Чем отличается полиэтилен от полипропилена

Чем отличается полиэтилен от полипропилена

Полиэтилен, как и полипропилен, является пластической массой на основе термополимеризационных смол.

Полиэтилен и полипропилен

Оба материала похожи свойствами:

  • при нагревании они размягчаются и плавятся;
  • устойчивы к ударам;
  • не проводят электрический ток;
  • имеют маленький вес;
  • не взаимодействуют с растворителями и щелочами;
  • стареют под воздействием солнечных лучей и кислорода.

Но полипропилен всё же более устойчив к последнему фактору.
См. так-же: Свойства ПП

Внешне оба вида пластмассы полупрозрачные, твёрдые, без вкуса и запаха. Однако полиэтилен низкого давления имеет токсичные вещества. Полипропилен же совершенно безвреден.

При горении полиэтилен пахнет горящим парафином, а полипропилен – цветочно-сладким запахом.

Оба материала применяются при производстве посуды, декоративных вазонов, бытовой химии, сантехники, косметики.

Основные отличия

Главными отличиями полипропилена от полиэтилена являются:

  1. Температура плавления. Полипропилен плавится при более высокой температуре (160-180 градусов тепла) — см. температура плавления ПП.
  2. Прочность и устойчивость к загрязнению. У полипропилена оба данных свойства выше.
  3. Максимально допустимое давление. Полипропилен выдерживает большее давление.
  4. Гибкость и плотность. Эти свойства у полипропилена ниже.
  5. Теплостойкость и морозостойкость. Полипропилен обладает более высокой теплостойкостью и менее низкой морозостойкостью, чем полиэтилен.

Различие химических формул

Химическая формула полиэтилена: (СH2)n
Химическая формула полипропилена: (C3H6)n

Полиэтилен (PE) и полипропилен (PP) распространенные полимерные материалы, востребованные в промышленности. Их применяют для изготовления пластмассы, тары, труб, упаковочных и термоизоляционного волокна и т. д.

Между полимерами немало схожих свойств:

  • Долговечность — сохраняют внешний вид при воздействиях.
  • Универсальность — размягчаются при нагревании, что дает возможность применять их в разных сферах.
  • Удобством в эксплуатации — имеют низкую массу.
  • Практичность — не подвергаются воздействию воды, кислорода и солей.
  • Электроизоляция — не проводят электрический ток.

Отличие полипропилена от полиэтилена

Полипропилен и полиэтилен широко применяются в промышленности и часто потребителю они кажутся одинаковыми. Но, полимеры имеют немало отличий.

Чем отличается полипропилен от полиэтилена:

  • Легкостью — PP весит на 0,04 г/куб. см. меньше.
  • Температурой плавления — полипропилен плавится при 180 градусов С, а полиэтилен — при 140 градусов С.
  • Уходом — продукция из PP практически не подвержена загрязнениям и легко отмываются.
  • Методами синтезирования — полиэтилен изготавливает при любых условиях, а полипропилен — при низком давлении.
  • Затратами — изготовление продукции из полипропилена обходится дороже, чем производство полиэтилена из-за дороговизны сырья.

Чем отличается полиэтилен от полипропилена:

Эластичностью — полиэтилен более гибкий, а полипропилен — хрупкий.

  • Морозостойкостью — PE не утрачивает свойства при температуре до -50 градусов С, а для PP разрушается при -5 градусов С.
  • Легкостью — за счет небольшого веса полиэтилен пригоден при изготовлении пленок, упаковки, труб и изоляционных изделий.
  • Отсутствием токсичности — при нагреве PE токсины улетучиваются.

Пленка из полиэтилена и полипропилена: отличия

Пленка из PP и PE используется для сохранности хрупких товаров и имеет несколько отличий:

  • Экономичность — при равных параметрах с аналогом полиэтиленовая упаковка дешевле на 50%.
  • Презентабельность — глянцевая пленка из PP выглядит гораздо привлекательнее, чем тусклая вещь из полиэтилена.
  • Практичность — полипропилен менее подвержен сминанию и не теряет внешний вид из-за погрузочно-разгрузочных работ.
  • Стойкость к температурам — полипропилен становится хрупким от холода, а полиэтилен переносит замораживание.

Что прочнее: пластмасса из полипропилена или полиэтилена

Продукция из пластмассы отличаются невысокой ценой и долговечностью. Трубы, посуда и прочие изделия получаются при синтезировании PE при низком давлении. Полиэтилен высокого давления менее прочный и применим при изготовлении ПЭТ и брезента.

