پلی‌پروپیلن‌ هموپلیمر و کوپلیمر یک پلیمر ترموپلاست می‌باشد که در یک بازه گسترده‌ از کاربردها شامل فیلم و ورق‌، قالب‌گیری دمشی، قالب‌گیری تزریقی، بسته‌بندی غذایی، نساجی، تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی، لوله، کاربردهای صنعتی و ساختمانی و اجزاء خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مواد پلی‌پروپیلن به طور کلی به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند. پلی‌پروپیلن هموپلیمر که از پلیمریزاسیون مونومر پروپیلن به تنهایی تولید می‌شود و پلی‌پروپیلن کوپلیمر که از پلیمریزاسیون پروپیلن به همراه کومونومر اتیلن تولید می‌شود.

هموپلیمرهای پلی پروپیلن بر اساس نظم فضایی خود، به سه دستۀ اتاکتیک (بی نظم)، ایزوتاکتیک (هم نظم) و سیندیوتاکتیک (تک نظم) تقسیم می‌شوند.

در این مقاله به انواع گریدهای پلی پروپیلن هموپلیمر و کوپلیمر تولید پتروشیمی‌های ایران و کاربرد هریک در صنایع مختلف می‌پردازیم.

•  اتاکتیک:

این زیر ساختار دمای ذوب پایینی دارد و ماده ای صمغی شکل است که به دلیل خواص چسبندگی بالا در ساخت بعضی چسب‌ها استفاده می شود. پلیمر اتاکتیک ماده‌ای آمورف، انعطاف پذیر و سفت است.

در مقابل پلیمرهای ایزوتاکتیک و سیندیوتاکتیک، پلیمرهایی با بلورینگی بالا، سفت‌تر و با انعطاف کمتر هستند.

•  ایزوتاکتیک:

ساختار ایزوتاکتیک، دمای ذوب بالایی دارد و ماده‌ای کریستالی و چقرمه است.

•  سیندیوتاکتیک:

این زیر ساختار خواصی همانند زیر ساختار ایزوتاکتیک دارد اما به دلیل بلورینگی کم‌تر، شفاف‌تر هستند. هم چنین، فرآیند دهی آن نسبت به دیگر گریدها دشوارتر است.

بالاترین خواص بلورینگی این گریدها به ترتیب مربوط به زیر ساختار ایزوتاکتیک، سیندیو تاکتیک و اتاکتیک است.

از نقطه نظر خواص فیزیکی و مکانیکی تفاوت پلی‌پروپیلن هموپلیمر و کوپلیمر در مقاومت ضربه‌ای، استحکام کششی و سختی است. پلی‌پروپیلن هموپلیمر با اینکه استحکام کششی و سختی بالاتری نسبت به پلی‌پروپیلن کوپلیمر دارد ولی نقطه ضعف اصلی آن مقاومت ضربه‌ای آن است. در واقع پلی‌پروپیلن هموپلیمر شکننده‌تر از پلی‌پروپیلن کوپلیمر است. این ضعف بیشتر در دماهای پایین و به ویژه زیر صفر خود را نشان می‌دهد.

 به همین جهت کاربرد پلی‌پروپیلن هموپلیمر در تولید قطعات تزریقی که در معرض ضربه و دمای پایین قرار می‌گیرند، به شدت محدود است. برای رفع این نقطه ضعف با افزودن مونومر اتیلن در حین پلیمریزاسیون پروپیلن، کوپلیمر پلی‌پروپیلن تولید شده است.

 پلی‌پروپیلن کوپلیمر مقاومت ضربه‌ای بالاتری نسبت به پلی‌پروپیلن هموپلیمر دارد. با تنظیم مقدار اتیلن اضافه شده به ساختار پلیمر، تنظیم مورفولوژی کوپلیمر، تنظیم نوع کریستالیزاسیون و همچنین تنظیم وزن مولکولی می‌توان میزان مقاومت ضربه‌ای را تنظیم و تا حد خوبی بالا برد. البته باید توجه داشت که بالا بردن مقاومت ضربه‌ای پلی‌پروپیلن به قیمت کاهش سختی و سفتی پلیمر انجام می‌پذیرد.

اضافه کردن اتیلن به ساختار پلی‌پروپیلن حین پلیمریزاسیون پروپیلن، نظم ساختاری پلی‌پروپیلن را کاهش می‌دهد. کاهش نظم ساختاری هم به نوبه خود باعث کاهش میزان تبلور (کریستالیزاسیون) پلی‌پروپیلن می‌شود. با توجه به ساختار شکننده بلورها، دلیل افزایش مقاومت ضربه‌ای پلی‌پروپیلن کوپلیمر نسبت به پلی‌پروپیلن هموپلیمر کاهش بلورینگی است

پلی‌پروپیلن هموپلیمر به دلیل تبلور بالا و مقاومت ضربه‌ای پایین گزینه بسیار مناسبی برای کاربردهای نساجی و یا ورق‌ها و فیلم‌های نازک است.

 در این نوع کاربردها بیشتر به استحکام کششی نیاز است و ضعف مقاومت ضربه‌ای اهمیتی ندارد. فیلمهای کشش یافته از دو جهت و الیاف پروپیلن و انواع گونی و تسمه و … از جمله کاربردهای پلی‌پروپیلن هموپلیمر است.

 البته گریدهای تزریقی پلی‌پروپیلن هموپلیمر هم وجود دارند که در جاهایی که سفتی و سختی اهمیت بیشتری داشته باشد و یا مقاومت حرارتی مورد توجه باشد، کاربرد دارد.

هموپلیمر چیست ؟

هموپلیمر وینیل استات جزو رزین‌های امولسیونی است که از مونومر وینیل استات ساخته می‌شوند. این ماده در آب یک رزین نیمه نرم به حساب می‌آید و مقاومت نوری خوبی دارد و به سرعت اکسید نمی‌گردد.

ویژگی هموپلیمرها:

هموپلیمرها مولکول‌های پلیمری هستند که در آنها یک بار واحد شیمیایی یا مونومر برای تولید ماکرومولکول خطی با وزن مولکولی بالا ، چندین بار تکرار می‌شود. به بیان ساده تر حاصل واکنش پلیمریزاسیون بین مونومرهای همنام ، تشکیل هموپلیمر است.

کاربرد هموپلیمرها:

از جمله خواص و ویژگی های کاربردی این ماده می توان به چسبندگی بالا به سطوح مختلف ، انعطاف پذیری مطلوب ، قابلیت اختلاط با انواع پر کننده‌ها و حلال‌های آلی و همچنین تشکیل فیلم شفاف و بی‌رنگ پس از خشک شدن اشاره داشت.

هموپلیمر عمدتاً در چسب چوب ، چسب بسته بندی ، آهار فرش ماشینی ،موکت ،پارچه استفاده می‌شود. زیرا چسب های پلی وینیل استات مقاومت خوبی در برابر روغن ، گریس و اسید دارند.

 چسب های مبتنی بر این رزین سازگار با محیط زیست هستند و خطرات سلامتی را هم به دنبال ندارند.

علاوه بر کاربرد آن در صنعت چسب و نساجی ، از رزین پلی وینیل استات در صنعت رنگ آمیزی و صنایع ساختمانی برای ساخت چسب کاشی نیز استفاده می‌شود. همچنین با افزایش مصرف افزودنی در صنعت ، در تولید الیاف، فیلم، ورق و کاربردهای قالب گیری تزریقی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شرایط نگهداری هموپلیمرها:

کاربرد های دیگر آن شامل، استفاده در محفظه شیشه پاک کن‌ها، محافظ فن و میل‌فرمان‌ها، انواع پوشک، پارچه داخل خودرو و … می‌باشد.

به منظور جلوگیری از رشد باکتری و کپک زدگی این رزین حاوی مقدار بسیار ناچیز از مواد ضد باکتری و نگهدارنده است. این رزین در دمای 5 تا 30 درجه سانتی گراد حداقل به مدت یک سال قابل نگهداری است.

توصیه می‌شود از قرار گرفتن این ماده در معرض تابش نور مستقیم خورشید نیز خودداری شود و همچنین در هوای سرد جهت جلوگیری از یخ زدگی مراقبت شود.

پلی پروپیلن‌های هموپلیمر با گریدهای زیر در پتروشیمی‌های ایران تولید و به بازار عرضه می‌شوند .

مواد Z30S : مواد پلی پروپیلن نساجی تولید پتروشیمی‌های شازند اراک و مارون میباشد، از خانواده هموپلیمرهاست و در ساخت منسوجات نبافته کاربرد دارد

پلی پروپیلن C30S : مواد پلی‌پروپیلن نساجی از خانواه هموپلیمرها با درجه روانروی (MFI) 6 میباشد و تولید پتروشیمی‌های مارون و اراک است

پلی پروپیلن 552R : مواد پلی پروپیلن نساجی گرید 552R تولید پتروشیمی های جم-اراک و مارون می‌باشد. این پلیمر در تولید انواع نخ BCF و همچنین انواع قطعات پلاستیکی کاربرد دارد.

مواد 510L : مواد پلی پروپیلن نساجی HP510L (PP510L) تولید پتروشیمی جم و پر مصرف‌ترین PP نساجی است

پلی پروپیلن PPZ30S  و پلی پروپیلن 552R از نظر نوع مصرف تقریبا همسان هستند و بعنوان جایگزین یکدیگر در صنایع نساجی – تولید ظروف یکبار مصرف – تولید منسوجات نبافته و …کاربرد دارند. 

پلی پروپیلن PPC30S  و پلی پروپیلن PP510L  هم میتوانند بصورت جایگزین یکدیگر در صنایع تولید گونی – صنایع تولید ورق پلی پروپیلن و ….استفاده شوند .

پلی پروپیلن کوپلیمر PP Copolymer:

وقتی در ساختار پلی پروپیلن از مونومر دیگری به جز مونومر پروپیلن استفاده شود (معمولا اتان)، پلی پروپیلن کوپلیمر خواهیم داشت. کوپلیمر پلی پروپیلن خود به دو دسته تقسیم بندی می شود. کوپلیمر پلی پروپیلن تصادفی (رندوم) PP-R و  کوپلیمر پلی پروپیلن بلاک(دسته ای) PP-B

• کوپلیمر پلی پروپیلن تصادفی PP-R

: از پلیمریزاسیون اتن و پروپن به عنوان مونومر تولید می‌شود و مقدار اتن معمولا تا حداکثر 6 درصد جرمی استفاده می‌شود. علت نامگذاری کوپلیمر رندوم این است که ترتیب قرارگیری پروپن و اتن به شکل تصادفی و بی‌قاعده است.

 این نوع کوپلیمر پلی پروپیلن منعطف‌تر و از لحاظ خواص نوری شفاف ترمی‌باشند و به همین دلیل در محصولاتی که ظاهری عالی نیاز دارند از این PP-R استفاده می‌گردد.

• کوپلیمر پلی پروپین دسته‌ای PP-B

در این نوع کوپلیمر نیز اتن استفاده شده و معمولا مقدار آن از اتن موجود در PP-R بیش تر است و حدود 5 الی 15 درصد از آن استفاده می‌شود. مونومرها به صورت دسته‌ای در زنجیره‌ی اصلی قرار می‌گیرند.

این نظم قرارگیری باعث می‌شود تا پلی پروپیلن حاصل سخت‌تر شده و شکنندگی کمتری نسبت به نوع PP-R داشته باشد به همین دلیل در محصولاتی که نیاز به استحکام بالا دارد استفاده می‌شوند.

• پلی پروپیلن کوپلیمر مقام به ضربه:

وقتی به همو پلی پروپیلن یک فاز کوپلیمر رندوم PP-R (شامل 65-45 درصد اتیلن) اضافه شود، به آن PP impact Copolymer یا کوپلیمر PP مقاوم به ضربه گویند.

 از این نوع کوپلیمر در کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر ضربه دارند استفاده می شود، نظیر  صنایع لوازم خانگی، بسته بندی، بخش هایی از صنعت خودرو، لوله و …

انواع پرمصرف گریدهای پلی پروپیلن از نوع کوپلیمر که در پتروشیمی‌های ایران تولید و در بورس عرضه می‌گردند و کاربردهای هریک به شرح زیر می‌باشند:

: ( 440L) مواد پلی پروپیلن شیمیایی EP440L از خانواده کوپلیمر و تولید پتروشیمی جم میباشد و در ساخت قطعات خودرو استفاده می‌شود

MR230 : مواد پلی پروپیلن شیمیایی PP MR یا MR230 از خانواده کوپلیمرها و تولید پتروشیمی مارون می‌باشد، در تولید لوله و اتصالات پلی پروپیلنی کاربرد دارد

PP ZB332C : ZB 332Cمواد پلی پروپیلن شیمیایی یا به اختصار 332C یک کوپلیمر تولید پتروشیمی نوید زرشیمی میباشد و در تولید لوله سبز استفاده می‌شود

ZR230 : مواد پلی پروپیلن شیمیایی ZR230 یا به اختصار PP ZR یک کوپلیمر تولید پتروشیمی نوید زر شیمی می‌باشد و از آن در ساخت لوله و اتصالات پلی پروپیلنی استفاده می‌شود

R60 : مواد پلی پروپیلن شیمیایی به اختصار R60 یک کوپلیمر تولید پتروشیمی اراک و در زمینه ساخت قطعات سخت و همچنین لوله‌های سبز کاربرد دارد

PP R40 : مواد پلی پروپیلن شیمیایی  R40 یا آن‌طور که کارخانه نامیده EPC40R یک کوپلیمر تولید پتروشیمی‌های اراک و مارون میباشد

RP340R : مواد پلی پروپیلن شیمیایی PP RP340R یا به اختصار PP RP یک کو پلیمر تولید پتروشیمی مارون و جم می‌باشد

ZB 332L : مواد پلی پروپیلن شیمیایی ZB332L یا 332L یک کو پلیمر تولید پتروشیمی نوید زر شیمی میباشد که در ساخت و تولید جعبه باتری و تولید داشبورد اتوموبیل کاربرد دارد

PP EP 440G  : مواد پلی‌پروپیلن شیمیایی گرید 440G PP یک کو‌پلیمر تولید پتروشیمی جم است و با استحکام و ضربه پذیری بالا مناسب تولید قطعات محکم می‌باشد