Пропилен применение в промышленности

Возможные направления использования

Примечательным можно назвать факт, что по своей популярности полипропилен не является самым массовым полимером. В промышленной сфере он уступает два первых места полиэтилену и поливинилхлориду. Однако это не говорит о его некоторых недостатках, которые ограничивают использование. Как раз возможные направления применения материала достаточно многочисленны.

Если полиэтилен в целом достиг пика своего использования, то полипропилен, напротив, стремительно наращивает объемы производства продукции, выпущенной с его использованием. При этом перспективы использования, которые связаны с возможностью корректирования свойств и расширения ассортименты выпускаемой продукции, просматриваются четко.

Полипропилен: формула мономера

Формула полипропилена выглядит таким образом: (C3H6)n. Структурное звено полипропилена можно записать формулой: [-CH2-CH(CH3)-]n. Выпускается этот полимер в порошкообразной форме или в гранулированном формате. Благодаря составу полипропилен очень устойчив к химическим реакциям и не вступает во взаимодействие с кислотами, щелочами, искусственными растворителями, а также не получает от них повреждения.

В формуле структуры мономера полипропилена (пропилена) атом водорода замещен метиловой группой. Благодаря наличию двойной связи появляется возможность полимеризации, за счет которой возникает прочный синтетический полимер. В получившейся макромолекуле число n обозначает количество звеньев из мономеров.

На производстве изготавливают различные виды полимеров, но чаще всего используются 3 вида:

  • Изотактический. Имеет повышенную упругость, плотность и для его плавления требуется температура 170 градусов. Полипропиленовые соединения состоят только из мономеров.
  • Атактический. Обладает выраженную текучесть, напоминающую каучук. Растворяемый в эфирах, плавится при температуре 80 градусов. Метильные группы располагаются хаотично относительно всей углеродной цепочки.
  • Синдиотактический. Блок-сополимер с чередующимися мономерами пропилена и этилена.

Формула у каждого из видов та же, но структурные звенья полипропилена расположены в пространстве по-разному, что различает их по механическим, химическим и физическим свойствам. Формула указывает на конструкцию из неограниченного числа молекул пропена. Плотность его самая низкая у пластмасс, но структура позволяет выдерживать механические воздействия и нагрев. Получаемый полимер не подвержен коррозии, но при переизбытке прямых солнечных лучей и кислорода можно наблюдать его порчу.

Любой из видов этого полимера имеет хорошую стойкость к воздействию химических веществ. Ощутимые разрушения слоя могут нанести мощные окислители, например, хлорсульфоновая кислота, олеум, азотная кислота. При нахождении материала в органических растворителях (бензол, толуол) может произойти набухание. Уровень поглощения воды 0,5%, поэтому он считается водонепроницаемым.

Производство искусственных волокон

В этом сегменте химической промышленности у полипропилена нет достойных соперников. Это связано с возможностью более эффективного использования материала. Подсчитано, что из 1 кг этого вещества получается больше всего специальных нитей. При этом полученная нить получает лучшую прочность и эластичность.

Оправданность производства полипропилена в этой области связана с таким его свойством, как хорошая устойчивость к высоким температурам.

Получение полипропилена: реакция

Реакция после загрузки компонентов продолжается около 5-7 ч при температуре выше 65 градусов и давлении 1,0 Мпа. Компоненты смешиваются в пропорции:

  • Пропилен – 100 частей;
  • Бензин – 225;
  • Катализаторный комплекс – 9.

Полипропилен получают из вещества, формула которого CH2=CH(CH3) х n частей, а после изготовления формула превращается в [-CH2-CH(CH3)-]n.

Существует еще методы пропан-пропиленой фракции полимеризации попропилена, соединяющие на 30% пропилен и на 70% пропан. Второй компонент используется как растворитель. Аппаратное давление во время производства поддерживается за счет паров, выделяемыми составом. Выпадает осадок готового вещества в виде белого порошка, остальные стадии дублируются по предыдущему методу.

Технология:

  1. Изготовление комплекса катализатора;
  2. Процесс полимеризации сжиженного пропилена;
  3. Полимеризация с этиленом;
  4. Промывка;
  5. Отжим методом центрифугирования;
  6. Просушка;
  7. Производство гранул, фасовка.

Сегодня производство такого полимера нуждается в совершенствовании катализаторов: разрабатываются более активные вещества, способные при небольшой дозировке выполнять тот же функционал, но с меньшей выработкой отходов. Тогда можно будет пропускать шаг с промыванием состава полипропилена и восстановлением промывной жидкости.

Полипропилен получают из вещества пропена (пропилена) путем полимеризации различными комплексами катализаторов при нагревании. Происходит расщепление двойной связи между атомами, образуется полимер с выраженными прочными и водостойкими функциями. Среди различных типов пластмасс он занимает почетное второе место после полиэтилена, ежегодно вырастает производственный оборот за счет относительной дешевизны и высокого качества получаемой продукции.

Медицина

Активно эксплуатируется и хорошая термостойкость материала. Самое разнообразное медицинское оборудование может быть подвергнуто стерилизации после использования. Нужно отметить, что и в других отраслях, где требуется стерилизация, например, тары, полипропилен тоже активно используется. Причем изделия выдерживают не только кипячение, но и обработку острым паром.

Устойчивость полипропилена как полимера, позволяет его использовать во взаимодействии с химическими веществами. Эта особенность позволила изготавливать медицинские одноразовые шприцы. При этом шприцы упакованы в индивидуальную упаковку из полипропилена.

Пищевая индустрия

Возможность использования этого полимера в пищевой промышленности также связана со стойкостью материала при взаимодействии с самыми разными веществами. Пищевая пленка, индивидуальные упаковочные контейнеры, – все это позволяет не только продолжительно сохранять пищевые продукты, но и не оказывать на них негативного воздействия.

Полипропилен стал активно использоваться для изготовления пластиковых бутылок. При низком расходе материала, когда толщина стенок посуды минимальна, тара сохраняет необходимую прочность, а форма остается стабильной.

Любопытные примеры использования

Наряду с применением в самых разнообразных отраслях промышленности, в практике применения полипропилена можно отыскать немало любопытных фактов.

Высокая гибкость и стойкость материала широко применяется для изготовления прочных морских канатов.

Пропилен применение в промышленности

Полипропилен служит нам в быту. Например, в качестве изнаночной стороны ковров, из искусственных нитей ткут основу этих изделий.

Под воздействием вакуума можно сформировать емкость любого размера. Такая технология позволяет изготовить внутреннюю поверхность многих приборов. А самым экзотическим примером применения такой технологии, можно назвать изготовление и укладку внутренних полостей чемоданов. Кстати, мешковину для изготовления тары также изготавливают из полипропилена.

Обзор рынка полимеров

Изучение все новых свойств этого перспективного материала, в том числе и в сочетании с другими веществами, позволяет постоянно расширять сферу его применения. При этом полипропилен постоянно вытесняет постоянных своих конкурентов – полиэтилен и поливинилхлорид, замещая их место в выпуске готовой продукции.

На современном этапе в различных отраслях промышленности полипропилен смог занять ощутимые сегменты среди всех полимеров.

Потребление полипропилена в мировом масштабе

Сфера применения Доля рынка, %
Тара и упаковка 33
Транспорт 12
Электротехника и электроника 9
Мебель 14
Строительство 6
Товары широкого потребления 10
Другие сферы деятельности 16

Таким образом, полипропилен подтверждает своим применением роль успешного материала, с неплохими перспективами на будущее.