La polimerizzazione del propilene sintetizza il polipropilene.
Le macromolecole di polipropilene contengono da 5000 a 20.000 unità monomeriche. La disposizione sterica del gruppo metile unito in ogni atomo di carbonio secondario può variare. Se tutti i gruppi metilici sono orientati verso lo stesso lato della catena molecolare, il prodotto è noto come polipropilene isotattico. È solo il polipropilene isotattico quello che soddisfa tutti i requisiti necessari per essere utilizzato nella produzione di articoli solidi.
La struttura stereoregolare facilita lo sviluppo di segmenti cristallini. A seconda delle condizioni di prelavorazione, si ottiene una cristallinità del 50-70% nei pezzi stampati. Le catene molecolari sono raramente completamente integrate ai segmenti cristallini poiché contengono parti non isotattiche e, pertanto, non sono in grado di cristallizzare. Quindi, il termine “parzialmente” cristallino è usato per queste catene. Mentre i segmenti amorfi disorganizzati mantengono una grande mobilità, la struttura cristallina produce un’alta resistenza e rigidità dalle forze secondarie. Il polipropilene isotattico è quindi un materiale termoplastico che presenta rigidità e resilienza relativamente elevate, anche oltre la temperatura di transizione del secondo ordine.
Il polipropilene fa parte di un gruppo più grande di materiali noti come polimeri. Un polimero è una grande molecola composta da molte unità chimiche semplici chiamate generalmente unità strutturali o monomeri.
Il polipropilene è uno dei polimeri termoplastici più versatili sul mercato. Svolge due ruoli: come plastica e come fibra. Inoltre, è incluso nel gruppo dei polimeri considerati materie prime a causa del suo alto livello di consumo e del suo basso prezzo.
Nel caso del Cuyolen, ogni unità strutturale è legata alle altre due. Il risultato è un polimero lineare:
L’unità strutturale del polipropilene è asimmetrica. Le sue catene possono formare tre strutture di base secondo la posizione corrispondente del gruppo metile e dell’atomo di idrogeno: isotattica, sindiotattica e atattica come mostrato nell’immagine seguente.
La struttura isotattica prevale nei nostri prodotti Cuyolen e Cuyotec. La proporzione di atattico varia dall’1% al 5% del materiale. La ragione di questa predominanza risiede nel suo processo di produzione (Novolen) da cui si ottiene un ampio spettro di prodotti (omopolimeri, copolimeri a blocchi, copolimeri casuali e terpolimeri). Tali prodotti permettono una combinazione di proprietà che li rendono adatti a molte e varie applicazioni.
Tipi di Polipropilene
A- Omopolimero (propilene):
Sono composti da catene polimeriche che hanno la stessa composizione chimica (formate solo da molecole di propilene). Poiché la molecola di propilene è asimmetrica, la sua incorporazione e successiva disposizione nella catena può generare tre tipi di strutture di base, secondo la posizione corrispondente dei gruppi metilici (CH3) e degli atomi di idrogeno (H): isotattica, atattica e sindiotattica.
La struttura isotattica prevale negli omopolimeri Cuyolen e Cuyotec, generando un alto grado di cristallinità media che si traduce in alta rigidità.
B- Copolimero casuale (propilene-etilene):
La catena del polimero ha una composizione chimica diversa. È formata da segmenti di polipropilene uniti da molecole di comonomero (etilene) che sono posizionate in modo casuale in tutta la catena. Così, la cristallinità del materiale è ridotta, il che causa un’alta trasparenza e un punto di fusione più basso.
Copolimero C- Impact (propilene-etilene):
Nel processo Novolen, la produzione di questo materiale viene eseguita per mezzo di una cascata di due reattori verticali in sequenza. Nel primo reattore, la matrice copolimerica (o omopolimero PP) viene prodotta e poi scaricata nel secondo reattore dove il propilene non reattivo del primo reattore copolimerizza con l’etilene aggiunto al secondo reattore. La gomma prodotta nel secondo reattore come conseguenza della reazione di copolimerizzazione dà al materiale un’alta tenacità anche a temperature molto basse.
D- Terpolimeri (propilene-etilene-1, butano):
In questo tipo di materiali, come nei copolimeri a blocchi e casuali, la catena polimerica ha diversa composizione chimica. È composta da segmenti di propilene uniti da molecole di uno qualsiasi dei comonomeri (etilene e 1 butano) che partecipano alla termopolimerizzazione e che sono posizionati in modo casuale in tutta la catena. Così, il grado di cristallinità del materiale è ridotto a causa dell’incorporazione dei comonomeri nelle catene polimeriche in modo da migliorare significativamente le proprietà di tenuta.
