پلی پروپیلن

پلی پروپیلن

پلی پروپیلن

ساختار پلی پروپیلن

در ساختار پلی پروپیلن شاهد وجود گروه متیل (CH3) هستیم که وجود این مولکول باعث میشود تا در ساختار مولکول پلیمر اختلاف هایی به وجود بیاید که این اختلاف از نظر جهت گیری مولکول متیل است که سه نوع ساختار متفاوت به وجود می­آورد که در نام گذاری آنها به صورت:

الف) ایزوتاکتیک    ب) سیندیوتاکتیک    ج) اتاکتیک

تفاوت این دسته ها به شرح زیر است:

ایزوتاکتیک (isotactic)

در نوع ایزوتاکتیک (isotactic) از نظر آرایش فضایی و موضع گیری مولکول ها نسبت به صفحه شاخه اصلی مولکول به این صورت است که گروه متیل متصل شده همگی در یک­طرف صفحه قرار میگیرند و پلی پروپیلنی که به این صورت آرایش یافته است را به اختصار (iPP) مینامند.

ساختار پلی پروپیلن

ساختار پلی پروپیلن

سیندیوتاکتیک (syndiotactic)

در نوع سیندیوتاکتیک (syndiotactic) گروه های متیل متصل به زنجیره به صورت یک درمیان در طرفین صفحه قرار میگیرند که به اختصار (sPP) نام گذاری میشوند.

اتاکتیک (atactic)

در نوع اتاکتیک (atactic)  مولکول های متیل برای قرار گیری در طرفین زنجیر نسبت به صفحه اصلی که زنجیر اصلی در آن قرار دارد از آرایش خاصی پیروی نمیکنند و به صورت تصادفی قرار میگیرند که به اختصار (aPP)نامیده میشوند.

میزان بلورینگی هموپلیمر پلی پروپیلن در ابتدای کار به آرایش تاکتیسیته و جهت گیری های شاخه های متصل به زنجیر اصلی بستگی دارد و همواره ما به دنبال آرایش مندی و هماهنگی صد در صدی هستیم ولی دسترسی به آن به مشکل و به تجهیزات بسیار پیشرفته نیاز دارد. میزان بلورینگی هایی که در ایزوتاکتیک و سیندیوتاکتیک امروزه به آن دست پیدا کرده ایم و به طور معمول در صنعت از آنها استفاده میشود به میزان 40-70% است.

دستیابی به بلورینگی بیشتر نیازمند آرایش مندی بیشتر است و با کاهش میزان آرایش­مندی میزان بلورینگی نیز کاهش می­یابد. بنا بر همین شرط گفته شده میزان بلورینگی پلی پروپیلن اتاکتیک تقریبا برابر صفر است. زنجیره های پلی پروپیلنی را به صورت خط و مکانهایی که زنجیر قطع شده است را با چهارضلعی هایی نمایش داده ایم که در شکل زیر قابل مشاهده است.

نقطه های انفصال به وجود آمده در داخل زنجیرها موقع جایگزینی گروه های متیل و اتصال آنها به صورت متوالی و پی­درپی ایجاد شده است. بنابراین هرتغییری که در مکانیسم گسترش زنجیر پلی پروپیلنی ایجاد میشود در آرایش منظم زنجیره ایجاد خلل میکند و میزان آرایشمندی زنجیر را کاهش میدهد.

انواع کوپلیمر پلی پروپیلن

پلی پروپیلن ایزوتاکتیک دارای دمای ذوب نسبتا بالای آن باعث میشود که بتوانیم در محیط ها و شرایط مختلف بیشتری از آن استفاده و بهره برداری کنیم. چند نمونه از مصارف ایزوتاکتیک عبارتند از: تولید الیاف، فیلم ها، لوله ها، قطعات تزریقی و … . دمای انتقال شیشه ای یا همان Tg برای پلی پروپیلن ایزوتاکتیک برابر منفی 10 درجه سانتی گراد است اماهرچه ما دمای قطعه را پایین تر میاوریم هرچند به میزان  منفی 10 درجه سانتی گراد هم نرسیده باشیم با این حال شاهد شروع شکنندگی ویا ترک خوردگی در اثر تنش در ماده هستیم.

به همین منظور برای بهره گیری بیشتر از این ماده پلیمری معمولا آنرا به همراه درصدی اتیلن یا بوتن اکسترود میکنیم تا دمای ذوب آن مقداری کاهش پیدا کند و همچنین خاصیت انعطاف پذیری بیشتری پیدا کند.

به عنوان مثال برای تولید لوله های پلی پروپیلن از دو نوع کوپلیمر پلی پروپیلن: 1.کوپلیمر پلی پروپیلن تصادفی(Random Copolymer PP (PP-r)) و2.کوپلیمر پلی پروپیلن دسته ای یا بلاک کوپلیمر(Block Copolymer PP (PP-B))

کوپلیمر  تصادفی

پلی پروپیلنی که به روش تصادفی با اتیلن یا بوتن تشکیل زنجیره داده است قابلیت تحمل فشار بالاتری نسبت به پلی پروپیلنی که به صورت بلاک با اتیلن یا بوتن ترکیب شده است دارد به همین دلیل از این نوع پلی پروپیلن (PP-R)برای تولید لوله های آب سرد و گرم در منازل استفاده میشود.

کوپلیمر دسته ای یا بلاک کوپلیمر

پلی پروپیلنی که به صورت بلاک با اتیلن و بوتن تشکیل زنجیر داده است، شاهد آن هستیم که خواصی مانند سفتی و تحمل ضربه بیشتر و مقاومت بالاتری نسبت به دیگر مواد در برابر محیط های خورنده و شیمیایی دارد که به همین دلیل در سیستم های لوله کشی فاضلاب نیز از آنها استفاده میشود.