Polypropylen a polyethylen patří mezi nejběžnější typy polymerních materiálů. Úspěšně se používají v průmyslu, každodenním životě, zemědělství. Díky unikátnímu složení nemají prakticky obdoby. Podívejme se podrobněji na hlavní podobnosti a rozdíly mezi polypropylenem a polyethylenem, jakož i na rozsah materiálů.
Struktura
Stejně jako většina těchto vědeckých termínů byly názvy materiálů vypůjčeny z řeckého jazyka. Předpona poly- přítomná v obou slovech se z řečtiny překládá jako „mnoho“. Polyetylen je hodně etylen a polypropylen je hodně propylen. To znamená, že v počátečním stavu jsou materiály běžné hořlavé plyny mající vzorce:
Obě tyto plynné látky patří ke speciálním sloučeninám, tzv. alkenům, neboli acyklickým nenasyceným uhlovodíkům. Pro získání pevné struktury se provádí polymerace – tvorba vysokomolekulární hmoty, která vzniká spojením jednotlivých molekul nízkomolekulárních látek s aktivními centry rostoucích molekul polymeru.
V důsledku toho vzniká pevný polymer, jehož chemickým základem je pouze uhlík a vodík. Jednotlivé vlastnosti materiálů se formují a zlepšují přidáním speciálních přísad a stabilizátorů do jejich složení.
Polypropylen a polyethylen nemají prakticky žádný rozdíl ve formě primárních surovin – vyrábí se především ve formě malých kuliček nebo destiček, které se kromě složení mohou lišit pouze velikostí. Později se z nich tavením nebo lisováním vyrábějí různé produkty: vodní dýmky, nádoby a obaly, trupy lodí a mnoho dalšího.
Vlastnosti
Podle celosvětově uznávané německé normy DIN4102 patří oba materiály do třídy B: pomalu hořlavé (B1) a normálně hořlavé (B2). Ale navzdory zaměnitelnosti v některých oblastech činnosti mají polymery řadu rozdílů ve svých vlastnostech.
Polyetylénové
Po procesu polymerace je polyethylen pevný materiál s na dotek neobvyklým povrchem, jako by byl pokrytý malou vrstvou vosku. Díky své nízké hustotě je lehčí než voda a má vysoké vlastnosti:
- viskozita;
- flexibilita;
- pružnost.
Polyethylen je vynikající dielektrikum, odolné vůči radioaktivnímu záření. Tento ukazatel je nejvyšší ze všech podobných polymerů. Fyziologicky je materiál absolutně nezávadný, proto je široce používán při výrobě různých produktů pro skladování nebo balení potravinářských výrobků. Bez ztráty kvality je schopen odolat poměrně širokému rozsahu teplot: od -250 do + 90 °, v závislosti na značce a výrobci. Teplota samovznícení je +350°.
Polyetylen je vysoce odolný vůči řadě organických a anorganických kyselin, zásadám, solným roztokům, minerálním olejům a také různým látkám obsahujícím alkohol. Zároveň se ale stejně jako polypropylen bojí kontaktu se silnými anorganickými oxidačními činidly, jako jsou HNO3 a H2SO4, a také s některými halogeny. I nepatrný dopad těchto látek vede k jeho praskání.
polypropylen
Polypropylen má vysokou rázovou houževnatost a odolnost proti opotřebení, je voděodolný, odolává opakovaným ohybům a zlomům bez ztráty kvality. Materiál je fyziologicky nezávadný, proto jsou výrobky z něj vhodné pro skladování potravin a pitné vody. Je bez zápachu, netopí se ve vodě, při zapálení nevypouští kouř, ale taje v kapkách.
Díky nepolární struktuře snáší kontakt s mnoha organickými a anorganickými kyselinami, zásadami, solemi, oleji a složkami obsahujícími alkohol. Nereaguje na vliv uhlovodíků, ale při dlouhodobém vystavení jejich parám, zejména při teplotách nad 30 °, dochází k deformaci materiálu: bobtnání a bobtnání.
Halogeny, různé oxidační plyny a vysoká koncentrace oxidačních činidel, jako je HNO3 a H2SO4, negativně ovlivňují integritu polypropylenových výrobků. Samovznícení při +350°. Obecně je chemická odolnost polypropylenu při stejném teplotním režimu téměř stejná jako u polyethylenu.
Výrobní funkce
Polyethylen se vyrábí polymerací plynného ethylenu při vysokém nebo nízkém tlaku. Materiál vyrobený za vysokého tlaku se nazývá nízkohustotní polyethylen (LDPE) a polymeruje se v trubkovém reaktoru nebo ve speciálním autoklávu. Nízkotlaký a vysokohustotní polyethylen (HDPE) se získává za použití plynné fáze nebo komplexních organokovových katalyzátorů.
Surovina pro výrobu polypropylenu (plyn propylen) se vyrábí zpracováním ropných produktů. Frakce izolovaná touto metodou, obsahující přibližně 80 % požadovaného plynu, podléhá dodatečnému čištění od přebytečné vlhkosti, kyslíku, uhlíku a dalších nečistot. Výsledkem je plynný propylen o vysoké koncentraci: 99–100 %. Poté se pomocí speciálních katalyzátorů plynná látka polymeruje za středního tlaku ve speciálním kapalném monomerním médiu. Jako kopolymer se často používá plynný ethylen.
Сферы применения
Polypropylen, stejně jako chlorované PVC (polyvinylchlorid), se aktivně používá při výrobě vodovodních trubek, stejně jako izolace elektrických kabelů a vodičů. Vzhledem k odolnosti vůči ionizujícímu záření jsou polypropylenové výrobky široce používány v lékařství a jaderném průmyslu. Polyethylen, zejména vysokotlaký, má menší pevnost. Proto se častěji používá při výrobě různých kontejnerů (PET), plachet, obalových materiálů, tepelně izolačních vláken.
Co si vybrat?
Výběr materiálu bude záviset na typu konkrétního výrobku a jeho účelu. Polypropylen je lehčí, lépe prezentovatelný, méně náchylný ke kontaminaci a snadněji se čistí než polyethylen. Ale kvůli vysokým nákladům na suroviny jsou náklady na výrobu polypropylenových výrobků o řád vyšší. Například, se stejnými výkonnostními charakteristikami jsou polyetylenové obaly téměř poloviční.
Polypropylen se nemačká, zachovává si svůj vzhled při nakládání a vykládání, ale hůře snáší chlad – křehne. Polyetylen snadno odolává i silným mrazům.
