пол. полипропилен. Реферат защищен с оценкой (подпись преподавателя) (инициалы, фамилия)
 Скачать 32.58 Kb.
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» Факультет (институт) ______ФСТ____________ Кафедра _________________________________ Реферат защищен с оценкой_________ __________________________________ (подпись преподавателя) (инициалы, фамилия) “____”___________ 2022 г. Реферат Полипропилен.Определение, производство, свойства, применение. (тема реферата) по дисциплине Химия_полимеров _ (наименование дисциплины) _____________________________________________________ (обозначение документа) Студент группы ___МиТМ-11________Усольцев Д. В____ (группа) (инициалы, фамилия) Преподаватель __к.т.н, доцент_____ Ананьин С. В_____ (должность, ученое звание) (инициалы, фамилия) БАРНАУЛ 2022 ОГЛАВЛЕНИЕ Получение ……………………………………………………………………….. Молекулярное строение……………………………………………. Физико-механические свойства…………………………………. Химические свойства…………………………………….. Применение…………………………………………….. Методы обработки полипропилена………………………………………... Список литературы 1.Получение полипропилена Впервые полимер удалось синтезировать в 1954 году. Это сделали двое ученых, специализирующихся в области органической химии: Карл Циглер (Германия) и Джулио Натта (Италия). В ходе предложенного процесса полимеризации удалось получить кристаллический полипропилен (формула (C3H6)n). Спустя всего 3 года после открытия компания Montecatini (Италия) уже производила новый полимер в промышленных объемах. Крупнейшими современными поставщиками являются крупные компании и корпорации ExxonMobil Chemical (США), SABIC (Саудовская Аравия), Borealis (Австрия), СИБУР (Россия), LyondellBasell (США) и некоторые другие. Промышленный метод получения полипропилена заключается в полимеризации непредельного мономерного пропена с участием специальных веществ, выступающих в качества катализаторов: Циглера – Натта, металлоценовых. Факторы, определяющие стабильные темпы роста выпуска полипропиленовых материалов, заключаются в ряде их преимуществ перед другими традиционными конструкционными пластическими массами (а иногда и металлами):низкая себестоимость; высокие функциональные свойства; универсальность применения; возможность получения на основе полипропилена множества модифицированных материалов; технологичность переработки и утилизации материала. Полипропилен в промышленности получают в присутствии каталитической системы типа Циглера — Натта Al(C2H5)2Cl/TiCl3 в среде экстракционного бензина и в среде легкого растворителя — пропан-пропиленовой фракции или в массе мономера, а также в присутствии высокоактивной каталитической системы Al(C2H5)2Cl, TiCl3 и основания Льюиса в среде н-гептана. Полимеризацию пропилена осуществляют в суспензии и растворе, в массе и в газовой фазе. В растворе процесс проводят при более высоких температурах и давлении, чем в суспензии. В газовой фазе скорость процесса и степень изотактичности полимера ниже, чем в жидкой фазе. В жидкой фазе содержание атактического полипропилена не превышает 10%, тогда как в газовой фазе оно достигает 25%. Основными недостатками указанных процессов являются необходимость разложения катализатора ввиду высокой чувствительности к нему полипропилена, удаление из полимера атактического полипропилена, очистка промывной жидкости, регенерация растворителей. В промышленности изотактический полипропилен получают стереоспецифической полимеризацией пропилена на комплексных катализаторах типа Циглера — Натта. Тепловой эффект полимеризации пропилена составляет около 58,7 кДж/моль или 1385 кДж/кг (в 2,4 раза меньше, чем при полимеризации этилена). Это дает возможность отводить тепло полимеризации через рубашку аппарата, охлаждаемую водой, не прибегая к специальным методам отвода тепла (кипение растворителя, циркуляция газа и др.). Полимеризацию проводят в среде растворителя, обычно жидкого углеводорода (бензина, н-гептана, уайт-спирита). 2.Молекулярное строение. По типу молекулярной структуры можно выделить три основных типа: изотактический, синдиотактический и атактический. Изотактическая и синдиотактическая молекулярные структуры могут характеризоваться разной степенью совершенства пространственной регулярности. Стереоизомеры полипропилена существенно различаются по механическим, физическим и химическим свойствам. Атактический полипропилен представляет собой каучукоподобный материал с высокой текучестью, температурой плавления — около 80 °C, плотностью — 850 кг/м³, хорошей растворимостью в диэтиловом эфире. Изотактический полипропилен по своим свойствам выгодно отличается от атактического, а именно: он обладает высоким модулем упругости, большей плотностью — 910 кг/м³, высокой температурой плавления — 165—170 °C и лучшей стойкостью к действию химических реагентов. Стереоблокполимер полипропилена при исследовании с помощью рентгеновских лучей обнаруживает определённую кристалличность, которая не может быть такой же полной, как у чисто изотактических фракций, поскольку атактические участки вызывают нарушение в кристаллической решётке. Изотактический