Инъекционные формовочные материалы

Что такое полипропилен

• 2025-02-19

Полипропилен, также известный как PP, является термопластичным полимером, изготовленным из пропиленового мономера посредством газофазной полимеризации, полимеризации суспензии, полимеризации жидкости и других методов. Это также одна из пяти универсальных смол. Его молекулярная структура в основном состоит из углерода и водорода, образуя линейную структуру. Чередующиеся атомы углерода на молекулярной цепи несут метильную группу (- CH3). Эта уникальная структура наделяет полипропилен с множеством превосходных свойств.

Из появления полипропилен обычно появляется в виде белого воскового твердого тела с равномерной текстурой, нетоксичной и без запаха, что делает его широко используемым в полях, которые вступают в прямой контакт с едой, медициной и т. Д. и т.д. сделаны из полипропилена. Полипропилен имеет низкую плотность около 0,89-0,92 г/см ³, что делает его самым легким универсальным пластиком. Эта характеристика не только делает его продукцию легкой для перевозки, но и обеспечивает преимущества в некоторых приложениях, которые имеют строгие требования к весу, такие как производство автомобильных деталей. Снижение веса компонентов может помочь повысить эффективность использования топлива автомобилей.

Характеристики полипропилена

Уникальные физические характеристики

Полипропилен имеет низкую плотность приблизительно 0,89-0,92 г/см ³, что делает его самым легким среди пяти общих смол. Это делает его значительную стоимость применения в таких областях, как аэрокосмическая и автомобильная легкая. Он имеет лучшую прочность, жесткость и твердость, чем полиэтилен, и может удовлетворить производственные потребности некоторых структурных компонентов, которые требуют прочности материала. При комнатной температуре прочность на растяжение полипропилена может достигать около 30 МПа, что может противостоять определенным внешним силам без значительной деформации. Его теплостойкость превосходна, с температурой плавления 164-170 ℃. Продукт может быть дезинфицирован и стерилизован при температуре выше 100 ℃, и он не деформируется при 150 ℃ без внешней силы. По сравнению с другими распространенными пластиками, такими как полиэтилен (PE), его максимальная рабочая температура обычно составляет около 80 ℃. Полипропилен имеет очевидные преимущества термостойкости и может использоваться для изготовления продуктов, которые необходимо использовать в средах с более высокой температурой, такие как микроволновая посуда, трубы горячей воды и т. Д.

Отличная химическая стабильность

Полипропилен обладает высокой устойчивостью к большинству химических веществ и его нелегко коррочить такими веществами, как кислоты, щелочи, растворители и т. Д. Только несколько сильных окислителей, таких как шары серной кислоты, могут привести к ее изменению. В таких приложениях, как химические трубопроводы и контейнеры для хранения, полипропилен может эффективно противостоять коррозии различных химических веществ, обеспечить безопасную транспортировку и хранение среды и продлить срок службы оборудования. Как и некоторые бутылки с химическим реагентом в лаборатории, многие изготовлены из полипропилена, что может гарантировать, что реагенты хранятся в течение длительного времени, не подвергаясь влиянию контейнера.

Преимущества формируемости и обработки

Полипропилен имеет хорошую формируемость и может быть отличается с помощью различных процессов, таких как формовочный блюд, литье под давления, экструзию и т. Д. Во время процесса литья под давлением он обладает хорошей расплатой, может быстро заполнить полость формы, имеет короткий цикл литья, высокое производство эффективность и подходит для производства различных пластиковых изделий в форме сложной формы, таких как автомобильные внутренние детали, игрушки, ежедневные потребности и т. Д. В процессе экструзии можно внести полипропилен трубы, простыни, простыни и т. Д., Которые используются в таких отраслях, как строительство и упаковка, такие как дренажные трубы для строительства и пластиковые пленки для упаковки.

Синтез и производство полипропилена

Принцип реакции полимеризации

Синтез полипропилена в основном достигается за счет реакции полимеризации пропиленовых мономеров. В этом процессе катализаторы играют решающую роль, а общие катализаторы включают катализаторы Ziegler Natta и металлоценовые катализаторы.

Катализаторы Ziegler Natta состоят из основного катализатора (например, титанового тетрахлорида Ticl ₄, титанового трихлорида тикла ∝) и катализатора CO (например, алкил алюминий, такой как триэтилалуминий Al (C ₂ H ₅) ∝). В реакции полимеризации основной катализатор и CO Catalyst сначала реагируют с образованием активных каталитических центров. Двойная связь углерода пропилена мономера будет координироваться с пустыми орбиталями атомов переходных металлов в каталитическом центре с образованием π -комплексов, а затем мономер будет вставлена ​​между металлическим углеродом для достижения роста цепи. Когда этот процесс повторяется, молекулы пропилена продолжают подключаться, в конечном итоге образуя длинные цепи полипропилена. Более того, катализаторы Ziegler Natta могут регулярно организовывать метильные группы на молекулах пропилена в определенном направлении, тем самым образуя изотактический или синдитаксический полипропилен, что оказывает значительное влияние на кристалличность и свойства полипропилена.

Металлоценовые катализаторы представляют собой комплексы органических металлов, образуемые координирующими переходными металлами (такими как цирконий Zr, титан Ti и т. Д.) С циклопентадиенил или циклопентадиениловыми производными, обычно используемыми в сочетании с CO -катализаторами, такими как метилалумексан (MAO). Металлоценовые катализаторы имеют характеристику одного активного центра, который дает им более точный контроль над структурой и свойствами полимеров. В реакциях полимеризации металлоценовые катализаторы могут более точно контролировать длину, распределение молекулярной массы и регулярность полипропиленовых молекулярных цепей, производящих полипропиленовые продукты с особыми свойствами, такими как узкое молекулярное распределение и высокая стереорегулярная такие как высококлассные упаковочные материалы, медицинские устройства и другие отрасли, которые требуют чрезвычайно высоких материалов.

Общие производственные процессы

Производственные процессы полипропилена разнообразны, включая метод суспензии, жидко-фазовый метод и метод газофазного объема, каждый из которых со своими уникальными характеристиками.

Метод Slurry: Это самая ранняя технология процесса, используемая для производства полипропилена, и является основным производственным процессом от первого промышленного завода в 1957 году до середины до конца 1980 -х годов. Типичные методы включают в себя Mongetison из Италии и Геркулес из Соединенных Штатов. В методе суспензии пропиленовый мономер подвергается реакции полимеризации в разбавителе (таких как гексан или другие инертные растворители) под действием катализатора. Полипропилен, генерируемый реакцией, суспендируется в мелких частицах в разбавителе, образуя суспензию. Из -за раннего использования катализатора первого поколения необходимо выполнить операции удаления пепла и удаления случайных материалов для удаления остатков катализатора и случайного полипропилена и улучшения качества продукта. Благодаря применению высоко активных катализаторов второго поколения, этап катализатора DESHING может быть устранена, а продукция случайных полимеров может быть уменьшена. Теперь этот процесс может быть использован для производства гомополимеров, случайных сополимеров и влиятельных сополимеров. В настоящее время на производственные мощности Slurry PP в мире составляют около 13% от общей мировой производственной мощности PP. Сохраненные продуктовые продукты в основном используются в некоторых высоких областях, таких как специальные пленки BOPP, высокие относительные молекулярные пленки из-за формованных блюд и высокопрочные трубы. Его преимущество заключается в том, что качество продукта высокое и может соответствовать некоторым сценариям применения со строгими требованиями к производительности; Недостатком является то, что поток процесса является относительно сложным, требующим большого количества растворителей, а последующее разделение и восстановление растворителей имеют высокое энергопотребление.

