מה זה PP?
פוליפרופילן, או בקיצור PP, הוא תרמופלסטי חצי גבישי שסונתז על ידי ג'וליו נאטה ב-1954.
זהו אחד החומרים הפולימריים הנפוצים. יש לו מאפיינים של עמידות בפני השפעה גבוהה, תכונות מכניות חזקות, עמידות בפני ממיסים אורגניים שונים וקורוזיה חומצה ואלקלית, והוא נמצא בשימוש נרחב בתעשייה. כמו קצות פיפטות מעבדה שונות, צינורות צנטריפוגות וכדומה עשויים מ-PP טהור.
אתה יודע למה הם בחרו ב-PP? מה היתרונות והחסרונות שלו בהשוואה לחומרים אחרים לשימוש כללי?
01 צפיפות
הצפיפות של PP היא רק {{0}}.90~0.91g/cm3, שהיא הצפיפות הקטנה ביותר מבין כל השרפים הסינתטיים, רק כ-60 אחוזים של PVC. המשמעות היא שניתן לייצר יותר מוצרים באותו נפח עם אותו משקל של חומר גלם.
02 מאפיינים מכניים
לחומר זה יש חוזק מתיחה ונוקשות טובות, אך עמידות פגיעה גרועה, במיוחד בטמפרטורות נמוכות. בנוסף, אם המוצר נוצר עם אוריינטציה או לחץ, ניתן להפחית משמעותית את עמידות הפגיעה. למרות שעמידות הפגיעה שלו גרועה, לאחר שינוי כגון מילוי או חיזוק, התכונות המכניות שלו דומות לאלו של פלסטיק הנדסי בעלות גבוהה יותר בתחומים רבים.
03 קשיות פני השטח
קשיות פני השטח של PP נמוכה יותר מבין חמשת הפלסטיק לשימוש כללי, והיא טובה רק במעט מזו של PE. כאשר הגבישיות גבוהה, הקשיות תגדל בהתאם, אך היא עדיין לא טובה כמו PVC, PS, ABS וכו'.
04 ביצועים תרמיים
מבין חמשת הפלסטיקים העיקריים לשימוש כללי, ל-PP יש את עמידות החום הטובה ביותר. מוצרי פלסטיק מפוליפרופילן יכולים לעבוד לאורך זמן ב-100 מעלות צלזיוס, ולא יתעוותו כאשר הם מחוממים ל-150 מעלות צלזיוס בכוח חיצוני. לאחר שימוש בחומר גרעיני לשיפור המצב הגבישי של PP, ניתן לשפר עוד יותר את עמידות החום שלו, ואף ניתן להשתמש בו לייצור כלים לחימום מזון בתנורי מיקרוגל.
05 עמידות בפני סדקי מתח
הלחץ השיורי במוצר היצוק או המוצר הפועל בלחץ מתמשך במשך זמן רב עלול לגרום לסדיקת מתח. ממיסים אורגניים וחומרי שטח יכולים להקל באופן משמעותי על תהליך זה. לכן, בדיקות פיצוח מתח בוצעו כולם בנוכחות חומרים פעילי שטח. תוספי עזר נפוצים הם פוליאתילן גליקולים אלקיל אריל.
בדיקות הראו שלחומר PP יש את אותה עמידות טובה בפני פיצוח מתח כשהוא טבילה בחומר פעיל שטח כמו באוויר. כמו כן, ככל שקצב זרימת ההיתוך של PP נמוך יותר (כלומר, ככל שהמשקל המולקולרי גבוה יותר), כך הוא עמיד יותר בפני פיצוח מתח.
06 יציבות כימית
ל-PP יש יציבות כימית מעולה. הוא אינרטי לרוב החומצות, הבסיסים, המלחים וחומרי החמצון. לדוגמה, הוא יציב בחומצה זרחתית מרוכזת, חומצה הידרוכלורית, חומצה גופרתית 40 אחוז ותמיסת המלח שלה ב-100 מעלות. רק כמה חומרים מחמצנים חזקים כמו אולאום יכולים לשנות את זה. PP היא תרכובת לא קוטבית, יציבה מאוד לממסים קוטביים, כגון אלכוהול, פנולים, אלדהידים, קטונים ורוב החומצות הקרבוקסיליות לא יתפחו, אלא יתמוססו או יתנפחו בקלות בחלק מהממיסים האורגניים הלא קוטביים.
