Durch Polymerisation von Propylen wird das Polypropylen synthetisiert.
Die Polypropylen-Makromoleküle enthalten zwischen 5000 und 20.000 Monomereinheiten. Die sterische Anordnung der an jedes sekundäre Kohlenstoffatom gebundenen Methylgruppe kann variieren. Wenn alle Methylgruppen auf der gleichen Seite der Molekülkette angeordnet sind, wird das Produkt als isotaktisches Polypropylen bezeichnet. Nur das isotaktische Polypropylen erfüllt alle notwendigen Voraussetzungen für die Herstellung von festen Gegenständen.
Die stereoreguläre Struktur erleichtert die Entwicklung von kristallinen Segmenten. Je nach Verarbeitungsbedingungen wird in Formteilen eine Kristallinität von 50 bis 70 % erreicht. Die Molekülketten sind nur selten vollständig in die kristallinen Segmente integriert, da sie nicht-isotaktische Teile enthalten und daher nicht kristallisieren können. Daher wird für diese Ketten der Begriff „teilkristallin“ verwendet. Während amorphe, desorganisierte Segmente eine große Beweglichkeit behalten, bewirkt die kristalline Struktur eine hohe Widerstandsfähigkeit und Steifigkeit gegenüber Sekundärkräften. Das isotaktische Polypropylen ist dann ein thermoplastisches Material, das eine relativ hohe Steifigkeit und Elastizität aufweist, auch über die Übergangstemperatur zweiter Ordnung hinaus.
Polypropylen ist Teil einer größeren Gruppe von Materialien, die als Polymere bezeichnet werden. Ein Polymer ist ein großes Molekül, das aus vielen einfachen chemischen Einheiten besteht, die im Allgemeinen als Struktureinheiten oder Monomere bezeichnet werden.
Polypropylen ist eines der vielseitigsten thermoplastischen Polymere auf dem Markt. Es übernimmt zwei Aufgaben: als Kunststoff und als Faser. Außerdem gehört es aufgrund seines hohen Verbrauchs und seines niedrigen Preises zur Gruppe der Polymere, die als Rohstoffe gelten.
Im Falle von Cuyolen ist jede Struktureinheit mit den beiden anderen verbunden. Das Ergebnis ist ein lineares Polymer:
Die Struktureinheit des Polypropylens ist asymmetrisch. Seine Ketten können je nach der entsprechenden Position der Methylgruppe und des Wasserstoffatoms drei Grundstrukturen bilden: isotaktisch, syndiotaktisch und ataktisch, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
Die isotaktische Struktur überwiegt in unseren Produkten Cuyolen und Cuyotec. Der Anteil der Ataktik liegt zwischen 1 und 5 % des Materials. Der Grund für diese Vorherrschaft liegt in dem Herstellungsverfahren (Novolen), aus dem ein breites Spektrum von Produkten (Homopolymere, Blockcopolymere, statistische Copolymere und Terpolymere) gewonnen wird. Diese Produkte ermöglichen eine Kombination von Eigenschaften, die sie für viele und unterschiedliche Anwendungen geeignet machen.
Arten von Polypropylen
A- Homopolymer (Propylen):
Sie bestehen aus Polymerketten, die die gleiche chemische Zusammensetzung haben (nur aus Propylenmolekülen gebildet). Da das Propylenmolekül asymmetrisch ist, kann sein Einbau und seine spätere Anordnung in der Kette drei Arten von Grundstrukturen erzeugen, je nach der entsprechenden Position der Methylgruppen (CH3) und der Wasserstoffatome (H): isotaktisch, ataktisch und syndiotaktisch.
Die isotaktische Struktur überwiegt in Cuyolen- und Cuyotec-Homopolymeren und erzeugt einen hohen durchschnittlichen Kristallinitätsgrad, der zu einer hohen Steifigkeit führt.
B- Random-Copolymer (Propylen-Ethylen):
Die Polymerkette hat eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung. Sie besteht aus Polypropylensegmenten, die durch Comonomermoleküle (Ethylen) verbunden sind, die zufällig in der Kette angeordnet sind. Dadurch wird die Kristallinität des Materials verringert, was zu einer hohen Transparenz und einem niedrigeren Schmelzpunkt führt.
C- Impact Copolymer (Propylen-Ethylen):
Im Novolen-Verfahren wird die Herstellung dieses Materials mittels einer Kaskade von zwei aufeinanderfolgenden vertikalen Reaktoren durchgeführt. Im ersten Reaktor wird die Copolymermatrix (oder das PP-Homopolymer) hergestellt und dann in den zweiten Reaktor gekippt, wo das nicht reaktive Propylen aus dem ersten Reaktor mit dem in den zweiten Reaktor zugeführten Ethylen copolymerisiert. Der im zweiten Reaktor als Folge der Copolymerisationsreaktion entstandene Kautschuk verleiht dem Material eine hohe Festigkeit auch bei sehr niedrigen Temperaturen.
D- Terpolymere (Propylen-Ethylen-1, Butan):
Bei dieser Art von Werkstoffen hat die Polymerkette wie bei den Block- und Zufallscopolymeren eine andere chemische Zusammensetzung. Sie besteht aus Propylensegmenten, die durch Moleküle beliebiger Comonomere (Ethylen und 1-Butan) verbunden sind, die an der Thermopolymerisation beteiligt sind und die zufällig in der Kette angeordnet sind. Auf diese Weise wird der Kristallinitätsgrad des Materials durch den Einbau von Comonomeren in die Polymerketten verringert, wodurch die Dichtungseigenschaften deutlich verbessert werden.
