Classificatie op basis van polymerisatietype
Dit is de meest basale en essentiële classificatiemethode, die voortkomt uit verschillen in polymerisatieprocessen en moleculaire ketenstructuren, die direct het fundamentele prestatiekader van het materiaal bepalen.
Polypropyleen wordt hoofdzakelijk in drie categorieën ingedeeld: homopolymeerpolypropyleen , willekeurig copolymeerpolypropyleen en slagvast copolymeerpolypropyleen.
Homopolymeer Polypropyleen PPH
Het wordt gemaakt door de polymerisatie van zuivere propyleenmonomeren, heeft een zeer regelmatige moleculaire ketenstructuur en de hoogste kristalliniteit, namelijk 60-70%.
>> Prestatiekenmerken
Hoge stijfheid en hardheid. Het vertoont de hoogste treksterkte en buigmodulus van de drie typen.
Uitstekende hittebestendigheid. De warmtedoorbuigingstemperatuur (HDT) is hoog, doorgaans hoger dan 100 °C, waardoor het geschikt is voor toepassingen die hoge temperatuurbestendigheid vereisen.
Goede chemische stabiliteit. Het is uitstekend bestand tegen de meeste zuur-, alkali- en zoutoplossingen.
Nadelen: Slechte slagvastheid bij lage temperaturen en gemiddelde kruipvastheid. Producten kunnen gemakkelijk scheuren bij lage temperaturen of onder invloed van schokken.
>> Belangrijkste toepassingen
Magnetronbestendige lunchboxen, onderdelen van huishoudelijke apparaten (zoals wasmachinetrommels en strijkijzerbehuizingen), waterleidingen, geweven zakken, transparante waterbekers, wegwerpspuitcilinders, industriële garens en plaatmaterialen.
Willekeurig copolymeer polypropyleen (PPR)
Een kleine hoeveelheid ethyleenmonomeer wordt willekeurig in de propyleenpolymeerketen ingevoegd. De introductie van ethyleenmonomeer verstoort de regelmaat van de moleculaire keten.
>> Prestatiekenmerken
Hoge transparantie en glans. Door de verminderde kristalliniteit is de transparantie veel hoger dan die van homopolymeer PP en vergelijkbaar met PS en PET.
Hoge taaiheid. Het heeft een betere slagvastheid en ductiliteit dan homopolymeer PP, vooral bij lage temperaturen.
Goede chemische bestendigheid. Behoudt de inherente chemische stabiliteit van PP.
Nadelen: De stijfheid, hardheid en hittebestendigheid zijn iets lager dan die van homopolymeer PP.
>> Belangrijkste toepassingen
Transparante verpakkingen (zoals hoogwaardige voedselcontainers, opslagdozen en verpakkingen voor medische apparatuur), transparante doppen van flessen, zuigers voor wegwerpspuiten, slangen (vooral warm- en koudwaterleidingen, PPR-leidingen) en folies zijn enkele van de toepassingen waarbij transparantie en stevigheid vereist zijn.
Blokcopolymeerpolypropyleen (PPB)
Meestal geproduceerd met behulp van een meerstapspolymerisatieproces, wordt een ethyleenpropyleenrubberfase in situ gegenereerd en gedispergeerd in een PP-homopolymeermatrix. De rubberfase fungeert als een verstevigingsmiddel in de PP-matrix.
>> Prestatiekenmerken
Extreem hoge slagvastheid. Dit is het belangrijkste voordeel, met name de slagvastheid bij lage temperaturen, die die van homopolymeer en random copolymeer PP ver overtreft.
Hoge taaiheid. Behoudt uitstekende taaiheid, zelfs bij lage temperaturen, waardoor brosse breuk wordt voorkomen.
Nadelen: De stijfheid, hardheid en hittebestendigheid worden aanzienlijk verminderd door de toevoeging van de rubberfase.
>> Belangrijkste toepassingen
Auto-onderdelen (bumpers, zijskirts, interieurpanelen, behuizingen van accu's), grote industriële onderdelen (logistieke pallets, tussenbakken, heftruckpallets), huishoudelijke apparaten (lekbakken van wasmachines, behuizingen van stofzuigers), kinderwagens, bagage en andere onderdelen die onderhevig zijn aan hoge stootbelastingen.
Classificatie volgens modificatiemethode
Basispolymeren vereisen doorgaans een fysieke of chemische modificatie om te voldoen aan de strenge prestatie-eisen van specifieke toepassingen.
Vulstofversterkt
Verbeter de stijfheid, hittebestendigheid en maatvastheid en verminder tegelijkertijd krimp en kosten.
