Какие у пенопласта физические, химические свойства и технические характеристики?

Какие свойства имеет пенопласт

Повсеместное использование пенопласта в строительстве, утеплении, при производстве и хранении различного вида продукции объясняется его доступностью. Лист пенополистирола стоит намного меньше, чем его современные конкуренты. Но дело не только в сэкономленных гривнах — пенопласт обладает набором качеств, которые позволяют ему быть незаменимым в некоторых областях применения.

Однако, часть свойств пенополистирола ограничивает возможности его применения или требует соблюдения правил эксплуатации. Рассмотрим физические и химические свойства пенопласта и определим, как и где его можно применять, а в каких случаях лучше предпочесть другой теплоизолятор.

Что такое пенопласт

Впервые пенопласт был создан в Германии в 1839 г. С тех пор он прочно вошел в мировую строительную и промышленную индустрию. В 1951 г. был изобретен беспрессовый пенополистирол (стиропор), который на сегодняшний день является самым востребованным на строительном рынке.

Пенополистирол — материал, состоящий из отдельных газонаполненных полистирольных ячеек. Он легкий, плавучий, демонстрирует высокие тепло-, звуко-, электроизоляционные характеристики. Его свойства зависят от степени вспенивания, строения ячеек, химической составляющей полимера.

Химическая формула пенопласта говорит об его экологической чистоте. Материал состоит из углерода и водорода([-СН2-С(С6Н5)Н-]n-).

Технология получения пенопласта

Изначальный размер гранул сырья предопределяют качество и сферу применения готового пенопласта. Наиболее плотные листы получаются из самых маленьких гранул. Добавление вторичного сырья также отражается на конечном продукте.

В зависимости от первоначального размера гранул во многом зависят прочностные качества конечного продукта. Чем меньше размер гранул, тем плотнее материал получится на выходе. При этом качество впрямую зависит и от добавок вторичного сырья. Сам процесс состоит из нескольких этапов.

Процесс изготовления пенопласта

1. Многократное воздействие паром под высоким давлением на полистирол. В этот момент из сырья выходит фреон. Сырье увеличивается в объеме, в среднем, в 50 раз, получаются гранулы.
2. Полученные шарики проходят этап кондиционирования в силосе при специальной температуре и интенсивной продувке воздухом.
3. Из гранул в блок-форме прессуют блоки материала, которые потом охлаждают с помощью вентиляторов.
4. Блоки кондиционируют и раскраивают на станках на листы нужной толщины и размеров.

Физико-механические свойства

В первые 24 часа пенопласт поглощает жидкость примерно в количестве 1-2% от объема материала. За эти сутки наполняются открытые на срезе ячейки. Затем объем водопоглощения замедляется и в течение 30 дней сходит на нет.

Пенопласт на 98% состоит из воздуха, который находится в замкнутых полистирольных ячейках. Воздух в ограниченном пространстве гранул остается в них и постоянно демонстрирует высокие теплоизоляционные показатели.

Теплопроводность материала при 200 С — 0,033-0,038 Вт/м*К, в зависимости от марки.

Пенопласт часто применяется для повышения звукоизоляции комнат, если уровень звука из соседних помещений не бьет рекорды, которые ставят болельщики при шумовой поддержке на трибунах. Подробнее о звукоизоляции пенопластом мы говорили в этой статье.

Пенопласты отличаются высокой механической прочностью при нагрузках короткой, средней длительности.

Пенопласт относят к относительно пожаробезопасным стройматериалам. Он не поддерживает горение, воспламеняется при температуре 3460 С при непосредственном контакте с огнем. Для самовозгорания материала требуется температура 4910 С.

При прекращении контакта с огнем, пенопласту достаточно 4 секунд, чтобы затухнуть самостоятельно.

При продолжительных температурных нагрузках свыше 100 градусов, пенопласт размягчается и деформируется. При этом он выдерживает краткосрочные воздействия температур выше этого показателя. Например, при склеивании горячим битумом.

Пенополистирол не создает благоприятных условий для развития микроорганизмов, устойчив к образованию плесени из-за сухой внутренней среды.

Средний срок службы пенопласта — не менее 50 лет.

Сводная таблица физико-механических свойств пенопласта

Химические свойства материала

Пенопласт демонстрирует стойкость к воздействию большинства химических веществ. Но нужно помнить о возможных повреждениях при контакте с растворителями, красками и агрессивными веществами. Подробнее стойкость к химикатам представлена в таблице.

Безопасность материала

Пенопласт, произведенный с соблюдением европейских стандартов, экологически безопасен. Материал может использоваться для производства упаковки для пищевых продуктов, так как соответствует требованиям министерства здравоохранения Украины.

Нецелевое использование пенопласта

Пенополистирол — материал с широким спектром возможностей. Но его поведение при эксплуатации зависит от условий применения. Нецелевое использование материала не может гарантировать сохранение пенопластом своих первоначальных свойств.

Так, например, при покраске необходимо использовать только водно-дисперсионные краски, чтобы сохранить целостность структуры пенополистирола. Распространенные виды краски на масляной основе имеют в составе растворитель, контакта с которым пенопласт не выдержит.

При утеплении пенопластом внутренних стен нужно понимать, что его воздухопроницаемость низкая. Поэтому необходимо устраивать системы принудительной вентиляции помещения.

В ассортименте производственной компании “ВIК БУД” есть различные виды пенопласта, произведенные по европейским стандартам. У нас можно заказать плиты различной плотности и размеров с оперативной адресной доставкой по городам Украины. Каждая гранула пенопласта бережет Ваше тепло и бюджет.

Пенопласт — Новопласт

Сравнивая пенопласт с другими утеплителями нужно отметить следующие его выигрышные качества:

1. Низкая теплопроводность — даже тонкий слой теплоизоляция из пенопласта работает как термос: держит как тепло, так и холод в зависимости от ситуации. Наружное утепление стены пенопластом толщиной 12 см по теплоизоляции сопоставимо кирпичной стене толщиной 2 метра. Так же при наружном утеплении точка росы (образование воды) находится внутри пенопласта, что значительно продлевает срок службы самой стены.

2. Температура эксплуатации пенополистирола составляет от -200 до +80° С.

3. Долговечность (ни время, ни активная среда не меняют свойств и не разрушают пенопласт)

4. Удобство в обращении и эксплуатации благодаря высокой прочности на сжатие при низкой плотности.

5. Экологичность (химическая формула пенопласта [-СН2-С(С6Н5)Н-]n-. Как видно, в полистироле нет ничего, кроме водорода и углерода. Именно это позволяет производить из пенопласта ульи (а пчелу сертификатом и словами не обманешь), рыбные ящики в которых приходит к нам рыба из Норвегии, одноразовая посуда….( а вы видели тарелку из мин.ваты?) .

6. Строители выбирают пенопласт, т.к. пенопласт не выделяет пыль при обработке, не вызывает раздражения кожи, поддается обработке обычным канцелярским ножом.

7. Низкое водопоглащение. Пенопласт не реагирует на изменение влажности, в то время как минеральная вата при высокой влажности катастрофически теряет свои изоляционные свойства.

8. Воздухопроницаемость, что позволяет пенопласту «дышать», свидетельствует этому опыт. В стеклянную трубку поместили пенопласт (как пробку) сверху налили воды…пенопласт не пропустил воду…с другой стороны(снизу) к пенопласту приставили трубку через которую пустили воздух..и что вы думаете..на поверхности пенопласта стали образовываться пузыри с воздухом и всплывать на поверхность воды….это свидетельствует о том что пенопласт пропускает воздух, т.е .дышит, (а попробуйте вместо пенопласта использовать в этом опыте минеральную вату)

9. В ценовой категории пенопласт дешевле минеральной ваты, т.е. наиболее удачное сочетание цены и качества.

