در بین محصولات پلیمری مانند پلی اتیلن، پلی استایرن و PVC، پلی پروپیلن (PP) یکی از مهم‌ترین و پرمصرف‌ترین پلاستیک‌های کالایی در جهان است که به دلیل خواص مکانیکی، حرارتی و شیمیایی مطلوب، در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد. در میان انواع مختلف پلی پروپیلن، پلی پروپیلن هموپلیمر (PP-H)، که با نام PPH نیز شناخته می‌شود، به دلیل ساختار منظم و کریستالی بالا، جایگاه ویژه‌ای در بازار جهانی پلاستیک‌ها دارد. تقاضای جهانی برای PP رو به رشد است و انتظار می‌رود تا سال 2026 به حدود 88.0 میلیون تن متریک برسد، که نشان‌دهنده اهمیت روزافزون این پلیمر در کاربردهایی است که نیاز به چگالی پایین، سختی، مدول خمشی بالا و مقاومت شیمیایی دارند.

پلی پروپیلن هموپلیمر چیست؟

پلی پروپیلن هموپلیمر (PP-H) نوعی پلیمر با وزن مولکولی بالا است که تنها از پلیمریزاسیون یک مونومر، یعنی پروپیلن، تشکیل می‌شود.

به دلیل اینکه در زنجیره مولکولی PPH، هیچ مونومر اتیلنی وجود ندارد، ساختار زنجیره مولکولی آن دارای انتظام فضایی (Stereoregularity) بسیار بالایی است. این انتظام فضایی بالا منجر به:

بلورینگی (Crystallinity) بالا: PPH دارای بلورینگی بالایی است. ساختار کریستالی این ماده باعث می‌شود که مقاومت خوبی در برابر حلال‌ها و حرارت از خود نشان دهد.

سفتی (Rigidity) و استحکام خوب: این ساختار منظم، خواص مکانیکی خوب و سختی بالایی را برای ماده فراهم می‌کند.

پلی پروپیلن هموپلیمر، اولین پلیمر استریوتاکتیک (با انتظام فضایی) بود که تولید شد و همچنان سریع‌ترین رشد را در میان ترموپلاستیک‌های اصلی داشته است. PPH در شکل ظاهری معمولاً یک جامد نیمه‌شفاف است.

لیست قیمت پلی پروپیلن هموپلیمر

تفاوت پلی پروپیلن هموپلیمر (PP-H) با پلی پروپیلن کوپلیمر (PP-C)

پلی پروپیلن کوپلیمر (PPC) با پلیمریزاسیون مونومر پروپیلن با مقادیر کمی از مونومرهای دیگر (معمولاً اتیلن یا بوتن) تولید می‌شود. این افزودنی‌ها ساختار و خواص را به شدت تغییر می‌دهند.

PPC به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود: کوپلیمرهای رندوم (تصادفی/PP-R) و کوپلیمرهای بلوکی (مقاوم در برابر ضربه/PP-B).

خواص و مزایای پلی پروپیلن هموپلیمر

پلی پروپیلن هموپلیمر به دلیل ماهیت ساختاری خود، دارای طیف وسیعی از خواص برجسته است که آن را به یک ماده انتخابی در بسیاری از بخش‌های صنعتی تبدیل کرده است:

خواص مکانیکی و فیزیکی:

سفتی و استحکام بالا: PPH دارای نسبت استحکام به وزن بالایی است و به طور کلی سخت‌تر و قوی‌تر از کوپلیمرها محسوب می‌شود. این ویژگی برای کاربردهای سازه‌ای و قطعات تحمل بار مهم است.

چگالی پایین: پلی پروپیلن یکی از سبک‌ترین پلیمرها در میان پلاستیک‌های کالایی است و چگالی آن در محدوده 0.90 تا 0.91 گرم بر سانتی‌متر مکعب قرار دارد. این مزیت آن را به گزینه‌ای مناسب برای کاربردهای سبک‌وزن تبدیل می‌کند، به ویژه در صنعت خودرو برای کاهش وزن و بهبود بهره‌وری سوخت.

