Polymerisering av propylen ger polypropen.
Makromolekylerna av polypropen innehåller 5 000 till 20 000 monomerenheter. Det steriska arrangemanget av den metylgrupp som är knuten till varje sekundär kolatom kan variera. Om alla metylgrupper är orienterade mot samma sida av molekylkedjan kallas produkten isotaktisk polypropen. Det är endast den isotaktiska polypropenen som uppfyller alla nödvändiga krav för att användas vid tillverkning av fasta föremål.
Den stereoregulära strukturen underlättar utvecklingen av kristallina segment. Beroende på förbehandlingsförhållandena erhålls en kristallinitet på 50-70 % i formgjutna delar. Molekylkedjorna är sällan helt integrerade i de kristallina segmenten eftersom de innehåller icke-isotaktiska delar och därför inte kan kristallisera. Därför används termen ”delvis” kristallin för dessa kedjor. Medan amorfa desorganiserade segment behåller en stor rörlighet ger den kristallina strukturen hög motståndskraft och styvhet mot sekundära krafter. Isotaktisk polypropen är då ett termoplastiskt material som uppvisar relativt hög styvhet och elasticitet, även över andra ordningens övergångstemperatur.
Polypropen ingår i en större grupp material som kallas polymerer. En polymer är en stor molekyl som består av många enkla kemiska enheter som i allmänhet kallas strukturella enheter eller monomerer.
Polypropen är en av de mest mångsidiga termoplastiska polymererna på marknaden. Den åtar sig två roller: som plast och som fiber. Dessutom ingår den i gruppen polymerer som betraktas som råvaror på grund av sin höga konsumtionsnivå och sitt låga pris.
I Cuyolens fall är varje strukturell enhet kopplad till de två andra. Resultatet är en linjär polymer:
Den estrukturella enheten i polypropylen är asymmetrisk. Dess kedjor kan bilda tre grundstrukturer beroende på metylgruppens och väteatomens motsvarande position: isotaktisk, syndiotaktisk och ataktisk enligt följande bild.
Den isotaktiska strukturen dominerar i våra Cuyolen- och Cuyotec-produkter. Andelen ataktiska ämnen varierar mellan 1 och 5 % av materialet. Orsaken till denna dominans beror på produktionsprocessen (Novolen) från vilken ett brett spektrum av produkter (homopolymerer, blockpolymerer, slumpmässiga kopolymerer och terpolymerer) erhålls. Dessa produkter har en kombination av egenskaper som gör dem lämpliga för många och olika tillämpningar.
Typer av polypropen
A- Homopolymer (propylen):
De består av polymera kedjor som har samma kemiska sammansättning (bildas endast av propylenmolekyler). Eftersom propylenmolekylen är asymmetrisk kan dess inkorporering och senare placering i kedjan ge upphov till tre typer av grundstrukturer, beroende på metylgruppernas (CH3) och väteatomernas (H) position: isotaktisk, ataktisk och syndiotaktisk.
Den isotaktiska strukturen dominerar i Cuyolen- och Cuyotec-homopolymerer och genererar en hög grad av genomsnittlig kristallinitet som resulterar i hög styvhet.
B- Slumpmässiga sampolymerer (propylen-eten):
Polymerkedjan har olika kemisk sammansättning. Den bildas av polypropylensegment som är sammanfogade med comonomermolekyler (eten) som är slumpmässigt placerade i kedjan. Materialets kristallinitet minskas därför, vilket ger hög transparens och lägre smältpunkt.
C- Impact Copolymer (propylen-eten):
I Novolen-processen sker tillverkningen av detta material genom en kaskad av två vertikala reaktorer i sekvens. I den första reaktorn produceras sampolymermatrisen (eller PP-homopolymeren) som sedan dumpas i den andra reaktorn där den icke-reaktiva propylen från den första reaktorn sampolymeriseras med etylen som tillsätts i den andra reaktorn. Det gummi som produceras i den andra reaktorn till följd av sampolymeriseringsreaktionen ger materialet en hög hållfasthet även vid mycket låga temperaturer.
D- Terpolymerer (propylen-eten-1, butan):
I denna typ av material, liksom i block- och slumpmässiga sampolymerer, har den polymera kedjan olika kemisk sammansättning. Den består av propylensegment som är sammanfogade med molekyler av någon av de comonomerer (eten och 1-butan) som deltar i termopolymerisationen och som är slumpmässigt placerade i kedjan. Materialets kristallinitetsgrad minskas således på grund av att komonomererna införlivas i de polymera kedjorna, vilket avsevärt förbättrar förseglingsegenskaperna.
