什么是聚丙烯（PP），其用途是什么？
聚丙烯（PP）是由丙烯单体的组合制成的热塑性“加成聚合物”。它用于各种应用，包括消费品包装，汽车工业等各种行业的塑料零件，活动铰链等特殊设备以及纺织品。聚丙烯是由一对名为Paul Hogan和Robe的菲利普斯石油科学家于1951年首次聚合的rt Banks，后来由意大利和德国科学家Natta和Rehn负责。在意大利化学家朱利奥·纳塔（Giulio Natta）教授首次将其聚合后不到三年的时间里，随着商业化生产的开始，它就以极快的速度变得出众。Natta于1954年在西班牙完善并合成了第一种聚丙烯树脂，聚丙烯的结晶能力引起了极大的兴趣。到1957年，它的知名度激增，整个欧洲开始了广泛的商业生产。如今，它已成为世界上最常用的塑料之一。
根据一些报告，当前全球对这种材料的需求每年产生约4500万吨的市场，并且估计到2020年需求将增长到约6200万吨。聚丙烯的主要最终用户是包装工业，约占总消耗量的30％，其次是电气和设备制造，每个消耗约13％。家用电器和汽车行业各占10％，建筑材料占5％。其他应用一起构成了全球聚丙烯消费的其余部分。
聚丙烯具有相对光滑的表面，可以使其在齿轮等低摩擦应用中或用作家具的接触点时，可以替代乙缩醛（POM） 等塑料。也许这种品质的负面影响是，可能难以将聚丙烯粘合到其他表面（即，它不能很好地粘合到某些与其他塑料配合得很好的胶水上，有时在需要形成接头的情况下必须焊接） ）。尽管聚丙烯在分子水平上很滑，但它确实具有较高的摩擦系数-这就是为什么缩醛，尼龙，否则将使用PTFE。聚丙烯相对于其他普通塑料还具有低密度，这对于注塑聚丙烯零件的制造商和分销商而言可减轻重量。它在室温下对脂肪等有机溶剂具有出色的抵抗力，但在高温下会发生氧化（注塑过程中的潜在问题）。
聚丙烯的主要优点之一是，可以将其制造（通过CNC或 注塑，热成型或压接）成活动铰链。活动铰链是非常薄的塑料片，可以弯曲而不会破裂（即使在接近360度的极端运动范围内）。它们对于诸如举起沉重的门之类的结构应用不是特别有用，但对于诸如番茄酱或洗发水瓶子上的盖子之类的非承重应用则特别有用。聚丙烯是活动铰链的独特代表，因为它在反复弯曲时不会断裂。聚丙烯的另一个优点之一是 可以进行CNC加工，以包括活动铰链，该铰链可以加快原型开发速度，并且比其他原型制作方法便宜。创新机制的独特之处在于我们能够用单片聚丙烯加工活动铰链。
聚丙烯的另一个优点是，它可以轻松地与其他聚合物（例如聚乙烯）共聚（本质上是组合成复合塑料）。共聚显着改变了材料的性能，与纯聚丙烯（更多的是自己的商品塑料）相比，可实现更坚固的工程应用。
上面和下面提到的特性意味着聚丙烯可用于多种应用中：洗碗机安全的盘子，托盘，杯子等，不透明的可移动容器以及许多玩具。
聚丙烯的特点是什么？
聚丙烯最重要的一些特性是：
耐化学性：稀释的碱和酸不会轻易与聚丙烯反应，这使其成为此类液体容器（例如清洁剂，急救产品等）的理想选择。
弹性和韧性：聚丙烯 会在一定的挠度范围内发挥弹性（就像所有材料一样），但在变形过程的早期也会经历塑性变形，因此通常被认为是“韧性”材料。韧性是一个工程术语，定义为材料变形（塑性而非弹性）而不破裂的能力。。
耐疲劳性：聚丙烯经过大量的扭曲，弯曲和/或弯曲后仍保持其形状。此属性对于制作活动铰链特别有价值。
绝缘：聚丙烯具有很高的抗电性，对于电子元件非常有用。
透射率： 尽管可以使聚丙烯透明，但通常将其制成自然不透明的颜色。聚丙烯可用于某些重要的光传输或具有美感的应用。如果需要高透射率，则最好选择丙烯酸或聚碳酸酯之类的塑料。
聚丙烯被归类为“热塑性”（相对于“热固性” ）材料，与塑料对热量的反应方式有关。热塑性材料在其熔点（聚丙烯的情况下大约为130摄氏度）变成液体。关于热塑性塑料的主要有用属性是，它们可以加热到其熔点，冷却并再次加热，而不会发生明显的降解。像聚丙烯液化这样的热塑性塑料不会燃烧，因此可以轻松地对其进行注塑成型，然后再进行回收。相比之下，热固性塑料只能加热一次（通常在注塑过程中）。首先加热会使热固性材料凝固（类似于两部分的环氧树脂），导致化学变化无法逆转。如果您第二次尝试将热固性塑料加热至高温，则其会燃烧。这种特性使热固性材料不适合回收利用。
为什么聚丙烯经常使用？
聚丙烯可用于家庭和工业应用。其独特的性能和适应各种制造技术的能力使其成为广泛应用中的宝贵材料。另一个不可估量的特征是聚丙烯具有既可以用作塑料材料又可以用作纤维的功能（例如在比赛，比赛等场合赠送的促销手提袋）。聚丙烯具有通过不同方法和不同用途制造的独特能力，这意味着它很快开始挑战许多旧的替代材料，特别是在包装，纤维和注塑行业。多年来，其增长一直持续，并且仍然是全球塑料行业的主要参与者。
在Creative Mechanisms中，我们已在一系列行业的许多应用中使用了聚丙烯。也许最有趣的例子包括我们对聚丙烯进行CNC加工的能力，以包括用于原型活动铰链开发的活动铰链。聚丙烯是一种非常柔软，柔软的材料，具有相对较低的熔点。这些因素使大多数人无法正确加工材料。它胶了。它没有切干净。它开始从CNC切割机的热量融化。通常需要将其刮平，以使任何东西都靠近完成的表面。但是我们已经能够解决这个问题，使我们能够用聚丙烯制造新颖的原型活动铰链。看下面的视频：
聚丙烯有哪些不同类型？
聚丙烯有两种主要类型：均聚物和共聚物。共聚物进一步分为嵌段共聚物和无规共聚物。每个类别都比其他类别更适合某些应用程序。聚丙烯通常被称为塑料工业的“钢”，因为可以通过多种方式对其进行改性或定制，以最佳地满足特定目的。通常可以通过向其中引入特殊的添加剂或以非常特殊的方式制造来实现。这种适应性是至关重要的。
均聚物聚丙烯是通用等级。您可以将其视为聚丙烯材料的默认状态。嵌段共聚物聚丙烯具有以嵌段（即，以规则图案）排列的共聚单体单元，并且包含5％至15％之间的任何乙烯。乙烯改善某些性能，例如抗冲击性，而其他添加剂则增强其他性能。无规共聚物聚丙烯-相对于嵌段共聚物的聚丙烯-具有共聚单体单元排列在沿聚丙烯分子不规则的或随机的图案。它们通常与1％到7％的乙烯混合使用，并被选择用于需要更具延展性，更透明的产品的应用。
聚丙烯是如何制成的？
聚丙烯与其他塑料一样，通常从将烃类燃料蒸馏成轻馏分（称为“馏分”）开始，其中某些馏分与其他催化剂结合以生产塑料（通常通过聚合或缩聚反应）。
用于CNC机器，3D打印机和注塑机上的原型开发的聚丙烯：
3D打印聚丙烯：
聚丙烯不易以长丝形式用于3D打印。
CNC加工聚丙烯：
聚丙烯被广泛用作CNC机械制造的板材。当我们制作少量聚丙烯零件的原型时，我们通常会对其进行CNC加工。聚丙烯以无法加工的材料而闻名。这是因为它的退火温度低，这意味着它在加热下开始变形。由于通常是非常柔软的材料，因此需要极高的技能水平才能精确切割。创新机制已经成功地做到了这一点。我们的团队可以使用一台CNC机器，将聚丙烯切割得非常干净，并具有非常详细的细节。此外，我们能够用聚丙烯制造活动铰链厚度只有.010英寸。单独制造活动铰链是一项艰巨的努力，这使得使用难加工的材料（例如聚丙烯）更加令人印象深刻。
注塑聚丙烯：
聚丙烯是用于注塑的非常有用的塑料，通常以粒料的形式用于此目的。聚丙烯尽管具有半结晶性质，但仍易于模塑，并且由于其低熔体粘度而流动性非常好。此属性极大地提高了您用材料填充模具的速度。聚丙烯的收缩率约为1-2％，但会因多种因素而变化，包括保持压力，保持时间，熔体温度，模具壁厚，模具温度以及添加剂的百分比和类型。
其他：
除了常规的塑料应用外，聚丙烯还很适合纤维应用。这使它的用途更加广泛，不仅限于注塑成型。这些包括绳索，地毯，室内装潢，衣服等。
聚丙烯的优点是什么？
聚丙烯容易获得并且相对便宜。
聚丙烯由于其半结晶性质而具有高弯曲强度。
聚丙烯具有相对光滑的表面。
聚丙烯非常耐吸收水分。
聚丙烯在各种碱和酸中均具有良好的耐化学性。
聚丙烯具有良好的抗疲劳性。
聚丙烯具有良好的冲击强度。
聚丙烯是良好的电绝缘体。
聚丙烯的缺点是什么？
聚丙烯具有高的热膨胀系数，这限制了其高温应用。
聚丙烯易受紫外线降解的影响。
