Mikä on PP?
Polypropeeni tai lyhyesti PP on puolikiteinen kestomuovi, jonka Giulio Natta syntetisoi vuonna 1954.
Se on yksi yleisesti käytetyistä polymeerimateriaaleista. Sillä on korkea iskunkestävyys, vahvat mekaaniset ominaisuudet, kestävyys erilaisille orgaanisille liuottimille sekä happo- ja alkalikorroosiolle, ja sitä käytetään laajasti teollisuudessa. Esimerkiksi erilaiset laboratoriopipetinkärjet, sentrifugiputket ja vastaavat on valmistettu puhtaasta PP:stä.
Tiedätkö miksi he valitsivat PP:n? Mitkä ovat sen edut ja haitat muihin yleiskäyttöisiin materiaaleihin verrattuna?
01 Tiheys
PP:n tiheys on vain {{0}},90-0,91 g/cm3, mikä on pienin tiheys kaikista synteettisistä hartseista, vain noin 60 prosenttia PVC:stä. Tämä tarkoittaa, että samalla raaka-ainepainolla voidaan valmistaa useampia saman volyymin tuotteita.
02 Mekaaniset ominaisuudet
Tällä materiaalilla on hyvä vetolujuus ja jäykkyys, mutta huono iskunkestävyys, erityisesti alhaisissa lämpötiloissa. Lisäksi, jos tuote muodostetaan suuntautumalla tai jännityksellä, iskunkestävyyttä voidaan vähentää merkittävästi. Vaikka sen iskunkestävyys on heikko, sen mekaaniset ominaisuudet ovat monilla aloilla verrattavissa kalliimpien teknisten muovien mekaanisiin ominaisuuksiin modifioinnin, kuten täytön tai vahvistamisen, jälkeen.
03 Pinnan kovuus
PP:n pintakovuus on alhaisempi viiden yleiskäyttöisen muovin joukossa ja vain hieman parempi kuin PE:n. Kun kiteisyys on korkea, kovuus kasvaa vastaavasti, mutta se ei silti ole yhtä hyvä kuin PVC, PS, ABS jne.
04 Lämpöteho
Viiden tärkeimmän yleiskäyttöisen muovin joukossa PP:llä on paras lämmönkestävyys. Polypropeenimuovituotteet voivat toimia pitkään 100 asteessa, eivätkä ne väänny, kun ne kuumennetaan 150 asteeseen ulkoisen voiman vaikutuksesta. Kun PP:n kiteistä olomuotoa on käytetty ydintämisaineella, sen lämmönkestävyyttä voidaan parantaa entisestään ja sitä voidaan käyttää jopa ruoan lämmittämiseen mikroaaltouunissa.
05 Jännitysmurtuman kestävyys
Muovatun tuotteen jäännösjännitys tai jatkuvassa jännityksessä pitkään toimiva tuote voi aiheuttaa jännityshalkeilua. Orgaaniset liuottimet ja pinta-aktiiviset aineet voivat merkittävästi helpottaa tätä prosessia. Siksi jännityshalkeilutestit suoritettiin kaikki pinta-aktiivisten aineiden läsnä ollessa. Yleisesti käytettyjä apuaineita ovat alkyyliaryylipolyetyleeniglykolit.
Testaus on osoittanut, että PP-materiaalilla on yhtä hyvä kestävyys jännityshalkeilua vastaan, kun se upotetaan pinta-aktiiviseen aineeseen kuin ilmassa. Lisäksi mitä pienempi PP:n sulavirtausnopeus (eli mitä suurempi molekyylipaino), sitä kestävämpi se on jännityshalkeilua vastaan.
06 Kemiallinen stabiilisuus
PP:llä on erinomainen kemiallinen stabiilisuus. Se on inertti useimmille hapoille, emäksille, suoloille ja hapettimille. Se on stabiili esimerkiksi väkevässä fosforihapossa, kloorivetyhapossa, 40-prosenttisessa rikkihapossa ja sen suolaliuoksessa 100 asteessa. Vain muutamat vahvat hapettimet, kuten oleum, voivat muuttaa sitä. PP on ei-polaarinen yhdiste, joka on erittäin stabiili polaarisille liuottimille, kuten alkoholille, fenoleille, aldehydeille, ketoneille ja useimmat karboksyylihapot eivät turpoa, mutta liukenevat tai turpoavat helposti joihinkin ei-polaarisiin orgaanisiin liuottimiin
07 Ilmatiiviys (kaasusulku)
PP:llä on tietty hapen, hiilidioksidin ja vesihöyryn läpäisevyys, mikä eroaa selvästi nailonista (PA) ja polyesteristä (PET). Korkeaesteisten muovien, kuten PVDC:n, EVOH:n jne., osalta tilanne on vielä pahempi. Mutta muihin ei-muovisiin materiaaleihin verrattuna sen ilmatiiviys on melko hyvä. Ilmatiiviyttä voidaan parantaa huomattavasti lisäämällä sulkumateriaalia tai pinnoittamalla pinta sulkumuovilla.