10. Современный пенопласт не поддерживает самостоятельного горения более 4 секунд и без источника огня попросту тухнет. Так как в современном пенопласте содержится антипирен-компонент, добавляемый в материалы с целью обеспечения огнезащиты. Горение-это единственное, в чем пенопласт уступает минеральной вате, но дерево тоже уступает кирпичу и бетону. Однако никто не говорит, что мин.вата лучше дерева. Может, стоит задуматься о пожарной безопасности?

Надеемся, что смогли Вас убедить в том, что Вам нужен пенопласт.

история, основные термины и цифры

Одной из наиболее острых проблем сегодняшнего дня Украины и всего мира является проблема энергосбережения — ведь добываемые топливные ресурсы имеют свойство исчерпываться, а плата за потребляемую людьми энергию ощутимо растет с каждым годом. Именно поэтому в наше время теплосберегающие технологии стали приоритетом на рынке современного строительства.

ВАЖНО: до 70 % тепловой энергии, получаемой зданием, отдается в атмосферу.

Целые города светятся в инфракрасных лучах и зимой, и летом. В США при расчете на 1 м2 жилья теплопотери составляют в среднем 30 гКл, в Германии – от 40 до 60. В странах бывшего СНГ теплопотери составляют около 600 гКл на 1 м2!!! 70 % тепловой энергии из каждого здания и до 40 % из трубопроводов уходит в атмосферу. То есть из 10 вагонов угля – 7 идут только на обогрев атмосферы!

Безусловно, цифры впечатляющие, и во многих странах мира развернулись широкомасштабные работы по улучшению уровня тепловой защиты зданий. Результатом стало стремительное развитие производства теплоизоляционных материалов. А главное — начали создаваться все новые системы утепления зданий с помощью пенополистирольных плит. Так как пенопласт – наиболее эффективный, надежный, экологически безопасный и экономичный материал для утепления – ему мы и посвятим наш обзор.

О материале

Все чаще и чаще в развитых странах мира для утепления фасадов применяют пенополистирольные плиты. Жители настолько высоко оценили все преимущества пенополистрирола, как строительного материала, что в этих странах им не только утепляют здания, но и строят целые дома из пенополистирольных термоблоков.

Интернет — ресурсы «пестрят» множеством кардинально противоположных (как негативных, так и положительных) отзывов о теплоизоляционных материалах класса пенопластов. Однако это ничего не меняет в том объективно признанном факте, что пенополистирольные плиты (или пенопласт) – лидирующий продукт среди продаж теплоизоляционных материалов. Причина этому очевидна: никакой другой утеплитель не сможет превзойти пенопласт по теплосберегающим качествам и, конечно же, по стоимости. Как показывают множество опытов и экспериментальных исследований, утепление зданий пенопластом – это самый действенный способ повышения энергоэффективности зданий и сооружений.

При относительно небольших расходах применение пенопласта для термоизоляции позволяет существенно повысить уровень комфортного климата в помещении, а также тепло- и звукоизоляционный параметры жилых и производственных зданий.

Скептики и критики пенопласта в один голос закричали бы «Нет!» на все высказанные выше утверждения. Ведь материалы класса пенопластов обладают повышенной горючестью! Они вредны для здоровья, так как во время горения выделяют токсические вещества, а это так опасно. Кроме того, материал хрупкий, токсичный, не «дышит», что является почему-то для многих показателем.

Но, как говорится, пенопласт пенопласту или пенополистирол пенополистиролу РОЗНЬ!!!

Давайте разберемся вместе!

Мы изложим объективные данные в отношении фактов и некоторых заблуждений, связанных с пенополистиролом и пенополастом. А затем… Затем каждый из Вас – мудрых хозяев своих бюджетов и домов — сам сделает свои выводы и примет самые разумные и оптимальные для себя решения.

Сначала термины: стирол, полистирол, пенополистирол и пенопласт? Здесь надо чуть углубится в историю.

В 1831 году французский химик Бонастр (M.Bonastre) в ходе сухой перегонки стиракса, полученного из бальзама восточного сладкого эвкалипта (Liquidambar orientalis) выделил незнакомую бесцветную жидкость легче воды, с характерным сладковатым запахом. По праву первооткрывателя он дал название новому веществу – стирол. А восьмью годами позже – в 1839 году — немецкий аптекарь Эдуард Симон (Eduard Simon), в попытках дистиллировать стирол нагреванием на воздухе случайно обнаружил, что тот необратимо превращается в вязкий сироп. Хотя объяснение этому Симон найти не смог, все же именно ему приписывают честь получения полистирола — первого высокомолекулярного соединения, синтезированного человеком. Подытожим: полистирол — это продукт полимеризации стирола.

В 20-х годах XX в. немецким химиком Германом Штаудингером было сделано эпохальное открытие — нагрев стирола вызывает цепную реакцию, в ходе которой образуются длинные цепочки макромолекул. Именно открытие Штаудингера привело к производству полимеров и пластмасс, за что в 1953 году он и получил Нобелевскую премию.

Первый синтез стирола был выполнен исследователями американской компании «The Dow Chemical Company», а коммерческое производство полистирола одними из первых запустили специалисты компании «BASF»: в 1930 году ее инженеры разработали технологию производства полимеризированного стирола (полистирола). В 1949 году «BASF» получила патент на производство шариков из полистирола, вспененных пентаном (сама идея этого изобретения принадлежит инженеру-химику Фрицу Штясны). На основе этого патента в 1951 году «BASF» начинает промышленное производство теплоизолятора под торговой маркой «Styropor», который выпускается и по сей день.

Итак, пенополистирол – это, по сути, вспененный полистирол – вспененный полимер вещества стирола. Пенополистирол — твердое, упругое, бесцветное вещество. Он состоит из шариков, каждый из которых построен из десятков тысяч ячеек, наполненных воздухом. Воздух, заключенный в ячейках, не может перемещаться, а ведь известно, что неподвижный воздух является лучшим изолятором. Воздух составляет не менее 98% объема пенополистирола. То есть, для изготовления цельной изоляционной плиты необходимо всего 2% сырья. Процесс производства: полистироловые шарики наполняются пентаном (чистым углеводородом), который является вспенивающим фактором, а затем подогреваются паром. В процессе подогрева пентан переходит в летучее состояние и расширяется. Под давлением расширяющегося пентана шарики полистирола тоже расширяются, в результате чего образуются уже знакомые нам пенополистироловые шарики, которые увеличили свой объем минимум в 50 раз. Ячейки в каждом шарике наполняются воздухом и приобретают упругость, а затем склеиваются под действием пара. В результате образуется легкий, однородный, устойчивый к сжатию и сохраняющий свои размеры, изоляционный материал. В зависимости от интенсивности и роста шариков определяется плотность материала: 15, 25, 35, 50. После завершения этого процесса готовые плиты режутся на листы толщиной 20, 30, 40, 50, 100 мм.

Отчего же пенополистирол нередко называют пенопластом. Нет никакой ошибки – ведь пенопласт – это целый класс пластических масс, исходным сырьем для которых является тот или иной полимер. В случае пенополистирольных плит исходным сырьем вступает уже известный нам полистирол. Поэтому абсолютно верно называть пенополистирольные плиты пенопластом или пенополистирольным пенопластом.

Воздух в объеме пенополистирольного пенопласта составляет не менее 98%. То есть, для изготовления цельной изоляционной плиты необходимо всего 2% сырья. Процесс производства: полистироловые шарики наполняются пентаном (чистым углеводородом), который является вспенивающим фактором, а затем подогреваются паром. В процессе подогрева пентан переходит в летучее состояние и расширяется. Под давлением расширяющегося пентана шарики полистирола тоже расширяются, в результате чего образуются уже знакомые нам пенополистироловые шарики, которые увеличили свой объем минимум в 50 раз. Ячейки в каждом шарике наполняются воздухом и приобретают упругость, а затем склеиваются под действием пара. В результате образуется легкий, однородный, устойчивый к сжатию и сохраняющий свои размеры, изоляционный материал. В зависимости от интенсивности и роста шариков определяется плотность материала: 15, 25, 35, 50. После завершения этого процесса готовые плиты режутся на листы толщиной 20, 30, 40, 50, 100 мм.

Технологии производства пенополистирола

По технологии производства изделия из пенополистирола делятся на 2 группы:

1) вспененный полистирол: в процессе производства гранулы пенополистирола спекаются под воздействием высоких температур в формах, которые и создают изделие;

2) экструдированный полистирол: в процессе производства гранулы полистирола смешиваются со вспенивающим ингредиентом при повышенных температурах. Полученная масса выдавливается через экструдер.

Какие виды пенополистирола сейчас представлены на рынке:

1) ПС — прессовый пенополистирол

2) ПСБ — беспрессовый суспензионный пенополистирол

3) ПСБ-С — пенополистирол суспензионный беспрессовый самозатухающий

4) ЭПС — Экструзионный (Экструдированный) пенополистирол

Все эти разновидности имеют одинаковый химический состав основного полимера – полистирола и могут различаться по химическому составу лишь добавками: парообразователями, пластификаторами, антипиренами и др. По своим физико-механическим и эксплуатационным свойствам все выше перечисленные разновидности пенополистирола настолько различны, что имеет смысл говорить о совершенно самостоятельных разновидностях ячеистых пластмасс, хоть и изготовленных из одного исходного полимера — полистирола.

Прессовый пенополистирол ПС

Прессовый пенополистирол изготавливается путем прессовки полистирольных шариков. Он намного прочнее, чем беспрессовый, так как сцепление шарика при таком производстве значительно плотнее. Стоит отметить, что такая технология влечет за собой большие затраты и, как показывает опыт, не совсем целесообразна. В наше время прессовый пенополистирол производится исключительно для военных нужд. А пенополистирол этого типа входит в состав оружия массового поражения «Напалм B». В Украине аналогов ПС нет!

Беспрессовый пенополистирол (ПСБ или Пенополистирол Суспензионный Беспрессовый)

Технология производства беспрессового вспененного полистирола гораздо менее затратна и намного шире распространена. Причем, качественный пенополистирол типа ПСБ легко отличить от некачественного. В изломе качественного ПСБ шарики одинакового размера, они прочно соединёны друг с другом, излом идет, как «по – живому». Если качество материала страдает, то наблюдается совсем другая картина: в разрезе шарики совершенно разного размера и линия разрыва идет по зоне их соприкосновения. Беспрессовый пенополистирол производится разной плотности от 15 до 50 кг/м3. Плотность материала определяет его прочностные характеристики и сферу применения. ПСБ низкой плотности применяют в качестве упаковки для бытовой техники, а более высокой — для утепления фасадов зданий и сооружений.

Беспрессовый самозатухающий пенополистирол

(ПСБ-С или Пенополистирол Суспензионный Беспрессовый Самозатухающий)

Это улучшенная подаробезопасная модификация ПСБ. Основное преимущество данного вида пенополистирола заключается в том, что он самозатухающий. Горючесть пенополистирола была снижена путем насыщения сырья противопожарными добавками — антипиренами. Более конкретно — гексабромциклододеканом. Такой пенополистирол подобен глыбе угля – его невозможно поджечь от спички или искры.

Экструдированный полистирол (ЭПС)

Экструдированный пенополистирол имеет однородную мелкоячеистую структуру, которая состоит из практически полностью закрытых ячеек. Его получают методом экструзии, в результате чего гранулы полистирола расплавляются и образуют однородную массу, которая затем заливается в форму. Такой способ производства пенополистирольных плит увеличивает стойкость материала к механическим нагрузкам, повышает его плотность, делает материал полностью водонепроницаемым, и продлевает срок службы конструкции.

Полемика вокруг пенополистирола

Давайте вернемся к утверждениям многих скептиков и критиков и разберем их состоятельность.

 1.Пенополистирол – горючий материал?

В целом, это так – ведь пенополистирол обладает органическим происхождением. Однако широко используемый в качестве термоизоляционного материала ПСБ-С лишен этой негативной характеристики. Его невозможно поджечь! Благодаря специальным антипиреновым добавкам материал обладает высокой стойкостью к воспламенению и свойством самозатухания. И именно эту разновидность стоит применять в строительстве.

2. Высокая токсичность материала?

Только подделки и полистирол кустарного производства могут быть токсичными, и то, если они содержат большие количества остаточного стирола. Хорошие производители этого материала имеют все необходимые сертификаты на производство продукции, где норма остаточного стирола составляет 0,1 %. А это — минимальный и безопасный процент для здоровья человека. Этот белоснежный, не чувствительный к влаге, материал не выделяет никаких опасных соединений. Он относится к мономатериалам, то есть состоит из материала одного типа, поэтому он идеален для 100% утилизации (recycling).

3. Пенополистирол хрупкий и не ударопрочный материал?

При правильно приложенных усилиях и большом желании Вы можете разбить кирпич, прогнуть металл… Отвечая на этот вопрос, надо смотреть глубже. Если мы говорим об утеплении, то пенополистирольная плита (ПП) – это частью инженерной конструкции, в которой ПП крепится к стене, затем наносится слой клея на который крепится армирующая сетка и наносится завершающее декоративное покрытие. И эта конструкция является очень прочной и стойкой к внешним воздействиям.

Информация к размышлению

 Основной недостаток по применению пенополистирола – низкая осведомленность о его неоспоримых преимуществах, как строительного материала.

Когда говорят, что лучше утеплять стены минеральной ватой или стекловолокном, что это здоровее и экологичней, то, как правило, всегда забывают уточнить тот факт, что эти утеплители также производятся и из вторсырья. И при их неправильной установке – если, к примеру, строители не сделали должную паро- и гидроизоляцию, то стена дома обречена быть мокрой и пропускать тепло. Минеральная и стекловата очень хорошо «дышат»: они отлично пропускают пар и еще лучше впитывают влагу. Когда же они наполнены водными парами, то их теплопроводность повышается в разы.

Что сказать по вопросу пожаров, в которых обвиняли пенополистирольные утеплители? У нас только один очевидный для всех разумных людей ответ: строить нужно по технологии, следуя инструкции с учетом необходимых качеств и параметров строительных материалов. Тогда никаких проблем не возникнет.

В случае пожара не винят ни спички, ни интерьер дома, ни газовую плиту, а именно небезопасное обхождение с огнем и отсутствие мер техники безопасности. В подавляющем большинстве случаев пожаров домов утепленных пенополистиролом виноват совсем не пенополистирол, а строители, решившие сэкономить и выбрать ПП меньшей плотности и без антипиреновых добавок. Кроме этого, множество исследований, проводимых на предмет пожаробезопасности пенополистирола (особенно любительсткие), проводятся абсолютно некорректно: если возник очаг огня, то в пожаре будет гореть не только пенополистирол, но и другие материалы, и все они в совокупности будут влиять на общую картину и распространение огня в здании. Это и деревянная мебель, и виниловые обои, и текстиль.

Вернемся к пенополистиролу

При утеплении домов и фасадов эксперты рекомендуют использовать ПСБ-С или экструдированный пенополистирол.

* ПСБ-С 15 — самый дешевый вариант. Чаще всего применяется в случаях, когда не требуется высокая плотность и прочность пенопласта. Пенополистирол 15 плотности применяется для утепления и звукоизоляции конструкций, не подвергающихся механическим нагрузкам: межкирпичная кладка, под вагонку, сайдинг, гипсокартон, для утепления бытовок и т.д.

* ПСБ-С 25 – это один из самых распространенных в строительстве утеплитель средней ценовой категории. Его применяют для утепления стен, потолков, перекрытий, фасадов. Фасадный пенополистирол можно поштукатурить и покрасить. Его применяют для наружного утепления фасадов зданий, лоджий, балконов, стен, полов в жилых помещениях под армированную стяжку, крыш, при производстве сэндвич-панелей и т.д.

* ПСБ-С 35 – материал, также относящийся к средней ценовой категории. Наряду с ПСБ-С 25 это самый популярный строительный термоизолятор, который применяется для утепления промышленных полов складских комплексов, автопаркингов, автостоянок и т.д.

* ПСБ-С 50 — самый плотный и прочный вариант. Он чаще всего применяется для тех случаев, когда требуется высокая прочность утеплителя.

Экструдированный пенополистирол чаще всего используется при утеплении фундаментов, стен подвалов, колодцев и других подземных сооружений. Так же им производят изоляцию «мостиков холода», внутренних поверхностей стен, фасадов зданий, если на плиты наносится штукатурка или обкладывается другой облицовкой.

Полипропилен — Википедия

Полипропилен (PP) — термопластичный полимер пропилена (пропена).

Полипропилен получают полимеризацией пропилена в присутствии металлокомплексных катализаторов, например, катализаторов Циглера—Натта (например, смесь TiCl₄ и AlR₃):

nCH₂=CH(CH₃) → [-CH₂-CH(CH₃)-]_n

Параметры, необходимые для получения полипропилена близки к тем, при которых получают полиэтилен низкого давления. При этом, в зависимости от конкретного катализатора, может получаться любой тип полимера или их смеси.

Полипропилен выпускается в виде порошка белого цвета или гранул с насыпной плотностью 0,4—0,5 г/см³. Полипропилен выпускается стабилизированным, окрашенным и неокрашенным.

По типу молекулярной структуры можно выделить три основных типа: изотактический, синдиотактический и атактический. Изотактическая и синдиотактическая молекулярные структуры могут характеризоваться разной степенью совершенства пространственной регулярности. Стереоизомеры полипропилена существенно различаются по механическим, физическим и химическим свойствам. Атактический полипропилен представляет собой каучукоподобный материал с высокой текучестью, температурой плавления — около 80 °C, плотностью — 850 кг/м³, хорошей растворимостью в диэтиловом эфире. Изотактический полипропилен по своим свойствам выгодно отличается от атактического, а именно: он обладает высоким модулем упругости, большей плотностью — 910 кг/м³, высокой температурой плавления — 165—170 °C и лучшей стойкостью к действию химических реагентов. Стереоблокполимер полипропилена при исследовании с помощью рентгеновских лучей обнаруживает определённую кристалличность, которая не может быть такой же полной, как у чисто изотактических фракций, поскольку атактические участки вызывают нарушение в кристаллической решётке. Изотактический и синдиотактический образуются случайным образом;

Физико-механические свойства[править | править код]

В отличие от полиэтилена, полипропилен менее плотный (плотность 0,91 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.

Показатели основных физико-механических свойств полипропилена приведены в таблице:

Физико-механические свойства полипропилена разных марок приведены в таблице:

Химические свойства[править | править код]

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%-ный пероксид водорода при комнатной температуре действуют незначительно. Продолжительный контакт с этими реагентами при 60 °C и выше приводит к деструкции полипропилена.

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.

Вследствие наличия третичных углеродных атомов полипропилен более чувствителен к действию кислорода, особенно при воздействии ультрафиолета и 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 напряжённом 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 60ºС — менее 2 %.

Теплофизические свойства[править | править код]

Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, чем полиэтилен, и соответственно более высокую температуру разложения. Чистый изотактический полипропилен плавится при 176 °C. Максимальная температура эксплуатации полипропилена 120—140ºС. 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 −15ºС. Морозостойкость можно повысить введением в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом).

Показатели основных теплофизических свойств полипропилена приведены в таблице:

Электрические свойства[править | править код]

Показатели электрических свойств полипропилена приведены в таблице:

Основные способы переработки — формование методами экструзии, вакуум- и пневмоформования, экструзионно-выдувного, инжекционно-выдувного, инжекционного, компрессионного формования, литьё под давлением.

Материал для производства плёнок (особенно упаковочных), мешков, тары, труб, деталей технической аппаратуры, пластиковых стаканчиков, предметов домашнего обихода, нетканых материалов, электроизоляционный материал, в строительстве для вибро- и шумоизоляции межэтажных перекрытий в системах «плавающий пол». При сополимеризации пропилена с этиленом получают некристаллизующиеся сополимеры, которые проявляют свойства каучука, отличающиеся повышенной химической стойкостью и сопротивлением старению. Для вибро- и теплоизоляции также широко применяется пенополипропилен (ППП). Близок по характеристикам к пенополиэтилену. Также встречаются декоративные экструзионные профили из ППП, заменяющие пенополистирол. Атактический полипропилен используют для изготовления строительных клеев, замазок, уплотняющих мастик, дорожных покрытий и липких плёнок.

Структура применения полипропилена в России в 2012 году была следующей: 38 % — тара, 30 % — нити, волокна, 18 % — плёнки, 6 % — трубы, 5 % — полипропиленовые листы, 3 % — прочее^[1].

На данный момент полипропилен занимает 2-е место в мире среди полимеров по объёму потребления, с долей 26 % уступая только полиэтилену. Доля занимающего 3-ю позицию поливинилхлорида (18 %) сокращается в пользу полипропилена. 76 % мирового потребления полипропилена приходится на гомополипропилен, остальное на сополимеры^[2]. В России потребление полипропилена выросло с 250 тыс. т в 2002 году до 880 тыс. т в 2012 году^[1], при этом остаётся на довольно низком уровне: 1,6 % от мирового^[3] или 6 кг на человека в год против 18 кг/чел. в Западной Европе, 17 кг/чел. в США и 12 кг/чел. в Китае^[2].

В мире наблюдается перепроизводство полипропилена: сейчас переизбыток оценивается в размере 7,4 млн тонн в год^[1], в 2015 году при ожидаемом объёме мирового потребления 66 млн т производственные мощности составят 79 млн т^[3].

Российское производство полипропилена началось в 1981 году на Томском нефтехимическом комбинате (ныне «Сибур»). В 1990-е годы установки по производству полипропилена были построены на Московском НПЗ («Газпром нефть» и «Сибур») и «Уфаоргсинтез» («Башнефть»). В 2007 году производство полипропилена открылось на будённовском Ставролене («Лукойл»), а в 2013 году на омском Полиоме^[2].

Крупнейшее российское производство полипропилена открылось 15 октября 2013 года — это принадлежащий «Сибур» завод «Тобольск-Полимер»^[1][2]. В момент запуска тобольского завода он входил в пятёрку самых мощных в мире (ещё два завода имели такую же мощность)^[2][5]. Предприятие рассчитано на производство 510 тыс. т пропилена в год методом дегидрирования пропана (подрядчик Tecnimont, оборудование UOP), получаемого на Тобольском нефтехимическом комбинате, и последующее производство из него 500 тыс. т полипропилена в год (подрядчик Linde, оборудование Ineos)^[1][4]. Мощности прочих российских заводов по выпуску полипропилена не превышают 250 тыс. т в год^[2]. «Тобольск-Полимер» специализируется на выпуске гомополипропилена, в то время как производство сополимеров «Сибур» решил сосредоточить на Томском НХК и Московском НПЗ^[4].

В 2015 году в России было произведено 1275 тыс. тонн полипропилена, при этом экспорт составил 350 тыс. тонн.^[6][7]

• Перепёлкин В. П. Полипропилен, его свойства и методы переработки. — Л.: ЛДНТП, 1963. — 256 c.
• Кренцель Б. А., Л. Г. Сидорова. Полипропилен. Киев.: Техника, 1964. — 89 с.
• Коллектив авторов (И. Амрож и т. д.). Полипропилен. Перевод со словацкого В. А. Егорова по ред. В. И. Пилиповского и И. К. Ярцева. Л.: Химия, 1967. — 316 c.
• Иванюков Д. В., М. Л. Фридман. Полипропилен. Москва.: Химия, 1974. — 270 с.
• Handbook of Polypropylene and Polypropylene Composites / ed. H.G. Karian. — NewYork.: MarcelDekker Inc, 2003. — 740 p.
• Polypropylene. An A to Z reference / ed. J. Karger-Kocsis. Kluwer, 1999. — 987 p.