0933767333
Tổng quan về nhựa PP
Nhựa PP (Polypropylene) là loại nhựa nhiệt dẻo có tính chất đặc trưng là cứng và dai. Nhựa PP được tổng hợp từ propene và là một loại nhựa hydrocarbon tuyến tính có trọng lượng nhẹ nhất trong số các loại nhựa thương mại hiện nay. Nhựa PP có thể được trùng hợp từ 1 loại polymer (homo PP) hoặc đồng trùng hợp cùng với một loại polymer khác (copolymer PP) để gia tăng thêm một vài tính chất mong muốn.
Nhựa PP sẽ là ứng viên sáng giá khi bạn đang tìm kiếm vật liệu:
- Yêu cầu độ bền cao (strength) cho các ứng dụng kỹ thuật (vs Polyamide)
- Chi phí thấp cho quá trình gia công thổi định hình các loại chai lọ (vs PET)
- Nhựa PP là gì?
Nhựa PP là một loại nhựa hydrocarbon (chỉ có thành phần Carbon & Hydro) có trọng lượng nhẹ hơn một chút so với nhựa PE (polyethylene). Đây là một loại nhựa thương mại phổ thông, tỷ trọng thấp và có khả năng chịu nhiệt. Công thức hoá học của nhựa PP là (C3H6)n
Cấu trúc phân tử của nhựa PP
Có thể tìm thấy nhựa PP rất phổ biến trong ngành bao bì, công nghiệp ô tô – xe máy, y tế, màng film , gia dụng, etc. Tuỳ thuộc vào cấu trúc và các tổng hợp,nhựa PP có thể:
- Cứng hoặc mềm
- Đục hoặc trong
- Nhẹ hay nặng
- Cách điện hoặc dẫn điện (bán phần)
- Nguyên sinh hoặc được gia cường bởi chất độn (khoáng chất, sợi thuỷ tinh…)
- Nhựa PP được sản xuất như thế nào?
Nhựa PP là sản phẩm của quá trình polymer hoá từ việc trùng hợp propenen. Có hai loại chất xúc tác được sử dụng cho quá trình trùng hợp propene hiện nay là Ziegler-Natta và Metallocene.
Tuỳ vào loại xúc tác nào được sử dụng và các điều kiện tương ứng (thiết bị, nhiệt độ, áp suất) mà cấu trúc của nhựa PP sẽ có 3 dạng chính
- Atactic (aPP) – Nhóm chức Methy (CH3) được gắn một cách ngẫu nhiên
- Isotactic (iPP) – Nhóm chức Methy (CH3) được gắn vào một bên duy nhất của mạch polymer
- Syndiotactic (sPP) – Nhóm chức Methy (CH3) được gắn theo một trình tự sắp đặt có tính lặp lại
Các loại cấu trúc mạch chính của nhựa PP
- Đặc tính cơ bản của nhựa PP
Nhiệt độ nóng chảy – Nhựa PP bắt đầu nóng chảy tại
- PP Homopolymer: 160 – 165°C
- PP Copolymer: 135 – 159°C
Tỷ trọng – Nhựa PP là một trong những loại nhựa thương mại nhẹ nhất hiện nay, nhờ đó nhựa PP luôn là ứng cử viên sáng giá trong trong việc tối ưu trọng lượng sản phẩm
- PP Homopolymer: 0.904 – 0.908 g/cm3
- PP Random Copolymer: 0.904 – 0.908 g/cm3
- PP Impact Copolymer: 0.898 – 0.900 g/cm3
Kháng hoá chất
- Khả năng chống chịu acid – bazơ rất tốt
- Khả năng kháng các loại dung môi tương đối tốt
- Khả năng kháng các loại hoá chất có chứa Oxi hoặc nhóm halogen khá hạn chế
Chống cháy: nhựa PP không có tính chống cháy
Bên cạnh đó, nhựa PP có khả năng chịu va đập môi trường khá tốt, cũng như kháng chịu được qui trình khử trùng bằng hơi nước trong ngành thiết bị y tế. Tuy nhiên, nhựa PP lại khá nhạy cảm với các tác động vi sinh từ vi khuẩn, nấm mốc…
- Các loại nhựa PP
Các loại nhựa PP phổ biến trên thị trường hiện nay:
Nhựa PP homo (Polypropylene homopolymer)
Là loại nhựa PP được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay trong các ngành công nghiệp khác nhau. Nhựa PP homo chỉ chứa một loại monomer duy nhất ở hình thái bán kết tinh. Ứng dụng thường gặp của nhựa PP homo ở trong ngành bao bì, dệt may, y tế, ống, ô tô xe máy và thiết bị điện
Nhựa PP copolymer (Polypropylene copolymer)
Đây là nhóm nhựa PP được tổng hợp polymer hoá từ propene và ethene. Nhóm này được chia thành 2 loại:
Nhựa PP Random (PP Random copolymer): được tổng hợp từ cả propene và ethene, trong đó hàm lượng của ethene thường chiếm khoảng 6% trên tổng khối lượng phân tử. Những phân tử ethene được gắn ngẫu nhiên vào chuỗi polypropylene. Nhờ đó loại nhựa này thường mềm và tính truyền sáng tốt. Chính vì vậy nhựa PP random phù hợp cho các sản phẩm có bề ngoài trong suốt, tính trưng bày hấp dẫn
Nhựa PP Block (PP Block copolymer): có hàm lượng ethene lớn hơn nhựa PP random, thường vào khoảng 5-15% tổng khối lượng phân tử. Các nhóm ethene được gắn vào chuỗi polypropylene theo một sắp đặt có tính lặp lại, hoặc theo các dạng hình khối. Nhờ đó, nhựa PP Block có tính dẻo dai hơn và ít giòn hơn nhựa PP Random, phù hợp để sản xuất các sản phẩm đòi hỏi độ bền cao, ví dụ như các sản phẩn dùng trong công nghiệp (thùng sơn, giỏ nhựa, pallet nhựa, etc)
Nhựa PP Impact Copolymer
Là nhựa PP Homo có pha trộn một nhóm PP Random copolymer trong thành phần với hàm lượng ethylene lên đến 45-65% trong tổng khối lượng. Loại nhựa PP impact copolymer đặc biệt hữu dụng cho các sản phẩm đòi hỏi tính chịu va đập cao. Nhựa PP impact copolymer thường được sử dụng chủ yếu cho bao bì nhựa, sản phẩm gia dụng, màng phim, ống nhựa, các chi tiết linh kiện trong ngành ô tô xe máy và thiết bị điện
Nhựa EPP (Expanded Polypropylene)
EPP là loại chuỗi dạng foam có tỉ trọng rất thấp, tạo thành polymer foam 3 chiều. EPP có tính chất: độ bền cao so với trọng lượng, chịu va đập cực tốt, cách nhiệt, kháng hoá chất, kháng nước. EPP thường được sử dụng phổ biến trong ngành ô tô xe máy, bao bì, vật liệu xây dựng, sản phẩm tiêu dùng…
Nhựa PP Terpolymer (Poplypropylene Terpolymer)
Đây là loại nhựa PP được tạo thành từ chuỗi polypropylene, gắn với ethylene và butane. Nhóm ethylene và butane được gắn một cách ngẫu nhiên dọc theo chuỗi polypropylene. Sự có mặt của các nhóm này giúp cho PP terpolymer trong hơn PP homo, đồng thời giảm độ đồng dạng kết tinh, chính điều này giúp cho PP terpolymer trở nên phù hợp cho ứng dụng hàn dán trong ngành bao bì mềm
Nhựa PP HMS (Polypropylene High Melt Strength)
PP HMS được tạo thành từ nhóm mạch polypropylene dài, giúp loại PP này có đặc tính lực nóng chảy và độ kéo dãn cao. Chính đặc tính này giúp cho PP HMS khoảng cơ lý dài, chịu nhiệt cao và khả năng kháng hoá chất rất tốt.
PP HMS thường được dùng để sản xuất các loại foam mềm, tỉ trọng thấp cho ngành bao bì thực phẩm, ô tô xe máy và vật liệu xây dựng
Làm sao để lựa chọn giữa PP homo và PP copo?
| PP Homopolymer | PP Copolymer |
|
|
So sánh giữa các loại nhựa PP
| Property | PP, Impact Copolymer | PP Copolymer | PP Homopolymer |
| Density, g/cm3 | 0.9 | 0.9 | 0.9 |
| Shore hardness, D | 45-55 | 70-80 | 70-83 |
| Stress at yield, MPa | 11-28 | 20-35 | 35-40 |
| Elongation at break, % | 20-700 | 200-600 | 15-600 |
| Tensile modulus, GPa | 0.4-1 | 1-1.2 | 1.1-1.6 |
| Notched impact strength ASTM D256, J/m | 110-No Break | 60-500 | 20-60 |
| HDT A(1.8 MPa), °C | 46-57 | 50-60 | 50-60 |
| Minimum service temperature, °C | -40 to -20 | -20 to -10 | -20 to -10 |
| UL94 fire rating | HB | HB | HB |
Khuyết điểm của nhựa PP
- Kháng UV, va đập, trầy xước kém
- Trở nên giòn ở nhiệt độ dưới -20°C
- Tuổi thọ sản phẩm ngắn ở nhiệt độ 90 – 120°C
- Bị ăn mòn bở acid mạnh, và dung môi có chứa Clo và mạch vòng
- Độ bền nhiệt kém khi tiếp xúc trực tiếp với kim loại
- Kích thước sản phẩm không ổn định do hiệu ứng kết tinh – tuỳ nhiên điều này có thể được loại bỏ đối với nhựa PP được sản xuất khi có hoạt chất tạo mầm
- Khả năng bám dính sơn kém
Tuy nhiên, các nhược điểm trên của nhựa PP đang được cải thiện bằng cách sử dụng các loại phụ gia khác nhau (anti UV, sợi thuỷ tinh, chống cháy, khoáng chất…)
Các loại màng film PP
Màng film PP là loại vật liệu được sử dụng rất rộng rãi ngày nay, tập trung chủ yếu trong ngành bao bì mềm và một số ứng dụng công nghiệp. 2 loại màng PP quan trọng hiện nay gồm
CPP (Cast Polypropylene)
- CPP được biết đến rộng rãi nhờ vào thuộc tính:
- Kháng rách và đâm thủng tốt
- Màng có độ trong cao
- Kháng được nhiệt độ cao
- Kháng ẩm và không khí tốt
- Chống mất nước tốt
BOPP (Biaxially Oriented Polypropylene Film)
- Màng BOPP là loại màng được kéo dãn định hướng 2 chiều, nhờ đó màng BOPP có đặc tính:
- Độ bền và cứng được cải thiện
- Kháng đâm thủng, đứt gãy trong dãi nhiệt dài
- Màng bóng và trong
- Có thể làm bóng mờ, hoặc tráng phủ tuỳ theo nhu cầu
- Kháng Oxi, kháng ẩm tốt
Gia công nhựa PP như thế nào
Một số phương pháp gia công điển hình
Ép khuôn
Một số điều kiện gia công phổ biến:
- Nhiệt nóng chảy: 200-300°C
- Nhiệt khuôn: 10-80°C
- Nếu điều kiện lưu trữ tốt, nhựa PP không cần được sấy
- Nhiệt khuôn cao hơn sẽ giúp sản phẩm trông bóng láng, đẹp hơn
- Độ co rút thường rơi vào khoảng 1-3% tuỳ thuộc vào:
- Chế độ gia công
- Bản chất của loại nhựa PP
- Độ dày của sản phẩm cuối
Ép đùn
Nhựa PP có thể được đùn ở dạng ống, thổi, màng…Điều kiện đùn cơ bản bao gồm:
- Nhiệt nóng chảy: 200-300°C
- Tỉ lệ nén: 3:1
- Nhiệt trục: 180-205°C
Nhựa PP có tái chế được không
Nhựa PP hoàn toàn tái chế chế được. Các sản phẩm có ký hiệu trên có thể tái chế 100%