Полипропилен подходит для изготовления упаковки, болоньевой одежды и волокна. PP не страшна жара, растворители и изгибы. Он не токсичен, но боится ультрафиолета и мороза.

Полипропилен или полиэтилен: что лучше

Оба полимера используются в разных отраслях промышленности. В зависимости от способа синтезирования и назначения производители полимеров добиваются максимальной выгоды от полимеров.

Читайте также:  Растение в угол комнаты

Условия протекания синтеза сырья влияет на технические характеристики полимеров. Например, при создании давления и выборе катализатора получается продукция с разными химическими и физическими характеристиками.

На основе полипропилена создают стройматериалы и различные контейнеры. Полиэтилен высокого давления оптимален при производстве труб, а полиэтилен высокого давления — для изготовления упаковки.

Полипропилен

( <<<картинка>>> )
( <<<картинка3D>>> )
Международный знак вторичной переработки для полипропилена ( <<<изображение>>> )
Общие
Сокращения ПП, PP
Хим. формула ( C 3 H 6)n
Физические свойства
Плотность 0,92-0,93 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления 130–160 °C
Классификация
Рег. номер CAS 9003-07-0
Рег. номер EINECS 618-352-4
RTECS UD1842000
ChEBI 53550
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Полипропилен (PP) — термопластичный полимер пропилена (пропена).

Содержание

Получение [ править | править код ]

Параметры, необходимые для получения полипропилена близки к тем, при которых получают полиэтилен низкого давления. При этом, в зависимости от конкретного катализатора, может получаться любой тип полимера или их смеси.

Полипропилен выпускается в виде порошка белого цвета или гранул с насыпной плотностью 0,4—0,5 г/см³. Полипропилен выпускается стабилизированным, окрашенным и неокрашенным.

Молекулярное строение [ править | править код ]

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;

Физико-механические свойства [ править | править код ]

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.

Показатели основных физико-механических свойств полипропилена приведены в таблице:

Физико-механические свойства полипропилена

Плотность, г/см 3 0,90—0,91
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см² 250—400
Относительное удлинение при разрыве, % 200—800
Модуль упругости при изгибе, кгс/см² 6700—11900
Предел текучести при растяжении, кгс/см² 250—350
Относительно удлинение при пределе текучести, % 10—20
Ударная вязкость с надрезом, кгс·см/см² 33—80
Твердость по Бринеллю, кгс/мм² 6,0—6,5

Физико-механические свойства полипропилена разных марок приведены в таблице:

Физико-механические свойства полипропилена различных марок

Показатели / марка 01П10/002 02П10/003 03П10/005 04П10/010 05П10/020 06П10/040 07П10/080 08П10/080 09П10/200
Насыпная плотность, кг/л, не менее 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47
Показатель текучести расплава, г/10 мин ≤0 0,2—0,4 0,4—0,7 0,7—1,2 1,2—3,5 3—6 5—15 5—15 15—25
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее 600 500 400 300 300
Предел текучести при разрыве, кгс/см², не менее 260 280 270 260 260
Стойкость к растрескиванию, ч, не менее 400 400 400 400 400
Характеристическая вязкость в декалине при 135 °C, 100 мл/г 2,0—2,4 1,5—2,0 1,5—2,0 0,5—15
Содержание изотактической фракции, не менее 95 93 95 93
Содержание атактической фракции, не более 1,0 1,0 1,0 1,0
Морозостойкость, °C, не ниже -5 -5 -5
Читайте также:  Ремонт подъездов цена за этаж

Химические свойства [ править | править код ]

Полипропилен — химически стойкий материал. Заметное воздействие на него оказывают только сильные окислители — хлорсульфоновая кислота, дымящая азотная кислота, галогены, олеум. Концентрированная 58%-ная серная кислота и 30%-ный 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.

Химическая стойкость полипропилена

Среда Температура, °C Изменение массы, % Примечание
Продолжительность выдержки образца в среде реагента 7 суток
Азотная кислота, 50%-ная 70 -0,1 Образец растрескивается
Натр едкий, 40%-ный 70 Незначительное
90
Соляная кислота, конц. 70 +0,3
90 +0,5
Продолжительность выдержки образца в среде реагента 30 суток
Азотная кислота, 94%-ная 20 -0,2 Образец хрупкий
Ацетон 20 +2,0
Бензин 20 +13,2
Бензол 20 +12,5
Едкий натр, 40%-ный 20 Незначительное
Минеральное масло 20 +0,3
Оливковое масло 20 +0,1
Серная кислота, 80%-ная 20 Незначительное Слабое окрашивание
Серная кислота, 98%-ная 20 >>
Соляная кислота, конц. 20 +0,2
Трансформаторное масло 20 +0,2

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%-ном 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 60ºС — менее 2 %.

