Теплофизические свойства[править | править исходный текст]

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

Для изотактического полипропилена характерны высокая ударная вязкость, стойкость к многократным изгибам, хорошие износостойкость (сравнима с износостойкостью полиамидов), повышающаяся с ростом мол. массы, и диэлектрич. свойства. Полипропилен плохо проводит тепло. В зависимости от мол. массы: s_раст 30-35 МПа; предел текучести 27-30 МПа; относит. удлинение 200-800%; ударная вязкость (с надрезом) 5-12 кДж/м²; 1,93 кДж/(кг•К);теплопроводность 0,15 Вт/(м•К); теплостойкость по Вика 95-110 °С, морозостойкость от -5 до -25°С; 10¹⁴ Ом•см.

Полипропилен легко окисляется на воздухе. особенно выше 100 °С; термоокислит. деструкция протекает автокаталитически. Термич. деструкция начинается при 300 °С. Макс. температура эксплуатации изделий из полипропилен 120-140 °С. Полипропилен легко подвергается хлорированию (см. Полиолефины хлорированные).

Атактический полипропилен (т. размягч. 30-80 °С, плотн. 0,84-0,85 г/см³) хорошо раств. в гептане; на этом свойстве основано извлечение при 20 °С этого полипропилен из пром. изотактического полипропилена. Из последнего кипящим гептаном экстрагируют и стереоблочный полипропилен (его макромолекулы построены из чередующихся блоков изотактич. и атактич. строения). Атактический полипропилен-пластификатор, добавка к гидрофобным композициям.

Изотактический полипропилен в промышленности получают стереоспецифич. полимер.зацией пропилена главным образом в массе, а также в растворе или псевдоожиженном слое [кат.-хлориды Ti или V с алюминийорг. соединениями, чаще всего Т1С1₃ с А1(С₂Н₅)₂С1 или А1(С₂Н₅)₃, а также титанмагниевые на неорг. или орг. носителях]. Полимеризацию в растворе (р-ритель-гептан, низкооктановые фракции бензина. 70-80 °С, 0,5-1,0 МПа) проводят до содержания полипропилен в растворителе 300-400 г/л. После отделения на центрифуге полипропилен отмывают от остатков катализатора спиртом, смесью воды со спиртом или пропиленоксидом. Порошкообразный полипропилен сушат, смешивают со стабилизаторами. красителями и затем гранулируют.

Свойства полипропилена: ММ = (60-300)*103; показатель текучести расплава ( 2300С/2,16кг, г/10 мин) 0,2-55; легко кристаллизуется (максимальная степень кристалличности 75%); температура стеклования (температура размягчения) от -10 до -20 град.С; температура плавления 160-176 град. С; термическая деструкция начинается при 300 град.С; плотность 0,90-0,92 г/см3; усадка (при изготовлении изделий) 1,3-2,4%.

Химические свойства: устойчив в воде (вплоть до 130⁰С) и агрессивных средах (устойчив к кислотам и щелочам, отдельные марки допущены к контакту с пищевыми продуктами и для производства изделий медико-биологического назначения); кроме сильных окислителей (HNO₃, H₂SO₄, хромовая смесь).

Физические свойства: полипропилен-гомополимер хрупкий при низких температурах; полипропилен-сополимер с этиленом очень эластичный; полипропилен плохо проводит тепло – теплопроводность 0,15 Вт/(м*К); в тонких пленках практически прозрачен; теплостойкость по Вика 95-110⁰С; морозостойкость от -5 до -25⁰С; для полипропилена характерны высокая ударная вязкость; стойкость к многократным изгибам; хорошая износостойкость, повышающаяся с ростом молекулярной массы.

Эксплуатационные свойства: полипропилен легко окисляется на воздухе, особенно при температуре выше 100⁰С; термоокислительная деструкция протекает автокаталитически (самостоятельно), максимальная температура эксплуатации изделий из полипропилена 120-140⁰С; полипропилен легко подвергается хлорированию.