Veel voorkomende vulstoffen:
Talk. De meest gebruikte versterkende vulstof. Verbetert de stijfheid, hittebestendigheid en oppervlaktehardheid aanzienlijk.
Calciumcarbonaat (CaCO3). Wordt voornamelijk gebruikt om de kosten te verlagen en de stijfheid enigszins te verbeteren, maar het versterkende effect is niet zo goed als talk.
Glasvezel. Het is een uitstekende versterking. Het verbetert de sterkte, stijfheid, hittebestendigheid en kruipweerstand aanzienlijk, maar kan leiden tot anisotrope krimp en een slecht oppervlak.
Versterkt en aangepast type
Speciaal ontworpen om de slagvastheid te verbeteren.
Veelgebruikte verstevigingsmiddelen: POE (polyolefine-elastomeer), EPDM (ethyleenpropyleendieenmonomeer), enz.
Toepassingen: Wordt vaak gebruikt in homopolymeer PP om zeer slagvaste varianten te creëren, of om de taaiheid van andere kunststoffen te verbeteren.
Gefunctionaliseerd gemodificeerd type
Vlamvertragend polypropyleen (FRPP). Vlamvertragers zoals broom, fosfor, stikstof of anorganische hydroxiden worden toegevoegd om te voldoen aan de UL94 V-0, V-1 of V-2 brandvertragingsnormen. Gebruikt in elektronische en elektrische componenten (zoals stopcontacten, behuizingen van stroomonderbrekers en behuizingen van opladers).
Antistatisch/geleidend polypropyleen. Er worden roet, metaalvezels of permanente antistatische middelen aan toegevoegd. Gebruikt in dragertapes, trays en explosieveilige behuizingen voor het verpakken van precisie-elektronica.
Weerbestendig polypropyleen. Hoogwaardige UV-remmers en antioxidanten zijn toegevoegd om veroudering, krijtvorming en prestatievermindering door zonlicht te voorkomen. Gebruikt in auto-exterieurs, tuinmeubelen en andere toepassingen.
Transparant genucleëerd polypropyleen. Door toevoeging van nucleërende stoffen zoals sorbitol wordt de grootte van de sferulieten verkleind, waardoor de transparantie en glans van het homopolymeer PP aanzienlijk verbeteren.
Classificatie op basis van verwerkingsapplicatie
PP-harsen worden in kwaliteiten verdeeld met verschillende eigenschappen, afhankelijk van de verdere verwerking van het product. De smeltstroomsnelheid (MFR) is hierbij de belangrijkste indicator.
Polypropyleen van spuitgietkwaliteit
Een hoge MFR (20-100+ g/10 min) wordt gebruikt voor dunwandige producten en complexe constructiedelen.
Voor algemene producten wordt een gemiddelde MFR (5-20 g/10 min) gebruikt.
Een lage MFR (1-5 g/10 min) wordt gebruikt voor producten met een hoge impact en dikke wanden.
Extrusiekwaliteit polypropyleen
Normaal gesproken is een lage MFR (0.1-2.0 g/10 min) vereist om de smeltsterkte te garanderen en doorzakken te voorkomen.
>> Toepassingen:
Geëxtrudeerde plaat. Gebruikt voor thermovormen tot trays, billboards, enz.
Geëxtrudeerde vezels. Ultrahoge MFR (>30) wordt gebruikt voor geweven tassen, tapijtruggen en non-wovens.
Geëxtrudeerde buis. Lage MFR, gebruikt voor watertoevoer- en afvoerleidingen.
Polypropyleen van blaasvormkwaliteit
Vereist een gemiddelde tot lage MFR (0.5-2.0 g/10 min) en een extreem hoge smeltsterkte om de parisonkwaliteit te garanderen en doorzakken te voorkomen.
>> Toepassingen: Holle flessencontainers, luchtkanalen in auto's, enz.
Polypropyleen van thermovormkwaliteit
Meestal wordt het gebruikt als geëxtrudeerde plaat. Het ruwe materiaal stelt hoge eisen aan de smeltsterkte.
>> Toepassingen: Transparante fastfoodverpakkingen, melktheebekers, enz.
Vezelkwaliteit polypropyleen
Polypropyleen van vezelkwaliteit heeft doorgaans een zeer hoge MFR (Modulation Flow Rate), variërend van 25-45 g/10min. Dit betekent dat het een uitstekende vloei-eigenschappen heeft in gesmolten toestand en gemakkelijk tot extreem fijne vezels kan worden getrokken.
Spunbond meltblown-kwaliteit polypropyleen
Dankzij de extreem hoge MFR (>1000 g/10 min) wordt het specifiek gebruikt bij de productie van non-woven stoffen en is het een kernmateriaal voor maskers, beschermende kleding en luiers.