08 Ikääntymisen ominaisuudet
PP-molekyylit sisältävät tertiäärisiä hiiliatomeja, jotka tuhoutuvat ja hajoavat helposti fototermisen vaikutuksesta. PP ilman stabilointiaineita haurastuu, kun sitä kuumennetaan 150 asteessa yli puoli tuntia tai altistetaan auringonvalolle 12 päivän ajan. PP ilman stabilointiainetta heikkenee myös vakavasti, kun sitä säilytetään sisätiloissa pimeässä 4 kuukautta, ja siitä tulee selkeä hapan haju.
Yli 0,2 prosentin antioksidantti lisääminen ennen PP-jauheen rakeistamista voi estää tehokkaasti PP:n hajoamisen ja vanhenemisen käsittelyn aikana. Antioksidantit jaetaan kahteen luokkaan: vapaiden radikaalien ketjureaktion päättäjiin (tunnetaan myös primäärisinä antioksidantteina) ja peroksidin hajottajiin (tunnetaan myös sekundaarisina antioksidantteina). Kahden antioksidantin järkevällä yhdistelmällä on hyvä synergistinen vaikutus.
Tällä hetkellä suositeltu B215-antioksidantti on pääasiallisen antioksidantin 1010 (fenolit) ja apuantioksidantin 168 (fosfiitti) yhdistelmä suhteessa 1:2. Valon ikääntymisen estämiseksi PP:hen on lisättävä UV-absorptioaine, joka muuntaa 290-400 nm aallonpituuden UV-absorption ja -virityksen tuhoamattomaksi pidemmän aallonpituuden valoksi. Maahan haudatuille tai sisätiloissa valon välttämiseksi käytettäville PP-muovituotteille vaaditaan vain pää- ja lisäantioksidantit, eikä ultraviolettiabsorboijaa tarvita.
09 Sähköinen suorituskyky
PP on ei-polaarinen polymeeri, jolla on hyvä sähköeristys ja alhaisen veden imeytymisen vuoksi kosteus ei vaikuta sähköeristykseen. Ja sen dielektrisyysvakio ja dielektrinen häviökerroin ovat pieniä, taajuus ja lämpötila eivät vaikuta niihin. PP:n dielektrinen lujuus on korkea ja kasvaa lämpötilan myötä. Nämä ovat hyödyllisiä sähköeristykseen kuumissa ja kosteissa ympäristöissä. Toisaalta PP:n pintakestävyys on erittäin korkea, ja joissain tapauksissa on suoritettava antistaattinen käsittely.
10 Käsiteltävyys
PP on kiteinen polymeeri, ja sen hiukkaset vaativat tietyn lämpötilan sulamisen alkamiseksi. Toisin kuin PE tai PVC, se pehmenee lämpötilan noustessa lämmityksen aikana. Kun tietty lämpötila on saavutettu, PP-hiukkaset sulavat nopeasti ja muuttuvat kokonaan sulaksi muutamassa asteessa.
PP:n alhaisen sulaviskositeetin ansiosta sillä on hyvä juoksevuus muovauksen aikana. Varsinkin kun sulan virtausnopeus on korkea, sulatteen viskositeetti on pienempi. Se soveltuu suurten ohutseinäisten tuotteiden, kuten pesukoneen sisäaltaiden, ruiskuvaluun.
Kun PP on poistunut muotista, hitaasti jäähtynyt ilmassa muodostaa suurempia rakeita ja tuote on läpinäkyvä. Jos se sammutetaan vedessä (kuten kalvon valmistamiseksi vesipuhallusjäähdytysmenetelmällä), PP:n molekyyliliike jäätyy nopeasti, kiteitä ei muodostu ja kalvo on täysin läpinäkyvä. PP:n muovauskutistumisaste on suuri, yli 2 prosenttia, mikä on paljon suurempi kuin ABS-muovin (0,5 prosenttia).
PP:n muovauskutistumisnopeus vaihtelee muiden lisättyjen materiaalien tyypin ja määrän mukaan. On syytä harkita huolellisesti, kun valmistetaan ruiskupuristettuja tuotteita, joiden mitat ovat yhteensopivat.