عملکرد حرارتی: PPH به دلیل بلورینگی بالا، دارای نقطه ذوب بالایی (160 تا 165 درجه سانتی‌گراد) است. همچنین، می‌تواند خواص مکانیکی و الکتریکی خود را در دماهای بالا حفظ کند. مقاومت خوبی در برابر استریلیزاسیون با بخار از خود نشان می‌دهد.

خواص شیمیایی و زیست محیطی:

مقاومت شیمیایی عالی: PPH مقاومت عالی در برابر اسیدها، قلیاهای غلیظ و رقیق، و الکل‌ها دارد. مقاومت خوبی در برابر آلدئیدها، استرها، هیدروکربن‌های آلیفاتیک و کتون‌ها نشان می‌دهد. همچنین در برابر روغن‌های خوراکی، گریس‌ها و مواد شیمیایی بسیار مقاوم است.

مقاومت در برابر رطوبت: PPH تقریباً غیرقابل جذب رطوبت است و خواص بازدارندگی خوبی در برابر رطوبت دارد.

مقاومت در برابر ترک تنشی محیطی: مقاومت خوبی در برابر ترک‌خوردگی ناشی از تنش‌های محیطی دارد.

قابلیت بازیافت: PP یک ماده قابل بازیافت است که خواص آن برای استفاده مجدد و تبدیل به انرژی (از طریق سیستم‌های زباله به انرژی) مناسب است، که مزیت زیست‌محیطی مثبتی محسوب می‌شود.

مزایای پردازشی و اقتصادی:

سهولت در پردازش (Processability): PP دارای سیالیت (Flowability) و دامنه نرخ جریان مذاب (MFR) بسیار گسترده‌ای است که همراه با سایر خصوصیات منحصر به فرد، قابلیت پردازش عالی را فراهم می‌کند.

مقرون به صرفه بودن: پلی پروپیلن هموپلیمر ماده‌ای نسبتاً ارزان است. در مقایسه با PET، PBT، پلی استایرن با ضربه بالا و ABS، قیمت آن بر اساس وزن و حجم، کمتر است.

کاربردهای متنوع: به دلیل سیالیت و خواص مکانیکی، در فرآیندهای مختلفی از جمله قالب‌گیری تزریقی (Injection Molding)، اکستروژن (Extrusion) و دمشی (Blow Molding) قابل استفاده است.

تولید کنندگان و فروشندگان بین‌المللی پلی پروپیلن هموپلیمر

پلی پروپیلن توسط شرکت‌های بزرگ پتروشیمی در سراسر جهان تولید و عرضه می‌شود. برخی از تولیدکنندگان و برندهای مطرح PPH که در منابع ذکر شده‌اند، عبارتند از:

• LyondellBasell (باسل): این شرکت یکی از تولیدکنندگان بزرگ است و گریدهای مختلفی را عرضه می‌کند که کاربردهای متنوعی از جمله مواد غذایی و پزشکی دارند.
• SABIC (سابک): گریدهای 570P و 575P سابک برای بسته‌بندی سخت و قالب‌گیری تزریقی با عملکرد خوب شناخته می‌شوند.
• Borouge (بروج): تولیدکننده PP با گریدهایی مختلفی که در لوازم خانگی، بسته‌بندی و پالت‌ها کاربرد دارند.
• ExxonMobil Chemical (اکسون موبیل): گریدهای 1304E5 و 1364E2 از این شرکت در کاربردهای بسته‌بندی و قطعات الکترونیکی استفاده می‌شوند.
• LG Chemical: گریدهای{H}540 و {H}1500 با سختی بالا و مقاومت حرارتی یا سیالیت بالا برای قطعات خودرو، لوازم الکترونیکی و اسباب بازی‌ها.
• SK: گرید   {H}930 با سیالیت بالا برای نی نوشیدنی، ورقه‌ها و قالب‌گیری اکستروژن.
• Braskem: تولیدکننده گرید {H}504 {XP} ، یک هموپلیمر با شاخص جریان مذاب پایین، مخصوص فرآیند اکستروژن فیلم‌های دوبلکس.
• A. Schulman, RTP: از دیگر تامین‌کنندگان PP هستند.
• شرکت‌های چینی و منطقه‌ای: شامل Chemate Group (عرضه‌کننده PP در چین)، Sinopec (سینوپک)، KPIC (Daehan Yoohwa)، Hyosung (هیوسونگ)، Kunlun، Baofeng، Xinhua، San Yuan، Oriental Energy، Yongshuo، Hengli و PCEC.