07 אטימות אוויר (מחסום גז)
ל-PP יש חדירות מסוימת לחמצן, פחמן דו-חמצני ואדי מים, שהיא כמובן שונה מניילון (PA) ופוליאסטר (PET). עבור פלסטיק בעל מחסום גבוה, כמו PVDC, EVOH וכו', המצב גרוע עוד יותר. אבל בהשוואה לחומרים אחרים שאינם פלסטיק, האטימות שלו טובה למדי. ניתן לשפר מאוד את אטימות האוויר על ידי הוספת חומר מחסום או ציפוי המשטח בפלסטיק מחסום.
08 מאפייני הזדקנות
מולקולות PP מכילות אטומי פחמן שלישוניים, אשר נהרסים ומתכלים בקלות על ידי פעולה פוטותרמית. PP ללא מייצבים יהפוך לשביר בחימום ב-150 מעלות למשך יותר מחצי שעה או בחשיפה לאור השמש למשך 12 ימים. גם PP ללא מייצב יתפרק באופן רציני כאשר הוא מאוחסן בתוך הבית בחושך למשך 4 חודשים, ויפלוט ריח חמוץ מובהק.
הוספת יותר מ-0.2 אחוז נוגד חמצון לפני גרגירה של אבקת PP יכולה למנוע ביעילות את הפירוק וההזדקנות של PP במהלך העיבוד. נוגדי חמצון מחולקים לשתי קטגוריות: מפסיקי תגובת שרשרת של רדיקלים חופשיים (הידועים גם כנוגדי חמצון ראשוניים) ומפרקי מי חמצן (הידועים גם כנוגדי חמצון משניים). השילוב הסביר של שני נוגדי החמצון ישחק אפקט סינרגטי טוב.
נוגד החמצון המומלץ כיום B215 הוא שילוב של נוגד החמצון העיקרי 1010 (פנולים) ונוגדי החמצון העזר 168 (פוספיט) ביחס של 1:2. על מנת למנוע הזדקנות צילום, יש צורך להוסיף בולם UV ל-PP כדי להמיר את ספיגת ה-UV והעירור של אורך גל 290~400nm לאור לא הרסני באורך גל ארוך יותר. עבור מוצרי פלסטיק PP הטמונים באדמה או בשימוש בתוך הבית כדי למנוע אור, נדרשים רק נוגדי החמצון העיקריים והעזר, ואין צורך בסופג אולטרה סגול.
09 ביצועים חשמליים
PP הוא פולימר לא קוטבי עם בידוד חשמלי טוב, ובשל ספיגת המים הנמוכה, הבידוד החשמלי אינו מושפע מלחות. וקבוע הדיאלקטרי שלו ומקדם ההפסד הדיאלקטרי שלו קטנים, לא מושפעים מתדר וטמפרטורה. החוזק הדיאלקטרי של PP גבוה ועולה עם הטמפרטורה. אלה מועילים לבידוד חשמלי בסביבות חמות ולחות. מצד שני, עמידות פני השטח של PP גבוהה מאוד, ויש לבצע טיפול אנטי סטטי במקרים מסוימים.
10 יכולת עיבוד
PP הוא פולימר גבישי, והחלקיקים שלו דורשים טמפרטורה מסוימת כדי להתחיל להמיס. שלא כמו PE או PVC, הוא מתרכך ככל שהטמפרטורה עולה במהלך החימום. ברגע שמגיעים לטמפרטורה מסוימת, חלקיקי ה-PP נמסים במהירות והופכים לחלוטין למצב מותך תוך כמה מעלות.
בשל צמיגות ההיתוך הנמוכה של PP, יש לו נזילות טובה במהלך הדפוס. במיוחד כאשר קצב זרימת ההיתוך גבוה, צמיגות ההיתוך תהיה נמוכה יותר. הוא מתאים להזרקה של מוצרים גדולים בעלי דופן דק, כמו האמבט הפנימי של מכונת כביסה.
לאחר ש-PP יוצא מהתבנית, התקררות איטית באוויר תיווצר גרגרים גדולים יותר, והמוצר יהיה שקוף. אם מרבים אותו במים (כדלקמן כדי ליצור את הסרט בשיטת קירור נושבת מים), התנועה המולקולרית של PP מוקפאת במהירות, לא נוצרים גבישים, והסרט שקוף לחלוטין. קצב הצטמקות הדפוס של PP גדול ומגיע ליותר מ-2 אחוזים, שהוא הרבה יותר גדול מזה של פלסטיק ABS (0.5 אחוז).
קצב הצטמקות הדפוס של PP ישתנה עם סוג וכמות החומרים האחרים שנוספו. יש לתת את הדעת בזהירות בעת ביצוע מוצרים בהזרקה עם מידות תואמות.
