Polypropeeni

Propyleenin polymeroinnilla syntetisoidaan polypropeenia.

Polypropeenin makromolekyylit sisältävät 5000-20 000 monomeeriyksikköä. Jokaiseen sekundaariseen hiiliatomiin liitetyn metyyliryhmän steriilinen järjestely voi vaihdella. Jos kaikki metyyliryhmät ovat suuntautuneet samalle puolelle molekyyliketjua, tuotetta kutsutaan isotaktiseksi polypropeeniksi. Vain isotaktinen polypropeeni on se, joka täyttää kaikki tarvittavat edellytykset käytettäväksi kiinteiden kappaleiden valmistuksessa.
Stereoregulaarinen rakenne helpottaa kiteisten segmenttien kehittymistä. Esikäsittelyolosuhteista riippuen muotoon valetuissa kappaleissa saavutetaan 50-70 prosentin kiteisyys. Molekyyliketjut integroituvat harvoin täysin kiteisiin segmentteihin, koska ne sisältävät ei-isotaktisia osia, eivätkä ne näin ollen kykene kiteytymään. Näin ollen näistä ketjuista käytetään termiä ”osittain” kiteiset. Vaikka amorfiset epäorganisoituneet segmentit säilyttävät suuren liikkuvuuden, kiteinen rakenne tuottaa suuren vastuksen ja jäykkyyden sekundaarivoimille. Isotaktinen polypropeeni on tällöin termoplastinen materiaali, jolla on suhteellisen suuri jäykkyys ja kimmoisuus jopa yli toisen kertaluvun siirtymälämpötilan.

Polypropeeni on osa suurempaa materiaaliryhmää, jota kutsutaan polymeereiksi. Polymeeri on suuri molekyyli, joka koostuu monista yksinkertaisista kemiallisista yksiköistä, joita yleensä kutsutaan rakenneyksiköiksi tai monomeereiksi.
Polypropeeni on yksi markkinoiden monipuolisimmista termoplastisista polymeereistä. Se toimii kahdessa roolissa: muovina ja kuituna. Lisäksi se kuuluu hyödykkeinä pidettävien polymeerien ryhmään suuren kulutuksensa ja alhaisen hintansa vuoksi.
Cuyolenin tapauksessa jokainen rakenneyksikkö liittyy kahteen muuhun. Tuloksena on lineaarinen polymeeri:

Polypropeenin rakenneyksikkö on epäsymmetrinen. Sen ketjut voivat muodostaa kolme perusrakennetta metyyliryhmän ja vetyatomin vastaavan sijainnin mukaan: isotaktinen, syndiotaktinen ja ataktinen, kuten seuraavassa kuvassa on esitetty.

Cuyolen- ja Cuyotec-tuotteissa vallitsee isotaktinen rakenne. Ataktisen aineen osuus materiaalista on 1-5 %. Syy tähän vallitsevuuteen on sen tuotantoprosessissa (Novolen), josta saadaan laaja tuotevalikoima (homopolymeerit, lohkokopolymeerit, satunnaiset kopolymeerit ja terpolymeerit). Kyseiset tuotteet mahdollistavat ominaisuuksien yhdistelmän, joka tekee niistä sopivia moniin ja erilaisiin sovelluksiin.

Polypropeenin tyypit

A- Homopolymeeri (propyleeni):

Ne koostuvat polymeeriketjuista, joilla on sama kemiallinen koostumus (muodostuvat vain propyleenimolekyyleistä). Koska propeenimolekyyli on epäsymmetrinen, sen sisällyttäminen ja myöhempi sijoittaminen ketjuun voi synnyttää kolmenlaisia perusrakenteita metyyliryhmien (CH3) ja vetyatomien (H) vastaavan sijainnin mukaan: isotaktinen, ataktinen ja syndiotaktinen.
Isotaktinen rakenne vallitsee Cuyolen- ja Cuyotec-homopolymeereissä, jolloin syntyy korkea keskimääräinen kiteisyysaste, joka johtaa suureen jäykkyyteen.

B- Satunnainen kopolymeeri (propyleenieteeni):

Polymeeriketjulla on erilainen kemiallinen koostumus. Se muodostuu polypropyleenisegmenteistä, joihin on liitetty komonomerimolekyylejä (eteeni), jotka on sijoitettu satunnaisesti koko ketjuun. Näin materiaalin kiteisyys vähenee, mikä aiheuttaa suuren läpinäkyvyyden ja alhaisemman sulamispisteen.

C- Impact-kopolymeeri (propeenieteeni):

Novolen-prosessissa tämän materiaalin valmistus tapahtuu kahden peräkkäisen pystysuoran reaktorin kaskadin avulla. Ensimmäisessä reaktorissa tuotetaan kopolymeerimatriisi (tai PP-homopolymeeri), joka sitten kaadetaan toiseen reaktoriin, jossa ensimmäisestä reaktorista peräisin oleva ei-reaktiivinen propeeni kopolymeroituu toiseen reaktoriin lisätyn eteenin kanssa. Toisessa reaktorissa kopolymerisaatioreaktion seurauksena syntyvä kumi antaa materiaalille suuren sitkeyden jopa hyvin alhaisissa lämpötiloissa.

D- Terpolymeerit (propeeni-eteeni-1, butaani):

Tämäntyyppisissä materiaaleissa, kuten lohko- ja satunnaiskopolymeereissä, polymeeriketjulla on erilainen kemiallinen koostumus. Se koostuu propyleenisegmenteistä, joihin on liitetty molekyylejä mistä tahansa komonomeeristä (eteeni ja 1-butaani), jotka osallistuvat termopolymerisaatioon ja jotka on sijoitettu satunnaisesti koko ketjuun. Näin ollen materiaalin kiteisyysaste pienenee, koska polymeeriketjuihin on sisällytetty komonomeereja, mikä parantaa merkittävästi tiivistysominaisuuksia.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.