روش تولید پلی پروپیلن هموپلیمر

پلی پروپیلن توسط پلیمریزاسیون مونومر پروپیلن تولید می‌شود. این فرآیند صنعتی در شرایط کنترل‌شده دما و فشار انجام می‌پذیرد و به استفاده از کاتالیزورهای استریوتاکتیک (Ziegler-Natta-type) متکی است که قادرند مونومرها را در یک آرایش فضایی منظم (ایزوتاکتیک) پلیمریزه کنند.

کاتالیزور و فرآیند پلیمریزاسیون

کاتالیزور زیگلر-ناتا: PPH با استفاده از کاتالیزورهای متالو-آلی با انتظام فضایی سنتز می‌شود. کاتالیزور نسل ششم زیگلر-ناتا، بهره‌وری بسیار بالایی دارد که منجر به باقی‌مانده کاتالیزور کمتری در پلیمر می‌شود.

فرآیندهای تولید: اصلی‌ترین فرآیندهای صنعتی برای تولید پلی پروپیلن شامل:

روش فاز گازی (Gas Phase Method).

روش دوغابی پروپیلن مایع (Liquid Propylene Slurry Method).

فرآیندهای دوغابی قدیمی‌تر که از هیدروکربن‌های مایع اشباع شده به عنوان محیط واکنش استفاده می‌کردند.

کنترل کیفیت و اصلاح پس از واکنشباقی‌مانده کاتالیزور: گلوله‌های پلی پروپیلن حاوی باقی‌مانده‌های فلزی مانند تیتانیوم {Ti} و منیزیم {Mg} از کاتالیزور، و آلومینیوم {Al}از کمک‌کاتالیزور هستند. تیتانیوم به طور خاص مهم است زیرا می‌تواند فرآیند اکسیداسیون پلیمر را تسریع کند.

خنثی‌سازی (Acid Scavenger): برای خنثی کردن باقی‌مانده کاتالیزور، خنثی‌کننده‌های اسیدی (مانند استئارات کلسیم، استئارات روی یا ترکیبات هیدروتالسیت) اضافه می‌شوند تا از فرآیند اکسیداسیون و زرد شدن پلیمر جلوگیری کنند.
کنترل وزن مولکولی: وزن مولکولی (که معمولاً با MFR نشان داده می‌شود) و توزیع وزن مولکولی {MWD\} از عوامل اصلی تأثیرگذار بر پردازش و خواص هستند.

 کاهش توزیع وزن مولکولی (MWD) (کنترل رئولوژی): برای باریک کردن دامنه{MWD}، معمولاً از فرآیند رئولوژی کنترل شده (CR) استفاده می‌شود. در این فرآیند، پراکسیدهای متداول در فرآیند اکستروژن پس از راکتور برای شکستن شیمیایی زنجیره‌ها به کار می‌روند که میانگین وزن مولکولی را کاهش داده و {MFR} را افزایش می‌دهد. این کار به ویژه برای کاربردهایی مانند الیاف که به{MWD} باریک نیاز دارند، حیاتی است.

گریدهای مختلف پلی پروپیلن هموپلیمر و کاربردها

گریدهای {PPH}  عمدتاً بر اساس شاخص جریان مذاب (MFR) و کاربرد نهایی طبقه‌بندی می‌شوند. نرخ جریان مذاب (MFR) می‌تواند از  0.5 تا 50 دسی‌گرم بر دقیقه برای گریدهای کالایی، تا  400  دسی‌گرم بر دقیقه برای کاربردهای خاص متغیر باشد.

محصولات اکسترود شده بزرگترین بازار PP هموپلیمر را تشکیل می‌دهند و پس از آن محصولات قالب‌گیری تزریقی قرار دارند.