Теплофизические свойства [ править | править код ]

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—140ºС. 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 −15ºС. Морозостойкость можно повысить введением в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом).

Показатели основных теплофизических свойств полипропилена приведены в таблице:

Теплофизические свойства полипропилена

Температура плавления, °C 160—170
Теплостойкость по методу НИИПП, °C 160
Удельная теплоёмкость (от 20 до 60ºС), кал/(г·°C) 0,46
Термический коэффициент линейного расширения (от 20 до 100 °C), 1/°C 1,1⋅10 −4
Температура хрупкости, °C От −5 до −15

Электрические свойства [ править | править код ]

Показатели электрических свойств полипропилена приведены в таблице:

Читайте также:  Как размножить бальзамин комнатный в домашних условиях

Электрические свойства полипропилена

Удельное объёмное электрическое сопротивление, Ом·см 10 16 —10 17
Диэлектрическая проницаемость при 10 6 Гц 2,2
Тангенс угла диэлектрических потерь при 10 6 Гц 2⋅10 −4 —5⋅10 −5
Электрическая прочность (толщина образца 1 мм), кВ/мм 30—40

Переработка [ править | править код ]

Основные способы переработки — формование методами экструзии, вакуум- и пневмоформования, экструзионно-выдувного, инжекционно-выдувного, инжекционного, компрессионного формования, литьё под давлением.

Применение [ править | править код ]

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 пенополиэтилену. 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 [1] .

Рынок полипропилена [ править | править код ]

На данный момент полипропилен занимает 2-е место в мире среди полимеров по объёму потребления, с долей 26 % уступая только полиэтилену. Доля занимающего 3-ю позицию поливинилхлорида (18 %) сокращается в пользу полипропилена. 76 % мирового потребления полипропилена приходится на гомополипропилен, остальное на сополимеры [2] . В России потребление полипропилена выросло с 250 тыс. т в 2002 году до 880 тыс. т в 2012 году [1] , при этом остаётся на довольно низком уровне: 1,6 % от мирового [3] или 6 кг на человека в год против 18 кг/чел. в Западной Европе, 17 кг/чел. в США и 12 кг/чел. в Китае [2] .

В мире наблюдается перепроизводство полипропилена: сейчас переизбыток оценивается в размере 7,4 млн тонн в год [1] , в 2015 году при ожидаемом объёме мирового потребления 66 млн т производственные мощности составят 79 млн т [3] .

ТОП-5 крупнейших производителей полипропилена в мире (на 2011 год) [4]

Номер Компания Страна Производственные
мощности (тыс. тонн)
Доля мирового
рынка (%)
1 LyondellBasell Нидерланды 6 471 11,24
2 Sinopec Китай 4 930 6,37
3 SABIC Саудовская Аравия 3 455 5,13
4 PetroChina Китай 3 038 4,69
5 Braskem Бразилия 2 814 4,60

Российское производство полипропилена началось в 1981 году на Томском нефтехимическом комбинате (ныне «Сибур»). В 1990-е годы установки по производству полипропилена были построены на Московском НПЗ («Газпром нефть» и «Сибур») и «Уфаоргсинтез» («Башнефть»). В 2007 году производство полипропилена открылось на будённовском Ставролене («Лукойл»), а в 2013 году на омском Полиоме [2] .

Крупнейшее российское производство полипропилена открылось 15 октября 2013 года — это принадлежащий «Сибур» завод «Тобольск-Полимер» [1] [2] . В момент запуска тобольского завода он входил в пятёрку самых мощных в мире (ещё два завода имели такую же мощность) [2] [5] . Предприятие рассчитано на производство 510 тыс. т пропилена в год методом дегидрирования пропана (подрядчик Tecnimont, оборудование UOP), получаемого на Тобольском нефтехимическом комбинате, и последующее производство из него 500 тыс. т полипропилена в год (подрядчик Linde, оборудование Ineos) [1] [4] . Мощности прочих российских заводов по выпуску полипропилена не превышают 250 тыс. т в год [2] . «Тобольск-Полимер» специализируется на выпуске гомополипропилена, в то время как производство сополимеров «Сибур» решил сосредоточить на Томском НХК и Московском НПЗ [4] .

В 2015 году в России было произведено 1275 тыс. тонн полипропилена, при этом экспорт составил 350 тыс. тонн. [6] [7]

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector