ПОЛИПРОПИЛЕН, РР (свойства)

Полипропилен выпускается в виде порошка белого цвета нерастворимого в воде или гранул с насыпной плотностью. Полипропилен выпускается стабилизированным, окрашенным и неокрашенным.
Полипропилен является самым легким из всех широко применяемых термопластмасс, за исключением пластиковой пены. Обладая удельной плотностью менее единицы, материал не тонет в воде. 
В огне полипропилен горит без дыма подобно свече и плавится каплями с еле ощутимым запахом. Материал не обладает запахом. Не токсичен. 
Полипропилен, обладая отличной химической устойчивостью к широкому кругу химически агрессивных веществ.
Свойства полипропилена
В зависимости от молекулярного веса и содержания изотактической части свойства полипропилена могут изменяться в широких пределах. Наибольший промышленный интерес представляет полипропилен с молекулярным весом 80000—200000 и содержанием изотактической части 80—98%.
Полипропилен во многом похож на полиэтилен.
Физико-механические свойства
В отличие от полиэтилена, полипропилен менее плотный (плотность 0,90 г/см3, что является наименьшим значением вообще для всех пластмасс), более твёрдый (стоек к истиранию), более термостойкий (начинает размягчаться при 140°C, температура плавления 175°C), почти не подвергается коррозионному растрескиванию. Обладает высокой чувствительностью к свету и кислороду (чувствительность понижается при введении стабилизаторов).
Поведение полипропилена при растяжении ещё в большей степени, чем полиэтилена, зависит от скорости приложения нагрузки и от температуры. Чем ниже скорость растяжения полипропилена, тем выше значение показателей механических свойств. При высоких скоростях растяжения разрушающее напряжение при растяжении полипропилена значительно ниже его предела текучести при растяжении.
Физико-механические свойства полипропилена
Плотность, г/см3 0,90—0,91
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2 250—400
Относительное удлинение при разрыве, % 200—800
Модуль упругости при изгибе, кгс/см2 6700—11900
Предел текучести при растяжении, кгс/см2 250—350
Относительно удлинение при пределе текучести, % 10—20
Ударная вязкость с надрезом, кгс•см/см2 33—80
Твердость по Бринеллю, кгс/мм2 6,0—6,5
Физико-механические свойства полипропилена разных марок приведены в таблице:
Физико-механические свойства полипропилена различных марок
Показатели / марка 01П10/002
Насыпная плотность, кг/л, не менее 0,47
Показатель текучести расплава, г/10 мин ?0
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее 600
Предел текучести при разрыве, кгс/см2, не менее 260
Стойкость к растрескиванию, ч, не менее 400
Характеристическая вязкость в декалине при 135?C, 100 мл/г -
Содержание изотактической фракции, не менее -
Химические свойства
Пропилен — это углеводород с тремя атомами углерода. При ступенчатой реакции полимеризации он образует полимер, в котором метиловые группы присоединяются к полимерной цепочке.
Образуется три вида полипропилена — изотактический, синдиотактический и аттактический. Эти полимеры отличаются позиционированием метиловых групп в пространстве. В изотактическом полипропилене все метиловые группы позиционируются на одной стороне полимера, в синдиотактическом полипропилене с разных сторон и в аттактическом полипропилене имеет место случайное позиционирование.
Полипропилен химически стойкий материал. Заметное воздействие на него оказывают только сильные окислители — хлорсульфоновая кислота, дымящая азотная кислота, галогены, олеум. Концентрированная 58%-ная серная кислота и 30%-ная перекись водорода при комнатной температуре действуют незначительно. Продолжительный контакт с этими реагентами при 60?C и выше приводит к деструкции полипропилена.
Полипропилен устойчив в воде (вплоть до 130?C) и агрессивных средах (устойчив к кислотам и щелочам, отдельные марки допущены к контакту с пищевыми продуктами и для производства изделий медико-биологического назначения); кроме сильных окислителей (HNO3, H2SO4, хромовая смесь).
В органических растворителях полипропилен при комнатной температуре незначительно набухает. Выше 100?C он растворяется в ароматических углеводородах, таких, как бензол, толуол. Данные о стойкости полипропилена к воздействию некоторых химических реагентов приведены в таблице.
Химическая стойкость полипропилена
Среда Температура, °C Изменение массы, % Примечание
Продолжительность выдержки образца в среде реагента 7 суток
Азотная кислота, 50%-ная 70 -0,1 Образец растрескивается
Натр едкий, 40%-ный 70 Незначительное 
Натр едкий, 40%-ный 90 Незначительное 
Соляная кислота, конц. 70 0,3 
Соляная кислота, конц. 90 0,5 
Продолжительность выдержки образца в среде реагента 30 суток
Азотная кислота, 94%-ная 20 -0,2 Образец хрупкий
Ацетон 20 2 
Бензин 20 13,2 
Бензол 20 12,5 
Едкий натр, 40%-ный 20 Незначительное 
Минеральное масло 20 0,3 
Оливковое масло 20 0,1 
Серная кислота,80%-ная 20 Незначительное Слабое окрашивание
Серная кислота,98%-ная 20 >> 
Соляная кислота, конц. 20 0,2 
Трансформаторное масло 20 0,2 
Вследствие наличия третичных углеродных атомов полипропилен более чувствителен к действию кислорода, особенно при повышенных температурах. Этим и объясняется значительно большая склонность полипропилена к старению по сравнению с полиэтиленом. Старение полипропилена протекает с более высокими скоростями и сопровождается резким ухудшением его механических свойств. Поэтому полипропилен применяется только в стабилизированном виде. Стабилизаторы предохраняют полипропилен от разрушения как в процессе переработки, так и во время эксплуатации. Полипропилен меньше, чем полиэтилен подвержен растрескиванию под воздействием агрессивных сред. Он успешно выдерживает стандартные испытания на растрескивание под напряжением, проводимые в самых разнообразных средах. Стойкость к растрескиванию в 20%-ном водном растворе эмульгатора ОП-7 при 50?C для полипропилена с показателем текучести расплава 0,5—2,0 г/10 мин, находящегося в напряженном состоянии, более 2000 ч.
Полипропилен — водостойкий материал. Даже после длительного контакта с водой в течение 6 месяцев (при комнатной температуре) водопоглощение полипропилена составляет менее 0,5%, а при 60?С — менее 2%.
Теплофизические свойства
Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен, и соответственно более высокую температуру разложения. Чистый изотактический полипропилен плавится при 176?C. Максимальна температура эксплуатации полипропилена 120—140?С. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств.
Превосходя полиэтилен по теплостойкости, полипропилен уступает ему по морозостойкости. Его температура хрупкости ( морозостойкости) колеблется от -5 до -15?С. Морозостойкость можно повысить введением в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом).
Показатели основных теплофизических свойств полипропилена приведены в таблице:
Теплофизические свойства полипропилена
Температура плавления, ?C 160—170
Теплостойкость по методу НИИПП, ?C 160
Удельная теплоёмкость (от 20 до 60?С), кал/(г•?C) 0,46
Термический коэффициент линейного расширения (от 20 до 100?C), 1/?C 1,1•10-4
Температура хрупкости, ?C От -5 до -15
Электрические свойства
Показатели электрических свойств полипропилена приведены в таблице:
Электрические свойства полипропилена
Удельное объёмное электрическое сопротивление, Ом•см 1016—1017
Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц 2,2
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц 2•10-4—5•10-5
Электрическая прочность (толщина образца 1 мм), кВ/мм 28—40