Метод массовой полимеризации жидкой фазы: этот процесс включает в себя диспергирование катализатора непосредственно в жидкой фазе пропилена без добавления других растворителей в реакционную систему для жидкой фазы объемной полимеризации пропилена. Полимеры непрерывно осаждаются из жидкой фазы пропилена и суспендируются в мелких частицах в жидкой фазе пропилена. Когда скорость конверсии пропилена достигает определенного уровня, неволимеризованный пропиленовый мономер может быть извлечен путем испарения вспышки для получения порошкового полипропиленового продукта. Это относительно простой и передовой метод производства для полипропиленовой промышленности, представляющий новую технологию и уровень производства полипропиленов на международном уровне в 1980 -х годах. Основное оборудование представляет собой систему реакторов с несколькими зонами, такая как система R230, которая состоит из двух частей: стояка и добычи. Полимер жидко и циркулируется через реакционный газ, а реакционное тепло удаляется с помощью циркуляционного охладителя на внешнем циркуляционном трубопроводе. Текущая максимальная производственная мощность отдельной линии в этом процессе достигла 450000 тонн в год, и содержание этилена в продукте с сополимером удара в реакторе Multi Rone Circulation может достигать 22%. Он также может производить тройные сополимерные продукты, содержащие этилен и 1-бутен. Преимущества метода онтологии жидкости очень значительны, включая простой процесс, мало оборудования, низкие инвестиции, низкое энергопотребление и стоимость производства; Гомополимеризация осуществляется в реакторе перемешиваемого резервуара или в реакторе петли, в то время как случайная сополимеризация и блочная сополимеризация выполняются в перемешиваемом псевдоожиженном слое, что делает операцию относительно простыми. Однако этот процесс также имеет определенные ограничения. Реакционный газ необходимо испариваться и конденсироваться, прежде чем его можно будет распространять обратно в реактор. Жидкий углеводородный материал высокого давления в реакторе имеет большую способность и потенциальную опасность; Более того, концентрация этилена в реакторе не может быть слишком высокой, в противном случае в реакторе будет образована отдельная газовая фаза, что затрудняет эксплуатацию реактора, а содержание этилена в полученном сополимере не будет слишком высоким.

Газовая фазовая объемная полимеризация: в процессе объемной полимеризации газовой фазы в систему не вводится растворитель, а пропиленовый мономер полимеризуется в газовой фазе в реакторе. Короткий процесс, мало оборудования, безопасное производство и низкие затраты на производство. Основными типами реакторов полимеризации являются псевдоожиженное слой, вертикальное перемешившее русло и горизонтальное перемешивание. В качестве примера, принимая реактор с псевдоожиженным слоем, газофазная пропилен подвергается реакции полимеризации в жидкости при действии катализатора, и реакционное тепло осуществляется через систему охлаждения или циркулирующий газ внутри реактора. Этот процесс может гибко регулировать условия реакции для получения полипропиленовых продуктов разных классов и свойств. Например, путем регулировки параметров, таких как температура реакции, давление и отношение водорода к пропилену, может быть получен полипропилен с различными расходами расплава, изотропией и свойствами. Преимущества метода газофазной онтологии-высокая эффективность производства, гибкое переключение продуктов и способность быстро реагировать на рыночный спрос на различные продукты; Но это требует высокого контроля условий реакции, таких как точный контроль температуры реакции, давления и расхода газа, чтобы обеспечить стабильность реакции и консистенции качества продукта.

Области применения полипропилена

Основная сила в упаковочной индустрии

Полипропилен играет важную роль в упаковочной промышленности и является широко используемым материалом в таких областях, как еда, медицина и ежедневная упаковка. Благодаря своей легкой, химической стойкости и износостойкости, он может эффективно защищать содержимое и продлить срок годности. С точки зрения упаковки пищи, полипропилен можно использовать для изготовления различных пакетов с пищевой упаковкой, липкой пленки, пластиковых контейнеров и т. Д. свежесть пищи, но также выдерживает определенное внешнее давление и не легко повреждена. В упаковке лекарств полипропилен с ее превосходной химической стабильностью и свойствами барьеров может использоваться для изготовления бутылок с лекарствами, ящиков для лекарств, лекарственных капсул и т. Д., Убедитесь, что лекарства не влияют на внешнюю среду и гарантируя качество и безопасность лекарств. Полем В области повседневной упаковки полипропилен широко используется при изготовлении косметических бутылок, контейнеров для шампуня, ведер стирки и других продуктов. Его разнообразная обработка литья может удовлетворить потребности в упаковке различных форм и конструкций, добавляя привлекательность к продуктам.

