Polimeryzacja propylenu powoduje syntezę polipropylenu.
Makrocząsteczki polipropylenu zawierają od 5000 do 20 000 jednostek monomeru. Steryczne ułożenie grupy metylowej przyłączonej w każdym drugorzędowym atomie węgla może być różne. Jeżeli wszystkie grupy metylowe są skierowane na tę samą stronę łańcucha molekularnego, produkt jest znany jako polipropylen izotaktyczny. Tylko polipropylen izotaktyczny spełnia wszystkie wymagania niezbędne do stosowania w produkcji elementów stałych.
Stereoregularna struktura ułatwia powstawanie segmentów krystalicznych. W zależności od warunków obróbki wstępnej, w wypraskach uzyskuje się krystaliczność od 50 do 70 %. Łańcuchy molekularne rzadko są w pełni zintegrowane z segmentami krystalicznymi, ponieważ zawierają one części nieizotaktyczne i dlatego nie są zdolne do krystalizacji. Dlatego w odniesieniu do tych łańcuchów stosuje się określenie „częściowo” krystaliczne. Podczas gdy amorficzne, zdezorganizowane segmenty zachowują dużą ruchliwość, struktura krystaliczna daje dużą odporność i sztywność na działanie sił wtórnych. Polipropylen izotaktyczny jest wtedy tworzywem termoplastycznym, które wykazuje stosunkowo dużą sztywność i sprężystość, nawet powyżej temperatury przemiany drugiego rzędu.
Polipropylen jest częścią większej grupy materiałów znanych jako polimery. Polimer jest wielką cząsteczką składającą się z wielu prostych jednostek chemicznych zwanych ogólnie jednostkami strukturalnymi lub monomerami.
Polipropylen jest jednym z najbardziej wszechstronnych polimerów termoplastycznych na rynku. Występuje w dwóch rolach: jako tworzywo sztuczne i jako włókno. Ponadto zaliczany jest do grupy polimerów uznawanych za towarowe ze względu na wysoki poziom zużycia i niską cenę.
W przypadku Cuyolenu każda jednostka strukturalna jest połączona z dwoma pozostałymi. W rezultacie powstaje polimer liniowy:
Jednostka strukturalna polipropylenu jest asymetryczna. Jego łańcuchy mogą tworzyć trzy podstawowe struktury w zależności od odpowiedniego położenia grupy metylowej i atomu wodoru: izotaktyczną, syndiotaktyczną i ataktyczną, jak pokazano na poniższym rysunku.
Struktura izotaktyczna przeważa w naszych produktach Cuyolen i Cuyotec. Udział ataktyków waha się od 1% do 5% materiału. Przyczyną tej przewagi jest proces produkcyjny (Novolen), w którym uzyskuje się szerokie spektrum produktów (homopolimery, kopolimery blokowe, kopolimery losowe i terpolimery). Produkty te pozwalają na połączenie właściwości, które czynią je odpowiednimi do wielu i różnych zastosowań.
Rodzaje polipropylenu
A- Homopolimer (propylen):
Składają się z łańcuchów polimerowych, które mają taki sam skład chemiczny (tworzą je tylko cząsteczki propylenu). Ponieważ cząsteczka propylenu jest asymetryczna, jej wbudowanie i późniejsze ułożenie w łańcuchu może generować trzy rodzaje struktur podstawowych, zgodnie z odpowiednim położeniem grup metylowych (CH3) i atomów wodoru (H): izotaktyczną, ataktyczną i syndiotaktyczną.
Struktura izotaktyczna przeważa w homopolimerach Cuyolen i Cuyotec, generując wysoki stopień średniej krystaliczności, co skutkuje wysoką sztywnością.
B- Kopolimer losowy (propylen-etylen):
Łańcuch polimeru ma różny skład chemiczny. Tworzą go segmenty polipropylenowe połączone cząsteczkami komonomeru (etylenu), które są rozmieszczone losowo w całym łańcuchu. Dzięki temu zmniejsza się krystaliczność materiału, co powoduje dużą przezroczystość i niższą temperaturę topnienia.
C- Kopolimer udarowy (propylen-etylen):
W procesie Novolen produkcja tego tworzywa jest perfomowana za pomocą kaskady dwóch reaktorów pionowych w sekwencji. W pierwszym reaktorze produkowana jest matryca kopolimerowa (lub homopolimer PP), która następnie jest zrzucana do drugiego reaktora, gdzie niereaktywny propylen z pierwszego reaktora kopolimeryzuje z etylenem dodanym do drugiego reaktora. Kauczuk wytworzony w drugim reaktorze w wyniku reakcji kopolimeryzacji daje materiał o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie nawet w bardzo niskich temperaturach.
D- Terpolimery (propylen-etylen-1, butan):
W tego typu materiałach, podobnie jak w kopolimerach blokowych i losowych, łańcuch polimerowy ma różny skład chemiczny. Składa się on z segmentów propylenowych połączonych cząsteczkami dowolnego z komonomerów (etylenu i butanu) biorących udział w termopolimeryzacji, które są rozmieszczone losowo w całym łańcuchu. W ten sposób stopień krystaliczności materiału jest zmniejszony dzięki włączeniu komonomerów do łańcuchów polimerowych, co znacznie poprawia właściwości uszczelniające.