и синдиотактический образуются случайным образом. Атактический полипропилен представляет собой каучукоподобный материал с высокой текучестью, температурой плавления — около 80°С, плотностью — 850 кг/м3, хорошей растворимостью в диэтиловом эфире. Изотактический полипропилен по своим свойствам выгодно отличается от атактического, а именно: он обладает высоким модулем упругости, большей плотностью — 910 кг/м3, высокой температурой плавления — 165—170°С и лучшей стойкостью к действию химических реагентов. Стереоблокполимер полипропилена при исследовании с помощью рентгеновских лучей обнаруживает определенную кристалличность, которая не может быть такой же полной, как у чисто изотактических фракций, поскольку атактические участки вызывают нарушение в кристаллической решетке. Изотактический и синдиотактический образуются случайным образом. 3.Физикомиханические свойства. В отличие от полиэтилена, полипропилен менее плотный (плотность 0,91 г/см³, что является наименьшим значением вообще для всех пластмасс), более твёрдый (стоек к истиранию), более термостойкий (начинает размягчаться при 140 °C, температура плавления 175 °C), почти не подвергается коррозионному растрескиванию. Обладает высокой чувствительностью к свету и кислороду (чувствительность понижается при введении стабилизаторов). Поведение полипропилена при растяжении ещё в большей степени, чем полиэтилена, зависит от скорости приложения нагрузки и от температуры. Чем ниже скорость растяжения полипропилена, тем выше значение показателей механических свойств. При высоких скоростях растяжения разрушающее напряжение при растяжении полипропилена значительно ниже его предела текучести при растяжении. В соответствии с DIN 8078, ч. 3, различаются следующие типы полипропилена: Тип 1:PP-H (гомополимер) Тип 2:PP-B (блок-сополимер) Тип 3:PP-R (не структурированный полимер) В результате сополимеризации с этиленом полипропилен типа 2 и типа 3 приобрел специальные свойства, которые позволили улучшить технологичность процесса изготовления изделий (например, добиться более низкой усадки), а также более высокой твердости по сравнению с PP-H. По своему составу материал полипропилен допускается к применению в пищевой промышленности (В соответствии с QNORM B 5014, Часть 1, BGA, KTW Руководящие принципы). AGRU трубы, листы и круглые бруски производятся из PP-H начиная с середины семидесятых годов. Фитинги производятся из PP-R начиная с конца семидесятых. Оба типа были стабилизированы против высоких температур и являются лучшими материалами для производства напорных трубопроводных систем. По сравнению с другими термопластиками типа PE-HD и PVC, PP показывает тепловую стабильность до 100°C (кратковременно-разовую до 120°C для систем с меньшим давлением). Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен, и соответственно более высокую температуру разложения. Чистый изотактический полипропилен плавится при 176 °C. Максимальная температура эксплуатации полипропилена 120—140 ºC. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств. Превосходя полиэтилен по теплостойкости, полипропилен уступает ему по морозостойкости. Его температура хрупкости (морозостойкости) колеблется от −5 до −15 ºC. Морозостойкость можно повысить введением в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом). 4.Химические свойства. Полипропилен — химически стойкий материал. Заметное воздействие на него оказывают только сильные окислители — хлорсульфоновая кислота, дымящая азотная кислота, галогены, олеум. Концентрированная 58%-я серная кислота и 30%-й пероксид водорода при комнатной температуре действуют незначительно. Продолжительный контакт с этими реагентами при 60 °C и выше приводит к деструкции полипропилена. В органических растворителях полипропилен при комнатной температуре незначительно набухает. Выше 100 °C он растворяется в ароматических углеводородах, таких, как бензол, толуол. Данные о стойкости полипропилена к воздействию некоторых химических реагентов приведены в таблице. Вследствие наличия третичных углеродных атомов полипропилен более чувствителен к действию кислорода, особенно при воздействии ультрафиолета и повышенных температурах. Этим и объясняется значительно большая склонность полипропилена к старению по сравнению с полиэтиленом. Старение полипропилена протекает с более высокими скоростями и сопровождается резким ухудшением его механических свойств. Поэтому полипропилен применяется только в стабилизированном виде. Стабилизаторы предохраняют полипропилен от разрушения как в процессе переработки, так и во время эксплуатации. Полипропилен меньше, чем полиэтилен подвержен растрескиванию под воздействием агрессивных сред. Он успешно выдерживает стандартные испытания на растрескивание под напряжением, проводимые в самых разнообразных средах. Стойкость к растрескиванию в 20%-м водном растворе эмульгатора ОП-7 при 50 °C для полипропилена с показателем текучести расплава 0,5—2,0 г/10 мин, находящегося в напряжённом состоянии, более 2000 ч. Полипропилен — водостойкий материал. Даже после длительного контакта с водой в течение 6 месяцев (при комнатной температуре) водопоглощение полипропилена составляет менее 0,5 %, а при 60 °C — менее 2 %. 