Ключевые материалы для автомобильной промышленности

В автомобильной промышленности полипропилен является незаменимым ключевым материалом, широко используемым в автомобильных интерьерах, компонентах кузова, деталях двигателя и других аспектах. С точки зрения автомобильного интерьера полипропилен обычно используется для производства компонентов, таких как приборные панели, сиденья, дверные панели и т. Д. Его легкие характеристики помогают снизить общий вес автомобиля, тем самым снижая расход топлива и улучшая экономию топлива; В то же время он также обладает хорошей воздействием, которая может в определенной степени защищать безопасность пассажиров в автомобиле. Бампер, декоративные полоски тела и другие компоненты автомобилей часто изготовлены из полипропилена. После модификации полипропилен имеет более высокую прочность и прочность, что может соответствовать требованиям автомобилей в различных сложных дорожных условиях. В то же время он также может достичь сложной конструкции литья посредством литья под давлением и других процессов, усиливая эстетический вид автомобилей. В компонентах двигателя полипропилен может использоваться для изготовления впускных коллекторов, охлаждающих вентиляторов и т. Д. Его теплостойкость и химическая стабильность позволяют ему стабильно работать в высокотемпературных и высоко коррозионных средах двигателей, обеспечивая нормальную работу двигателя. Согласно статистике, в последние годы, с повышением тенденции к легким в автомобилях, использование полипропилена в автомобилях растет год за годом. Количество полипропилена, используемого в обычном седане, может достигать десятков килограммов или даже больше.

Надежный выбор в области медицины

Из -за хорошей биосовместимости полипропилен не вызывает побочных реакций в тканях человека, что делает его надежным выбором в медицинской области и широко используется в медицинских шприцах, пробирках, медицинской упаковке и других областях. Медицинские шприцы являются одним из типичных применений полипропилена в медицинской области, с высокой прозрачностью, что позволяет медицинскому персоналу наблюдать за экстракцией и инъекцией лекарств; Текстура жесткая и не легко сломана, обеспечивая безопасность процесса использования. Тестовая трубка также изготовлена ​​из полипропилена, которая обладает хорошей толерантностью к различным химическим реагентам, не реагирует с реагентами, влияет на экспериментальные результаты и может поддерживать стабильную производительность во время высокотемпературной стерилизации и другой обработки. С точки зрения медицинской упаковки, полипропилен может использоваться для изготовления ящиков для упаковки лекарств, мешков с медицинскими устройствами и т. Д., Которые могут эффективно защищать медикаментозные расходные материалы, поддерживать свое стерильное состояние и обеспечить надежные гарантии для безопасности и гигиены медицинского обслуживания. промышленность Благодаря постоянному развитию медицинских технологий и растущим спросом на качество медикаментов, перспективы применения полипропилена в медицинской области будут еще шире.

Широко применяется в других областях

В дополнение к основным полям, упомянутым выше, полипропилен также имеет широкий спектр применений во многих других отраслях:

Текстильная промышленность: Полипропиленовые волокна используются для изготовления различных текстилей, таких как ковры, веревки, материалы промышленных фильтров и т. Д. Полипропиленовые волокна имеют характеристики легких, устойчивых к износу и нелегко поглощать воду. Ковры, изготовленные из них, являются не только легкими и мягкими, но и имеют хорошую износостойкость и сопротивление окрашивания, что делает их легкими в очистке и обслуживании; Сделанная веревка имеет высокую прочность и легкий вес, подходящий для различных наружных операций и промышленных сцен; В промышленных фильтрационных материалах полипропиленовые волокна могут эффективно фильтровать различные примеси и частицы, обеспечивая плавный прогресс промышленных производственных процессов.

Строительные и строительные материалы: В области конструкции полипропилен можно использовать для изготовления труб, изоляционных материалов, материалов для пола и т. Д. Подводные нагревательные трубопроводы и т. Д. Они могут эффективно предотвратить проблемы с коррозией и утечкой трубопровода и продлить срок службы трубопроводов; Полипропиленовая изоляционная материал обладает хорошей изоляцией, что может эффективно снизить потребление энергии зданий и повысить эффективность использования энергии; Полипропиленовый напольный материал имеет характеристики анти-скольжения, устойчивого к износу и простым в чистке и обычно используется для пола в общественных местах и ​​домах.