聚丙烯对氯化溶剂和芳烃的抵抗力较差。
已知聚丙烯很难喷涂，因为它的粘合性能很差。
聚丙烯是高度易燃的。
聚丙烯易于氧化。
尽管有缺点，但聚丙烯总体上还是一种很好的材料。它具有独特的品质融合，这是其他任何材料所没有的，这使其成为许多项目的理想选择。
聚丙烯可生物降解吗？
不，聚丙烯是不可生物降解的。
不幸的是，术语“可生物降解的”通常被模糊地定义。
《剑桥词典》将“可生物降解的”定义为“可以自然降解并且以无害的方式降解”。
其他定义通常说，如果某种东西可以被微生物相对快速地分解（通常在一年之内），那么它是可生物降解的。
聚丙烯（PP）大约需要20-30年才能降解，并且在此过程中会释放出毒素，因此不能被描述为可生物降解的。
由于所有塑料都含有有害毒素，当分解时会渗入土壤中，因此可以说没有一种塑料是真正可生物降解的。
一些塑料被标记为可生物降解的，因为它们分解得更快，但这并不意味着它们对环境是安全的。
而且，可生物降解的塑料并不总是像制造出来的那样可生物降解的。有时，这些塑料只会在高于50°C的温度下迅速降解，因此它们不会在地球或海洋中分解。
聚丙烯环保吗？
聚丙烯比其他一些塑料更环保。
它可回收利用，不会释放出像PVC这样的塑料那么多的毒素。它的分解速度也更快，只需20到30年，而其他一些塑料则需要500多年。
聚丙烯回收
尽管PP很容易成为世界上最受欢迎的塑料包装材料之一，但只有约1％被回收利用，这意味着大多数PP都将被运往垃圾填埋场。这些会在20-30年内缓慢分解。除了PP中的有毒添加剂（如铅和镉）外，这还带来了严重的环境问题。焚化可能会释放二恶英和氯乙烯，两者都是有毒的。
为了确定聚丙烯的可回收性，公司进行了“生命周期”研究，研究从原材料生产到废物管理最后阶段的塑料，以评估产品的可持续性。这些研究的普遍共识是PP作为可持续产品具有巨大潜力。
为了使聚丙烯的回收在经济上可行，必须考虑几个因素，最重要的是其难度和费用。
PP回收有五个步骤，即收集，分类，清洁，后处理和生产新产品。
塑料通常会带有印刷的“树脂代码”（PP为5），该代码在回收过程中很有用，因为它们表明塑料的类型。这样可确保分离并有效回收不同类型的塑料。
首先，聚丙烯必须与其他塑料聚合物分开。这是通过“沉浮”分离实现的，该分离基于PP的独特比重（0..93-0.95g / cm 3），它可以漂浮而其他聚合物如PET（比重1.43-1.45 g） / cm 3）会下沉。
另一种分离技术是基于熔体流动指数，而第三种是基于PP的溶解和再沉淀。识别PP的简单方法是使用近红外辐射（NIR）技术。必须注意的是，这对深色塑料不起作用，因为它们会吸收辐射。
PP的后处理包括在挤出机中在高于400 F的温度下熔融，然后造粒以用于新生产。聚丙烯最终会受到热降解的影响，由于氢和碳之间的键变弱，热降解会损害塑料的结构强度。这随PP的使用而变化，但是通常，在可以感觉到热降解的负面影响之前，可以考虑使用四个封闭的循环回路。
再生PP通常与原始PP最多混合50％，以生产新产品，例如衣服或游乐场设备。
回收聚丙烯的环境效益
聚丙烯的回收正在成为一种重要的且在经济上可行的大规模选择。
回收PP的主要好处是减少了石油和丙烯等原始有限资源的消耗。据估计，全球使用的石油（约4亿吨）中约有8％用于传统的塑料生产方法，其中4％作为“原料”，另外4％用于制造。
与用石油和天然气生产相比，用塑料生产塑料可以减少88％的能源使用。
鉴于其固有的灵活性，PP可以循环利用回许多不同的产品，包括：
服装纤维
工业纤维
食品容器
餐具
堆肥箱
速度驼峰
园艺器具（堆肥箱，花园边缘和花盆）
大约30％的聚丙烯是从主要行业回收的，但仍有很大一部分被倾倒入垃圾填埋场。目前，回收PP的经济可行性不如回收其他聚合物，特别是HDPE，LDPE和PET。希望在不久的将来随着回收技术的进步将改变这种状况。
另一方面，人们认识到材料回收并非总是最经济有效的回收方法。在这种情况下，最好使用塑料直接燃烧或将其化学循环利用为合成燃料，但会消耗一些嵌入式能量，从而大大减少垃圾填埋场。
