Polypropylen (PP) là gì và được sử dụng để làm gì?
Polypropylen (PP) là một loại polymer polymer bổ sung nhiệt dẻo được sản xuất từ sự kết hợp của các monome propylene. Nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng bao gồm đóng gói cho các sản phẩm tiêu dùng, phụ tùng nhựa cho các ngành công nghiệp khác nhau bao gồm ngành công nghiệp ô tô, các thiết bị đặc biệt như bản lề sống và dệt may. Polypropylen được trùng hợp lần đầu tiên vào năm 1951 bởi một cặp nhà khoa học dầu khí Phillips tên là Paul Hogan và Robert Banks và sau đó bởi các nhà khoa học người Ý và Đức Natta và Rehn. Nó trở nên nổi bật cực kỳ nhanh chóng, khi sản xuất thương mại bắt đầu chỉ ba năm sau khi nhà hóa học người Ý, Giáo sư Giulio Natta, lần đầu tiên trùng hợp nó. Natta đã hoàn thiện và tổng hợp nhựa polypropylen đầu tiên ở Tây Ban Nha vào năm 1954, và khả năng kết tinh của polypropylen đã tạo ra rất nhiều hứng thú. Đến năm 1957, sự phổ biến của nó đã bùng nổ và sản xuất thương mại rộng khắp bắt đầu trên khắp châu Âu. Ngày nay, nó là một trong những loại nhựa được sản xuất phổ biến nhất trên thế giới.
CNC Cut Polypropylen Bản lề sống Nguyên mẫu nắp an toàn cho trẻ em
CNC Cut Polypropylen Bản lề nguyên mẫu nắp an toàn cho trẻ em bằng cơ chế sáng tạo
Theo một số báo cáo, nhu cầu nguyên liệu toàn cầu hiện nay tạo ra thị trường hàng năm khoảng 45 triệu tấn và ước tính nhu cầu sẽ tăng lên khoảng 62 triệu tấn vào năm 2020. Người dùng cuối cùng của polypropylen là ngành đóng gói , tiêu thụ khoảng 30% tổng số, tiếp theo là sản xuất điện và thiết bị, sử dụng khoảng 13% mỗi loại. Các thiết bị gia dụng và công nghiệp ô tô đều tiêu thụ 10% mỗi loại và vật liệu xây dựng theo sau với 5% thị trường. Các ứng dụng khác cùng nhau tạo nên phần còn lại của mức tiêu thụ polypropylen toàn cầu.
Polypropylen có bề mặt tương đối trơn, có thể làm cho nó có thể thay thế cho các loại nhựa như Acet (POM) trong các ứng dụng ma sát thấp như bánh răng hoặc dùng làm điểm tiếp xúc cho đồ nội thất. Có lẽ một khía cạnh tiêu cực của chất lượng này là khó có thể liên kết Polypropylen với các bề mặt khác (nghĩa là nó không tuân thủ tốt các loại keo nào đó hoạt động tốt với các loại nhựa khác và đôi khi phải hàn trong trường hợp bắt buộc phải tạo khớp ). Mặc dù polypropylen trơn ở cấp độ phân tử, nhưng nó có hệ số ma sát tương đối cao - đó là lý do tại sao acetal, nylonhoặc PTFE sẽ được sử dụng thay thế. Polypropylen cũng có mật độ thấp so với các loại nhựa thông thường khác có nghĩa là tiết kiệm trọng lượng cho các nhà sản xuất và nhà phân phối các bộ phận Polypropylen đúc. Nó có sức đề kháng đặc biệt ở nhiệt độ phòng đối với các dung môi hữu cơ như chất béo nhưng bị oxy hóa ở nhiệt độ cao hơn (một vấn đề tiềm ẩn trong quá trình ép phun ).
Một trong những lợi ích chính của Polypropylen là nó có thể được sản xuất (thông qua CNC hoặc ép phun , ép nóng hoặc uốn ) thành bản lề sống . Bản lề sống là những mảnh nhựa cực mỏng uốn cong mà không bị vỡ (thậm chí trên các phạm vi chuyển động cực đoan gần 360 độ). Chúng không đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng cấu trúc như giữ một cánh cửa nặng nề nhưng đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng không chịu tải như nắp trên chai nước sốt cà chua hoặc dầu gội đầu. Polypropylen đặc biệt phù hợp với bản lề sống vì nó không bị vỡ khi bị uốn cong nhiều lần. Một trong những lợi thế khác là polypropylen có thể được gia công CNC để bao gồm một bản lề sống cho phép phát triển nguyên mẫu nhanh hơn và ít tốn kém hơn các phương pháp tạo mẫu khác. Cơ chế sáng tạo là duy nhất trong khả năng của chúng tôi để chế tạo bản lề sống từ một mảnh polypropylen duy nhất.