Электроника и приборы: В области электроники и приборов полипропилен используется для производства компонентов, таких как кабельные оболочки, розетки, переключатели и т. Д. Его производительность изоляции хороша, что может эффективно предотвратить утечку тока и обеспечить безопасное использование; Между тем, полипропилен также обладает хорошей термостойкостью и размерной стабильностью, которая может поддерживать стабильную производительность в рабочем диапазоне электронных и электрических продуктов, обеспечивая нормальную работу продуктов.

Товары для дома: При производстве товаров для дома полипропилен также имеет много применений, таких как стулья, мусорные баки, ящики для хранения и т. Д. эстетически приятный и практичный; Секреты для мусора и ящики для хранения используют коррозионную стойкость и обработку литья полипропилена, которые могут удовлетворить различные потребности в хранении и легко чистить и поддерживать.

В сельскохозяйственной области полипропилен используется для производства сельскохозяйственных продуктов, таких как сельскохозяйственные пленки, водопроводные трубы, сельскохозяйственная упаковка и т. Д. Полипропиленовая сельскохозяйственная пленка обладает хорошей прозрачностью и изоляционными свойствами, которые могут способствовать росту сельскохозяйственных культур; Водные трубы устойчивы к коррозии и устойчивы к старению и могут удовлетворить долгосрочные потребности сельскохозяйственного орошения; Сельскохозяйственная упаковка может эффективно защищать качество сельскохозяйственной продукции во время транспортировки и хранения.

Производство игрушек: Благодаря своей низкой стоимости и хорошей обработке, полипропилен также широко используется в производстве игрушек. Игрушки различных форм и цветов могут быть сделаны с помощью литья инъекционного литья и других процессов для удовлетворения потребностей детей в игре, в то время как их безопасность также соответствует соответствующим стандартам в индустрии игрушек.

Переработка и защита окружающей среды полипропилена

Переработка и значение

Полипропилен является переработанным пластиком, а утилизация полипропилена имеет большое значение для защиты окружающей среды и использования ресурсов. Благодаря широкому использованию пластиковых изделий утилизация пластиковых отходов стало глобальной экологической проблемой. Если полипропиленовые отходы не будут эффективно переработаны, они не только будут занимать большое количество земельных ресурсов, но и займет много времени для разложения в природной среде, в течение которых могут высвобождаться вредные вещества, вызывая загрязнение почвы, водой и воздухом. При переработке полипропилена, выброшенные полипропиленовые продукты могут быть переработаны и использованы, снижая спрос на первичные пластиковые ресурсы и уменьшая потребление сырья, такого как нефть, тем самым снижая потребление энергии и выбросы углерода в процессе производства пластика и способствуя устойчивому развитию. Соответствующие данные показывают, что переработка полипропилена может сэкономить около 80% энергии по сравнению с производством нового полипропилена. Для каждой тонны полипропилена переработана, примерно 5774 киловатт -часа энергии можно сэкономить, при этом значительно сокращает выбросы парниковых газов.

Проблемы и решения, с которыми сталкиваются переработка

Несмотря на то, что полипропилен подходит для переработки, он сталкивается с многими проблемами в реальном процессе утилизации:

Стоимость переработки относительно высока: сбор, транспортировка и обработка полипропиленовых отходов требуют большого количества рабочей силы, материальных ресурсов и финансовых ресурсов. Расположение точек переработки недостаточно идеально, что приводит к трудностям в сборе и увеличении транспортных затрат; Высокая стоимость закупок и поддержания оборудования для переработки затрудняет предоставление некоторым небольшим предприятиям по переработке, ограничивая разработку отрасли переработки.

Сложность классификации: В практической жизни полипропиленовые продукты часто смешиваются с другими типами пластмасс, металлов, бумаги и других материалов, что затрудняет быстрое и точно отдельное полипропилен. Физические свойства, такие как плотность и температура плавления различных типов пластмасс, относительно схожи. Традиционная ручная сортировка имеет низкую эффективность и большие ошибки, в то время как использование передового автоматизированного сортировочного оборудования, такого как технология сортировки спектроскопии в ближней инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной инфракрасной линии, но стоимость оборудования высока, и существуют определенные трудности в содействии и применению ее.