5.Применение. Материал для производства плёнок (особенно упаковочных), мешков, тары, труб, деталей технической аппаратуры, пластиковых стаканчиков, предметов домашнего обихода, нетканых материалов, электроизоляционный материал, в строительстве для вибро- и шумоизоляции межэтажных перекрытий в системах «плавающий пол». При сополимеризации пропилена с этиленом получают некристаллизующиеся сополимеры, которые проявляют свойства каучука, отличающиеся повышенной химической стойкостью и сопротивлением старению. Для вибро- и теплоизоляции также широко применяется пенополипропилен (ППП). Близок по характеристикам к вспененному полиэтилену (пенополиэтилен). Также встречаются декоративные экструзионные профили из ППП, заменяющие пенополистирол. Атактический полипропилен используют для изготовления строительных клеев, замазок, уплотняющих мастик, дорожных покрытий и липких плёнок. Структура применения полипропилена в России в 2012 году была следующей: 38 % — тара, 30 % — нити, волокна, 18 % — плёнки, 6 % — трубы, 5 % — полипропиленовые листы, 3 % — прочее. Благодаря хорошему пределу прочности, коррозионной устойчивости и возможности эксплуатации в условиях повышенных температур, листовой полипропилен используют для изготовления: емкостей для хранения реагентов в химической промышленности (в том числе для кислот); трубной продукции; оборотной тары и упаковки. Благодаря небольшому удельному весу, хорошей устойчивости к агрессивным химическим соединениям, удачному сочетанию жесткости и ударной вязкости, полипропилен широко используют для производства деталей для автомобилей: корпусов АКБ; поддонов; бамперов; боковых молдингов; отделочных элементов салона; панелей приборов; отделочных элементов дверей. Потребительские товары Полипропиленовые элементы можно найти во множестве товаров широкого потребления: бытовой технике; мебели; приборах; игрушках и других предметах быта. Медицина Химическая и биологическая устойчивость дают возможность использовать PP пластик для медицины при производстве: одноразовых шприцов; медицинских пробирок; бутылочной продукции (для внутривенной инфузии, сбора образцов); контейнеров (пищевого назначения, для таблеток); элементов диагностического оборудования; ванночек и другой продукции. Электроника, электротехника Нельзя не отметить множество изделий, используемых в электротехнике: корпуса телевизоров, радиоприемников, приборов, телефонных аппаратов; ламповые патроны; элементы выключателей; катушки; изоляционные оболочки. Использование в промышленных целях Благодаря хорошему пределу прочности, коррозионной устойчивости и возможности эксплуатации в условиях повышенных температур, листовой полипропилен используют для изготовления: емкостей для хранения реагентов в химической промышленности (в том числе для кислот); трубной продукции; оборотной тары и упаковки. 6.Методы обработки. Одним из преимуществ полипропилена является возможность его промышленной обработки большинством существующих методов. Самыми типичными и распространенными для этого материала являются технологии: литье под давлением; экструзионно-раздувная формовка; прессование; ротационная формовка; экструзия общего назначения. Литье Для изготовления детали литьевым способом расплав с температурой от 200 до 300 °C разливают в формы. Материал перед плавлением не требует специальной предварительной подготовки и сушки. В зависимости от конфигурации и толщины стенок изделия, условий переработки, а также характеристик самого полипропилена, он дает в форме усадку в пределах 1,5 - 3 %. Подогрев формы для литья (не более 80 °C) позволяет повысить уровень глянца готового изделия. Экструзия С применением этой технологии получают: плоскощелевые пленки; трубную продукцию; изоляцию для проводов, кабелей и другие изделия. В ходе технологического процесса происходит сжатие расплавленного до температуры 200 – 300 °C полимера в соотношении 3 : 1 с помощью нагретого до 180 – 205 °C материального цилиндра. Рециклинг Полипропилен имеет широкие возможности вторичной переработки: он успешно выдерживает не менее 4 циклов производства и переработки. В процессе рециклинга происходит новая полимеризация пропилена: расплавление пластика при температуре около 250 °C; вакуумное удаление примесей; перевод полимера в твердое состояние после понижения температуры. Из вторичного полимера получают: корпуса АКБ; кабели батарей; элементы сигнального освещения; хозяйственные изделия – щетки, скребки, метлы и другую продукцию. Причем изделия можно получать как из 100 % вторичного ресурса, так и из смешанной с первичным полипропиленом массы. Список литературы https://www.inpolimer.ru/polimery/2427/polipropilen#_Toc24271 https://ru.wikipedia.org/wiki/Полипропилен https://epolymer.ru/article/polipropilen-chto-eto-za-material-ego-svoystva-i-primenenie#himicheskie-svoystva-polipropilena https://smp-agru.ru/svoystva-materialov-inzhenernogo-oplastika/material-pp |