Một ưu điểm khác của Polypropylen là nó có thể dễ dàng đồng trùng hợp (chủ yếu kết hợp thành nhựa tổng hợp) với các polyme khác như polyetylen . Đồng trùng hợp thay đổi đáng kể các tính chất vật liệu, cho phép các ứng dụng kỹ thuật mạnh mẽ hơn khả năng với polypropylen nguyên chất (nhiều nhựa tự sản xuất).
Các đặc điểm được đề cập ở trên và bên dưới có nghĩa là polypropylen được sử dụng trong nhiều ứng dụng: đĩa an toàn cho máy rửa chén, khay, cốc, v.v., hộp đựng đồ đục và nhiều đồ chơi.
Đặc điểm của Polypropylen là gì?
Một số tính chất quan trọng nhất của polypropylen là:
Kháng hóa chất: Các bazơ và axit pha loãng không phản ứng dễ dàng với polypropylen, điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn tốt cho các thùng chứa chất lỏng như chất tẩy rửa, sản phẩm sơ cứu, v.v.
Độ đàn hồi và độ dẻo dai: Polypropylen sẽ hoạt động với độ đàn hồi trên một phạm vi lệch nhất định (giống như tất cả các vật liệu), nhưng nó cũng sẽ bị biến dạng dẻo sớm trong quá trình biến dạng, do đó, nó thường được coi là vật liệu "cứng". Độ dẻo dai là một thuật ngữ kỹ thuật được định nghĩa là khả năng biến dạng của vật liệu (dẻo, không đàn hồi) mà không bị vỡ. .
Chống mỏi: Polypropylen vẫn giữ được hình dạng sau nhiều lần xoắn, uốn và / hoặc uốn. Tài sản này đặc biệt có giá trị để làm bản lề sống.
Cách điện: polypropylen có điện trở rất cao và rất hữu ích cho các linh kiện điện tử.
Độ xuyên sáng: Mặc dù Polypropylen có thể được làm trong suốt, nhưng nó thường được sản xuất để có màu đục tự nhiên. Polypropylen có thể được sử dụng cho các ứng dụng trong đó một số chuyển ánh sáng là quan trọng hoặc là nơi có giá trị thẩm mỹ. Nếu độ truyền qua cao là mong muốn thì các loại nhựa như Acrylic hoặc Polycarbonate là lựa chọn tốt hơn.
Polypropylen được phân loại là vật liệu nhựa nhiệt dẻo ( trái ngược với vật liệu nhiệt dẻo vụn ), có liên quan đến cách thức nhựa phản ứng với nhiệt. Vật liệu nhiệt dẻo trở thành chất lỏng tại điểm nóng chảy của chúng (khoảng 130 độ C trong trường hợp polypropylen). Một thuộc tính hữu ích chính về nhựa nhiệt dẻo là chúng có thể được nung nóng đến điểm nóng chảy, làm lạnh và được hâm nóng lại mà không bị suy giảm đáng kể. Thay vì đốt, nhựa nhiệt dẻo như hóa lỏng polypropylen, cho phép chúng dễ dàng được đúc khuôn và sau đó được tái chế. Ngược lại, nhựa nhiệt rắn chỉ có thể được làm nóng một lần (thường là trong quá trình ép phun). Đầu tiênsưởi ấm làm cho vật liệu nhiệt đặt (tương tự như epoxy 2 phần) dẫn đến thay đổi hóa học không thể đảo ngược. Nếu bạn cố gắng ăn nhựa nhiệt đến nhiệt độ cao lần thứ hai, nó sẽ bị cháy. Đặc tính này làm cho vật liệu nhiệt rắn ứng cử viên nghèo để tái chế.
Tìm nhựa phù hợp cho phần nguyên mẫu của bạn
Tại sao Polypropylen được sử dụng thường xuyên như vậy?