Нестабильное качество переработанных продуктов: На полипропилен влияет такие факторы, как воздействие света, окисление и тепло во время использования, что приводит к снижению его производительности. Во время обработки переработанного полипропилена, такие проблемы, как остаточные примеси и сломанные молекулярные цепи, могут затруднить качество переработанного продукта для достижения уровня нативного полипропилена, ограничивая его применение в некоторых высококлассных полках.

Для решения этих вопросов можно принять следующие меры:

Политическая поддержка и стимулы: Правительство должно ввести соответствующую политику, чтобы поощрять предприятия и отдельных лиц участвовать в переработке полипропилена. Предоставление налоговых льгот, субсидий и других мер по снижению эксплуатационных расходов по переработке предприятий и увеличению их энтузиазма; Установить и улучшать законы и правила по переработке пластика, регулируйте порядок рынка утилизации и укрепляйте надзор и наказание незаконного сброса пластиковых отходов.

Технологические инновации: Увеличьте исследования и разработки в области технологии переработки полипропилена и разработать более эффективные технологии сортировки, очистки и регенерации. Например, использование технологии искусственного интеллекта и машинного обучения для оптимизации сортировочного оборудования, повышение точности и эффективности сортировки; Изучите новые технологии модификации, чтобы улучшить производительность переработанного полипропилена и позволить ему удовлетворить потребности большего количества полей.

Укрепление рекламы и образования: Через различные медиа -каналы улучшают экологическое образование для общественности, повышают осведомленность о важности переработки полипропилена, направляют общественность для разработки привычки правильно классифицировать и утилизацию пластиковых отходов, а также способствовать переработке и использованию полипропилена из источника.

Будущие перспективы

Полипропилен играет решающую роль в современной промышленности и повседневной жизни благодаря разнообразным характеристикам и широкому спектру применения. Полипропилен, от гарантии безопасности в медицинской области и широкого применения во многих других отраслях во многих других отраслях во многих других отраслях во многих других отраслях во многих других отраслях во многих других отраслях во многих других отраслях во многих других отраслях во многих других отраслях во многих других отраслях.

Благодаря быстрому развитию технологий будущее полипропилена полон бесконечного потенциала. С точки зрения повышения производительности, ученые будут продолжать изучать новые катализаторы и технологии модификации для дальнейшего повышения производительности полипропилена, таких как повышение его прочности, жесткости, теплостойкость и сопротивление старения, чтобы его можно было использовать в более требовательных средах. В то же время разработка более экологически чистых полипропиленовых материалов, таких как биоразлагаемый полипропилен, станет важным направлением исследования в будущем для снижения давления пластиковых отходов на окружающую среду и способствовать устойчивому развитию.

С точки зрения расширения приложений, с ростом развивающихся отраслей, таких как новая энергия, искусственный интеллект и Интернет вещей, полипропилен найдет новые возможности применения в этих областях. В области новых энергетических транспортных средств можно использовать полипропилен для производства кожух аккумулятора, внутренних деталей и т. Д., Вспомогательные снизить вес и повысить производительность новых энергетических транспортных средств; В области электронных приборов, с миниатюризацией и высокой производительностью электронных продуктов, полипропилен будет играть большую роль в производстве электронных компонентов из -за его хорошей изоляции и обработки литья.

Кроме того, с развитием мировой экономики и улучшением стандартов жизни людей спрос на полипропиленовые продукты будут продолжать расти, а перспективы рынка широкие. Тем не менее, полипропиленовая промышленность также сталкивается с некоторыми проблемами, такими как интенсифицированная рыночная конкуренция и колебания цен на сырье. Предприятия должны постоянно укреплять технологические инновации, повысить эффективность производства, оптимизировать структуру продукта и повысить конкурентоспособность рынка.

Я полагаю, что в будущем полипропилен будет продолжать расширять свои области применения в рамках продвижения технологических инноваций, внося более широкий вклад в развитие человеческого общества и станет важной силой в продвижении прогресса в различных отраслях.

ЯРЛЫК: