Il polipropilene (PP) è un materiale termoplastico cristallino rigido utilizzato negli oggetti di uso quotidiano.Sono disponibili vari tipi di PP: omopolimero, copolimero, antiurto, ecc. Le sue proprietà meccaniche, fisiche e chimiche funzionano bene in applicazioni che vanno dal settore automobilistico e medico all'imballaggio.
Cos'è il polipropilene?
Il polipropilene è prodotto dal monomero di propene (o propilene).È una resina idrocarburica lineare.La formula chimica del polipropilene è (C3H6)n.Il PP è tra le plastiche più economiche oggi disponibili e ha la densità più bassa tra le materie plastiche di base.Dopo la polimerizzazione, il PP può formare tre strutture di catena base a seconda della posizione dei gruppi metilici:
Atattico (aPP).Disposizione irregolare del gruppo metilico (CH3).
Isotattico (iPP).Gruppi metilici (CH3) disposti su un lato della catena del carbonio
Sindiotattico (sPP).Disposizione alternata del gruppo metilico (CH3).
Il PP appartiene alla famiglia dei polimeri delle poliolefine ed è uno dei tre polimeri più utilizzati oggi.Il polipropilene ha applicazioni, sia come plastica che come fibra, nell'industria automobilistica, nelle applicazioni industriali, nei beni di consumo e nel mercato dei mobili.
Diversi tipi di polipropilene
Omopolimeri e copolimeri sono i due principali tipi di polipropilene disponibili sul mercato.
Omopolimero di propileneè il grado per uso generale più utilizzato.Contiene solo monomero di propilene in forma solida semicristallina.Le principali applicazioni includono imballaggi, prodotti tessili, sanità, tubazioni, automobili e applicazioni elettriche.
Copolimero di polipropileneè suddiviso in copolimeri random e copolimeri a blocchi prodotti dalla polimerizzazione di propene ed etano:
1. Il copolimero casuale di propilene viene prodotto polimerizzando insieme etene e propene.Presenta unità di etene, solitamente fino al 6% in massa, incorporate in modo casuale nelle catene di polipropilene.Questi polimeri sono flessibili e otticamente trasparenti, il che li rende adatti per applicazioni che richiedono trasparenza e per prodotti che richiedono un aspetto eccellente.
2. Il copolimero a blocchi di propilene contiene un contenuto di etene più elevato (tra il 5 e il 15%).Ha unità comonomeriche disposte secondo uno schema regolare (o blocchi).La struttura regolare rende il materiale termoplastico più resistente e meno fragile del copolimero casuale.Questi polimeri sono adatti per applicazioni che richiedono elevata resistenza, come gli usi industriali.
Un altro tipo di polipropilene è il copolimero antiurto.Un omopolimero di propilene contenente una fase copolimerica casuale di propilene co-miscelata che ha un contenuto di etilene del 45-65% viene definito copolimero antiurto PP.I copolimeri ad impatto vengono utilizzati principalmente nelle applicazioni di imballaggio, casalinghi, pellicole e tubi, nonché nei segmenti automobilistico ed elettrico.
Polipropilene omopolimero vs. polipropilene copolimero
Omopolimero di propileneha un elevato rapporto resistenza/peso ed è più rigido e resistente del copolimero.Queste proprietà combinate con una buona resistenza chimica e saldabilità lo rendono un materiale di scelta in molte strutture resistenti alla corrosione.
Copolimero di polipropileneè un po' più morbido ma ha una migliore resistenza agli urti.È più resistente e durevole dell'omopolimero di propilene.Tende ad avere una migliore resistenza allo stress crack e una tenacità alla temperatura inferiore rispetto all'omopolimero a scapito di una piccola riduzione di altre proprietà.
Applicazioni del PP omopolimero e del copolimero PP
Le applicazioni sono quasi identiche a causa delle loro proprietà ampiamente condivise.Di conseguenza, la scelta tra questi due materiali viene spesso effettuata in base a criteri non tecnici.
Conservare in anticipo le informazioni sulle proprietà di un materiale termoplastico è sempre vantaggioso.Questo aiuta nella scelta del materiale termoplastico giusto per un'applicazione.Aiuta anche a valutare se i requisiti di utilizzo finale sarebbero soddisfatti o meno.Ecco alcune proprietà e vantaggi chiave del polipropilene:
Punto di fusione del polipropilene.Il punto di fusione del polipropilene si verifica in un intervallo.
● Omopolimero: 160-165°C
● Copolimero: 135-159°C
Densità del polipropilene.Il PP è uno dei polimeri più leggeri tra tutte le materie plastiche.Questa caratteristica lo rende un'opzione adatta per applicazioni leggere/con risparmio di peso.
● Omopolimero: 0,904-0,908 g/cm3
● Copolimero random: 0,904-0,908 g/cm3
● Copolimero antiurto: 0,898-0,900 g/cm3
Resistenza chimica del polipropilene
● Eccellente resistenza agli acidi, agli alcoli e alle basi diluiti e concentrati
● Buona resistenza ad aldeidi, esteri, idrocarburi alifatici e chetoni
● Resistenza limitata agli idrocarburi aromatici e alogenati e agli agenti ossidanti
Altri valori
● Il PP conserva le proprietà meccaniche ed elettriche a temperature elevate, in condizioni umide e quando immerso nell'acqua.È una plastica idrorepellente
● Il PP ha una buona resistenza agli stress ambientali e alle fessurazioni
● È sensibile agli attacchi microbici (batteri, muffe, ecc.)
