Polietylen i polipropylen: podobieństwa i różnice

Polipropylen i polietylen to jedne z najczęstszych rodzajów materiałów polimerowych. Z powodzeniem wykorzystywane są w przemyśle, życiu codziennym i rolnictwie. Ze względu na swój unikalny skład praktycznie nie mają analogów. Przyjrzyjmy się bliżej głównym podobieństwom i różnicom między polipropylenem a polietylenem, a także zakresowi materiałów.

Jak większość takich terminów naukowych, nazwy materiałów zapożyczono z języka greckiego. Przedrostek poli, obecny w obu słowach, jest tłumaczony z greckiego jako „wiele”. Polietylen to dużo etylenu, a polipropylen to dużo propylenu. Oznacza to, że w stanie początkowym materiały są zwykłymi gazami palnymi o wzorach:

• C2H4 - polietylen;

• C3H6 - polipropylen.

Obie te substancje gazowe należą do specjalnych związków, tzw. alkenów, czyli acyklicznych węglowodorów nienasyconych. Aby nadać im solidną strukturę, przeprowadza się polimeryzację - tworzenie materii o dużej masie cząsteczkowej, która powstaje przez połączenie pojedynczych cząsteczek substancji niskocząsteczkowych z aktywnymi centrami rosnących cząsteczek polimeru.

W rezultacie powstaje stały polimer, którego podstawą chemiczną jest tylko węgiel i wodór. Pewne właściwości materiałów są kształtowane i wzmacniane przez dodanie do ich składu specjalnych dodatków i stabilizatorów.

Pod względem formy surowców pierwotnych polipropylen i polietylen praktycznie się nie różnią - produkowane są głównie w postaci małych kulek lub płytek, które oprócz składu mogą różnić się jedynie wielkością. Dopiero wtedy, poprzez topienie lub prasowanie, wytwarza się z nich różne produkty: rury wodociągowe, pojemniki i opakowania, kadłuby łodzi i wiele innych.

Po procesie polimeryzacji polietylen jest twardym materiałem o niezwykłej powierzchni dotykowej, jakby pokryty niewielką warstwą wosku. Ze względu na niskie wskaźniki gęstości jest lżejszy od wody i ma wysokie właściwości:

• lepkość;
• elastyczność;
• elastyczność.

Polietylen jest doskonałym dielektrykiem odpornym na promieniowanie radioaktywne. Ten wskaźnik jest najwyższy spośród wszystkich podobnych polimerów. Fizjologicznie materiał jest całkowicie nieszkodliwy, dlatego jest szeroko stosowany w produkcji różnych produktów do przechowywania lub pakowania żywności. Bez utraty jakości wytrzymuje dość szeroki zakres temperatur: od -250 do +90°, w zależności od marki i producenta. Temperatura samozapłonu wynosi + 350 °.

Polietylen jest wysoce odporny na szereg kwasów organicznych i nieorganicznych, zasad, roztworów soli, olejów mineralnych, a także na różne substancje z zawartością alkoholu. Ale jednocześnie, podobnie jak polipropylen, boi się kontaktu z silnymi utleniaczami nieorganicznymi, takimi jak HNO3 i H2SO4, a także z niektórymi halogenami. Nawet niewielki wpływ tych substancji prowadzi do pękania.

Polipropylen ma wysoką udarność i odporność na zużycie, jest wodoodporny i wytrzymuje wielokrotne zginanie i złamania bez utraty jakości. Materiał jest fizjologicznie nieszkodliwy, dlatego produkty z niego wykonane nadają się do przechowywania żywności i wody pitnej. Jest bezwonny, nie tonie w wodzie, po zapaleniu nie wydziela dymu, topi się w postaci kropelek.

Halogeny, różne gazy utleniające i środki utleniające o wysokim stężeniu, takie jak HNO3 i H2SO4, niekorzystnie wpływają na integralność produktów polipropylenowych. Samozapłon przy + 350 °. Ogólnie odporność chemiczna polipropylenu w tym samym reżimie temperaturowym jest prawie taka sama jak polietylenu.

Polietylen jest wytwarzany przez polimeryzację gazu etylenowego pod wysokim lub niskim ciśnieniem. Materiał wytwarzany pod wysokim ciśnieniem nazywany jest polietylenem o niskiej gęstości (LDPE) i jest polimeryzowany w reaktorze rurowym lub specjalnym autoklawie. Polietylen o niskim ciśnieniu o wysokiej gęstości (HDPE) jest produkowany przy użyciu fazy gazowej lub złożonych katalizatorów metaloorganicznych.

Surowiec do produkcji polipropylenu (gaz propylenowy) pozyskiwany jest poprzez rafinację produktów naftowych. Wyizolowana tą metodą frakcja, zawierająca około 80% wymaganego gazu, jest dodatkowo oczyszczana z nadmiaru wilgoci, tlenu, węgla i innych zanieczyszczeń. Rezultatem jest gaz propylenowy o wysokim stężeniu: 99-100%. Następnie przy użyciu specjalnych katalizatorów substancja gazowa jest polimeryzowana pod średnim ciśnieniem w specjalnym ciekłym medium monomerowym. Jako kopolimer często stosuje się gaz etylenowy.

Polipropylen, podobnie jak chlorowany PVC (polichlorek winylu), jest aktywnie wykorzystywany do produkcji rur wodociągowych, a także izolacji kabli i przewodów elektrycznych. Ze względu na odporność na promieniowanie jonizujące wyroby polipropylenowe znajdują szerokie zastosowanie w medycynie i przemyśle jądrowym. Polietylen, szczególnie wysokociśnieniowy, jest mniej trwały. Dlatego jest coraz częściej stosowany przy produkcji różnego rodzaju pojemników (PET), plandek, materiałów opakowaniowych, włókien termoizolacyjnych.

Wybór materiału będzie zależał od rodzaju konkretnego produktu i jego przeznaczenia. Polipropylen jest lżejszy, produkty z niego wykonane prezentują się bardziej reprezentacyjnie, są mniej podatne na zanieczyszczenia i łatwiejsze do czyszczenia niż polietylen. Ale ze względu na wysoki koszt surowców koszt produkcji wyrobów z polipropylenu jest o rząd wielkości wyższy. Na przykład, przy tych samych właściwościach użytkowych opakowanie polietylenowe jest prawie o połowę tańsze.