Polypropylen được sử dụng trong cả ứng dụng gia đình và công nghiệp. Đặc tính độc đáo và khả năng thích ứng với các kỹ thuật chế tạo khác nhau làm cho nó nổi bật như một vật liệu vô giá cho nhiều mục đích sử dụng. Một đặc điểm vô giá khác là khả năng của polypropylen có chức năng vừa là vật liệu nhựa vừa là sợi (giống như những chiếc túi tote quảng cáo được tặng trong các sự kiện, cuộc đua, v.v.). Khả năng độc đáo của Polypropylen được sản xuất thông qua các phương pháp khác nhau và vào các ứng dụng khác nhau có nghĩa là nó sớm bắt đầu thách thức nhiều vật liệu thay thế cũ, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp đóng gói, sợi và ép phun. Sự tăng trưởng của nó đã được duy trì trong những năm qua và nó vẫn là một công ty lớn trong ngành nhựa trên toàn thế giới.
Tại Cơ chế sáng tạo , chúng tôi đã sử dụng polypropylen trong một số ứng dụng trên một loạt các ngành công nghiệp. Có lẽ ví dụ thú vị nhất bao gồm khả năng của chúng tôi đối với máy CNC của CNC để bao gồm một bản lề sống để phát triển bản lề sống nguyên mẫu . Polypropylen là một vật liệu rất mềm dẻo, có điểm nóng chảy tương đối thấp. Những yếu tố này đã ngăn cản hầu hết mọi người có thể gia công vật liệu đúng cách. Nó nướu lên. Nó không cắt sạch. Nó bắt đầu tan chảy từ sức nóng của máy cắt CNC. Nó thường cần được cạo mịn để có được bất cứ thứ gì gần với bề mặt đã hoàn thành. Nhưng chúng tôi đã có thể giải quyết vấn đề này cho phép chúng tôi tạo ra bản lề sống nguyên mẫu mới từ polypropylen. Hãy xem video dưới đây:
Các loại khác nhau của Polypropylen là gì?
Có hai loại polypropylen chính có sẵn: homopolyme và copolyme. Các copolyme được chia thành các copolyme khối và copolyme ngẫu nhiên. Mỗi thể loại phù hợp với các ứng dụng nhất định tốt hơn so với các ứng dụng khác. Polypropylen thường được gọi là thép thép của ngành công nghiệp nhựa vì nhiều cách khác nhau có thể được sửa đổi hoặc tùy chỉnh để phục vụ tốt nhất cho một mục đích cụ thể. Điều này thường đạt được bằng cách giới thiệu các chất phụ gia đặc biệt cho nó hoặc bằng cách sản xuất nó theo một cách rất riêng. Khả năng thích ứng này là một tài sản quan trọng.
Homopolymer polypropylen là một loại mục đích chung. Bạn có thể nghĩ về điều này giống như trạng thái mặc định của vật liệu polypropylen. Khối copolyme polypropylen có các đơn vị đồng phân tử được sắp xếp theo khối (nghĩa là trong một mẫu thông thường) và chứa bất cứ nơi nào từ 5% đến 15% ethylene. Ethylene cải thiện các tính chất nhất định, như khả năng chống va đập trong khi các chất phụ gia khác tăng cường các tính chất khác. Polypropylen ngẫu nhiên - trái ngược với khối polypropylen copolyme - có các đơn vị đồng phân tử được sắp xếp theo mô hình không đều hoặc ngẫu nhiên dọc theo phân tử polypropylen. Chúng thường được kết hợp với bất cứ nơi nào từ 1% đến 7% ethylene và được chọn cho các ứng dụng mà mong muốn một sản phẩm rõ ràng hơn, dễ uốn hơn.
Polypropylen được làm như thế nào?
Polypropylen, giống như các loại nhựa khác, thường bắt đầu bằng việc chưng cất nhiên liệu hydrocarbon thành các nhóm nhẹ hơn gọi là phân đoạn, một số chất được kết hợp với các chất xúc tác khác để tạo ra nhựa (thường thông qua phản ứng trùng hợp hoặc polycondensation).
Polypropylen để phát triển nguyên mẫu trên máy CNC, máy in 3D và máy ép phun:
In 3D Polypropylen:
Polypropylen không có sẵn ở dạng sợi để in 3D.