● Presenta una buona resistenza alla sterilizzazione a vapore
Gli additivi polimerici come chiarificanti, ritardanti di fiamma, fibre di vetro, minerali, riempitivi conduttivi, lubrificanti, pigmenti e molti altri additivi possono migliorare ulteriormente le proprietà fisiche e/o meccaniche del PP.Ad esempio, il PP ha una scarsa resistenza ai raggi UV, quindi la stabilizzazione alla luce con ammine ostacolate migliora la durata rispetto al polipropilene non modificato.
Svantaggi del polipropilene
Scarsa resistenza ai raggi UV, agli urti e ai graffi
Infragilisce sotto i -20°C
Temperatura di servizio superiore bassa, 90-120°C
Attaccato da acidi fortemente ossidanti, rigonfia rapidamente nei solventi clorurati e aromatici
La stabilità all'invecchiamento termico è influenzata negativamente dal contatto con i metalli
Variazioni dimensionali post-stampaggio dovute ad effetti di cristallinità
Scarsa adesione della vernice
Applicazioni del polipropilene
Il polipropilene è ampiamente utilizzato in varie applicazioni grazie alla sua buona resistenza chimica e saldabilità.Alcuni usi comuni del polipropilene includono:
Applicazioni di imballaggio
Buone proprietà barriera, elevata resistenza, buona finitura superficiale e basso costo rendono il polipropilene ideale per numerose applicazioni di imballaggio.
Imballaggio flessibile.L'eccellente trasparenza ottica dei film in PP e la bassa trasmissione di vapore acqueo li rendono adatti all'uso nell'imballaggio alimentare.Altri mercati includono film termoretraibili, pellicole per l'industria elettronica, applicazioni per le arti grafiche e linguette e chiusure per pannolini usa e getta.La pellicola in PP è disponibile come pellicola fusa o PP con orientamento biassiale (BOPP).
Imballaggio rigido.Il PP viene stampato mediante soffiaggio per produrre casse, bottiglie e vasi.I contenitori in PP a pareti sottili sono comunemente utilizzati per l'imballaggio alimentare.
Beni di consumo.Il polipropilene viene utilizzato in numerosi prodotti per la casa e applicazioni di beni di consumo, comprese parti traslucide, articoli per la casa, mobili, elettrodomestici, valigie e giocattoli.
Applicazioni automobilistiche.Grazie al suo basso costo, alle eccezionali proprietà meccaniche e alla stampabilità, il polipropilene è ampiamente utilizzato nelle parti automobilistiche.Le principali applicazioni includono custodie e vassoi per batterie, paraurti, rivestimenti dei parafanghi, rivestimenti interni, pannelli strumentali e rivestimenti delle portiere.Altre caratteristiche chiave delle applicazioni automobilistiche del PP includono il basso coefficiente di espansione termica lineare e il peso specifico, l'elevata resistenza chimica e la buona resistenza agli agenti atmosferici, lavorabilità e equilibrio impatto/rigidità.
Fibre e tessuti.Un grande volume di PP viene utilizzato nel segmento di mercato noto come fibre e tessuti.La fibra PP viene utilizzata in una serie di applicazioni, tra cui rafia/film a fessura, nastri, reggette, filamenti continui sfusi, fibre in fiocco, spun bond e filamenti continui.La corda e lo spago in PP sono molto robusti e resistenti all'umidità, molto adatti per applicazioni marine.
Applicazioni mediche.Il polipropilene è utilizzato in varie applicazioni mediche grazie all'elevata resistenza chimica e batterica.Inoltre, il PP di grado medico presenta una buona resistenza alla sterilizzazione a vapore.
Le siringhe monouso rappresentano l'applicazione medica più comune del polipropilene.Altre applicazioni includono fiale mediche, dispositivi diagnostici, capsule di Petri, flaconi per via endovenosa, flaconi per campioni, vassoi per alimenti, pentole e contenitori per pillole.
Applicazioni industriali.I fogli di polipropilene sono ampiamente utilizzati nel settore industriale per produrre serbatoi per acidi e prodotti chimici, fogli, tubi, imballaggi per il trasporto a rendere (RTP) e altri prodotti grazie alle sue proprietà come elevata resistenza alla trazione, resistenza alle alte temperature e resistenza alla corrosione.
Il PP è riciclabile al 100%.Custodie per batterie di automobili, luci di segnalazione, cavi di batterie, scope, spazzole e raschietti per ghiaccio sono alcuni esempi di prodotti che possono essere realizzati in polipropilene riciclato (rPP).
Il processo di riciclaggio del PP prevede principalmente la fusione dei rifiuti di plastica a 250°C per eliminare i contaminanti, seguita dalla rimozione delle molecole residue sotto vuoto e dalla solidificazione a quasi 140°C.Questo PP riciclato può essere miscelato con PP vergine in una percentuale fino al 50%.La sfida principale nel riciclo del PP è legata alla quantità consumata: attualmente viene riciclato quasi l’1% delle bottiglie in PP, rispetto al tasso di riciclo del 98% delle bottiglie in PET e HDPE messe insieme.
L'uso del PP è considerato sicuro perché non ha alcun effetto notevole dal punto di vista della salute e della sicurezza sul lavoro, in termini di tossicità chimica.Per saperne di più su PP consulta la nostra guida, che include informazioni sull'elaborazione e altro ancora.
Orario di pubblicazione: 03-lug-2023