Полипропилен обладает высокой стойкостью к кислотам, щелочам, растворам солей и другим неорганическим агрессивным средам. При комнатной температуре не растворяется в органических жидкостях, при повышенных температурах набухает и растворяется в некоторых растворителях, например, в бензоле, четыреххлористом углероде, эфире.  Полипропилен имеет низкое влагопоглощение. Характеризуется хорошими электроизо-ляционными свойствами в широком диапазоне температур.  Полипропилен выпускается в виде окрашенных и неокрашенных гранул. Для окрашивания используют пигменты либо органические красители. Легкий кристаллизующийся материал. Различают гомополимер (изотактический полипропилен), блок-сополимер с этиленом (сополимер), а также статистический сополимер (random copolymer), металлоценовый полипропилен (mPP), сшитый полипропилен (PP-X, PP-XMOD).  Полипропилен имеет хорошие механические свойства. Гомополимер имеет повышенную жесткость, может быть прозрачен, но хрупок при низких температурах. Блок-сополимер имеет большую ударопрочность и может использоваться при низких температурах. Имеет низкую износостойкость. Легко перерабатывается. Прозрачность материала обеспечивается за счет введения структурообразователя (нуклеатора), а также использования специальных технологических приемов (понижение температуры формы). 

В зависимости от условий проведения процесса полимеризации пропилена получают полимеры с различной молекулярной структурой, которая и определяет их физико-механические свойства.  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°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. Полипропилен обладает ценными свойствами для его разностороннего использования в строительной технике. Основное влияние на свойства полипропилена и строительных изделий из него (труб, пластин, пленок) оказывает молекулярная и надмолекулярная структура в полимерной цепи. Полипропилен характеризуется весьма сложной молекулярной структурой, так как помимо химического состава мономера, средней молекулярной массы и молекулярного распределения на его структуру большое влияние оказывает пространственное расположение боковых групп по отношению к главной цепи. В техническом отношении наиболее важен и перспективен изотактический полипропилен. В зависимости от типа и соотношения присутствующих стереоизомеров свойства полипропилена изменяются в широком диапазоне. От молекулярной структуры полимеров зависит способность их переработки теми или иными методами, которые в свою очередь в значительной степени предопределяют свойства готовых изделий.

Свойства полипропилена: Полипропилен (ПП) - это твердый термопластичный полимер с температурой плавления 165-170°С и плотностью 900-910 кг/м3. Максимальная температура эксплуатации ПП без нагрузки - 150°С. Полипропилен имеет более высокую теплостойкость, чем полиэтилен, обладает хорошими диэлектрическими показателями при широком интервале температур. ПП нерастворим в органических растворителях при комнатной температуре, при нагревании до 80°С и выше, он растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах. Полипропилен устойчив к воздействию кислот и оснований, а также к водным растворам солей, минеральным и растительным маслам. ПП мало подвержен растрескиванию под воздействием агрессивных сред.Выпускают различные марки полипропилена, модифицированные минеральными наполнителями и каучуками, поэтому цена на полипропилен может сильно оличаться.

Отличительные черты полипропилена (ПП): - высокая прочность - низкая плотность - полипропилен цена достаточно низкая - устойчивость к ударам и многократным изгибам - хорошая износостойкость, повышающаяся с ростом молекулярной массы - отличная электроизоляция - высокая химическая стойкость - низкая паро- и газопроницаемость - при высоких температурах стойкость к щелочам, кислотам, растворам солей, растительным иминеральным маслам - при комнатной температуре не растворимость в растворителях - органических - растворимость только в ароматических и хлорированных углеводородах (при высокой температуре) - высокая водостойкость - практическая прозрачность в тонких пленках - легко перерабатываемый - хорошее смешивание с красителями - легко хлорируется - легко кристаллизуется - физиологически безвреден - отличная свариваемость Недостаток полипропилена -невысокая морозостойкость (-30°С).