Gia công CNC Polypropylen:
Polypropylen được sử dụng rộng rãi làm cổ phiếu tấm cho sản xuất máy CNC. Khi chúng tôi tạo ra một số lượng nhỏ các bộ phận bằng polypropylen, chúng tôi thường sử dụng máy CNC. Polypropylen đã đạt được danh tiếng như một vật liệu không thể gia công. Điều này là do nó có nhiệt độ ủ thấp, có nghĩa là nó bắt đầu biến dạng dưới nhiệt. Bởi vì nó là một vật liệu rất mềm nói chung, nó đòi hỏi một mức độ kỹ năng cực kỳ cao để được cắt với độ chính xác. Cơ chế sáng tạo đã thành công trong việc làm như vậy. Các đội của chúng tôi có thể sử dụng máy CNC và cắt polypropylen sạch sẽ và với chi tiết cực kỳ tuyệt vời. Ngoài ra, chúng tôi có thể tạo ra bản lề sống bằng polypropylencó độ dày ít nhất là 0,010 inch. Làm bản lề sống là một nỗ lực khó khăn của riêng mình, điều này làm cho việc sử dụng một vật liệu khó như polypropylen thậm chí còn ấn tượng hơn.
Ép phun Polypropylen:
Polypropylen là một loại nhựa rất hữu ích để ép phun và thường có sẵn cho mục đích này ở dạng viên. Polypropylen rất dễ đúc mặc dù bản chất bán tinh thể của nó, và nó chảy rất tốt vì độ nhớt nóng chảy thấp. Thuộc tính này tăng cường đáng kể tốc độ mà bạn có thể lấp đầy khuôn bằng vật liệu. Độ co trong polypropylen khoảng 1-2% nhưng có thể thay đổi dựa trên một số yếu tố, bao gồm áp suất giữ, thời gian giữ, nhiệt độ nóng chảy, độ dày thành khuôn, nhiệt độ khuôn và tỷ lệ và loại phụ gia.
Khác:
Ngoài các ứng dụng nhựa thông thường, polypropylen cũng cho vay rất tốt cho các ứng dụng sợi. Điều này mang lại cho nó một phạm vi sử dụng rộng hơn, vượt ra ngoài việc ép phun. Chúng bao gồm dây thừng, thảm, bọc, quần áo, và những thứ tương tự.
Ứng dụng sợi Polypropylen: Dây thừng
Hình ảnh từ AnimatedKnots.com
Ưu điểm của Polypropylen là gì?
Polypropylen có sẵn và tương đối rẻ tiền.
Polypropylen có độ bền uốn cao do tính chất bán tinh thể của nó.
Polypropylen có bề mặt tương đối trơn.
Polypropylen có khả năng chống ẩm rất cao.
Polypropylen có khả năng kháng hóa chất tốt đối với nhiều loại bazơ và axit.
Polypropylen sở hữu khả năng chống mỏi tốt.
Polypropylen có độ bền va đập tốt.
Polypropylen là một chất cách điện tốt.
Nhược điểm của Polypropylen là gì?
Polypropylen có hệ số giãn nở nhiệt cao làm hạn chế các ứng dụng nhiệt độ cao.
Polypropylen dễ bị thoái hóa UV.
Polypropylen có sức đề kháng kém đối với dung môi clo và chất thơm.
Polypropylen được biết là khó sơn vì nó có đặc tính liên kết kém.
Polypropylen rất dễ cháy.
Polypropylen dễ bị oxy hóa.
Mặc dù thiếu sót của nó, polypropylen là một vật liệu tuyệt vời nói chung. Nó có một sự pha trộn độc đáo của các phẩm chất không có trong bất kỳ tài liệu nào khác làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho nhiều dự án.
Các tính chất của Polypropylen là gì?
Bất động sản
Giá trị
Tên kỹ thuật
Polypropylen (PP)
Công thức hóa học
Thành phần phân tử Polypropylen (C 3 H 6 ) n
Mã nhận dạng nhựa (Được sử dụng để tái chế)
Mã nhận dạng nhựa Polypropylen (PP) 5 (Dành cho mục đích tái chế nhựa)
Nhiệt độ nóng chảy
130 ° C (266 ° F)
Nhiệt độ khuôn ép điển hình
32 - 66 ° C (90 - 150 ° F) ***
Nhiệt độ lệch nhiệt (HDT)
100 ° C (212 ° F) ở 0,46 MPa (66 PSI) **
Sức căng
32 MPa (4700 PSI) ***
Độ bền uốn
41 MPa (6000 PSI) ***
Trọng lượng riêng
0.91
Tỷ lệ thu hẹp
1,5 - 2,0% (.015 - .02 in / in) ***