elektrik möhkəmliyi (nümunənin qalınlığı 1 mm), kV/mm30-40
Emalı

Polipropilenin təkrar emal potensialı yüksəkdir. Əsas emal üsulları ekstruziya, vakuum- və pnevmoformlanma, ekstruziya-üfürmə, inyeksiya-üfürmə, inyeksiya, kompressiya formalanma və təzyiq altında tökmə üsullarıdır.

Ədəbiyyat
1.Gahleitner, Markus; Paulik, Christian (2014). "Polypropylene". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. pp. 1–44. doi:10.1002/14356007.o21_o04.pub2. ISBN 9783527306732.

2.Stinson, Stephen (1987). "Discoverers of Polypropylene Share Prize". Chemical & Engineering News. 65 (10): 30. doi:10.1021/cen-v065n010.p030

3.Morris, Peter J. T. (2005). Polymer Pioneers: A Popular History of the Science and Technology of Large Molecules. Chemical Heritage Foundation. p. 76. ISBN 978-0-941901-03-1.

 İstinadlar 

Kateqoriya:Plastmaslar