ポリプロピレン 化学特性,用途語,生産方法
性質
ポリプロピレンは、容易に結晶化することが可能で、優れた耐熱性と機械的強度を持っています。成形品の表面硬度は高く、簡単には傷つきません。ガラス繊維やフィラーを配合することで所望の強度を持つグレードにするとも可能です。
耐水性は0.01%と低く、食品容器やパイプなど長期間水にさらされる用途にも使用可能です。一方で、いくつかの欠点も有しています。1つ目に挙げられるのが接着性や印刷性の低さです。非極性樹脂であるため極性の接着剤との相性が悪く、インクに対する濡れ性も良くありません。
これらを改善するには表面に微細な凹凸形状を付与する、化学的に変性させて官能基を設けるなどの下地処理が必要になってきます。2つ目に挙げられるのが耐候性の低さです。
ポリプロピレンは紫外線に曝されると劣化や酸化が引き起こされ、機械的強度の低下や白化を招きます。ただし、紫外線吸収剤や酸化防止剤を添加することで欠点を補えます。
定義
本品は、プロピレンの重合体であり、次の化学式で表される。
解説
ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンとともに四大プラスチックの一つ。プロピレンCH3CH=CH2の重合した重合体（ポリマー）で、いまのところいちばん軽いプラスチック（比重0.82～0.92）で、軟化点も高く加工性もよい。代表的な熱可塑性樹脂の一つである。略称はPP。略称PP．ポリプロピレンは，プロペンの重合体で次の一般式で表される．カチオン重合触媒では低分子量のポリマーが，チーグラー-ナッタ触媒では高分子量，高結晶度のイソタクチック重合体が得られる．イソタクチック重合体の分子量は10万～20万で，融点164～170 ℃，密度0.90～0.91 g cm－3．結晶性により性質は大きく支配されるが，イソタクチックの高いポリマーは，引張強さ，衝撃強度にすぐれ，耐熱性，耐屈曲疲労強度や電気的特性もよい．加工性はきわめてよく，射出成形用の汎用樹脂，フィルム，繊維などに広く用いられる．森北出版「化学辞典（第2版）
製造法
プロピレンの重合をラジカル開始剤重合やイオン重合でのカチオン重合させると分子量の小さな軟らかいグリース状のものしか得られない。1954年イタリアのミラノ工科大学のG・ナッタは、トリエチルアルミニウムと三塩化チタンの複合固体触媒（ナッタ触媒）を用いて重合させると、分子構造的にはきわめて規則的な整然とした配列をもち、結晶性もよく軟化点170℃のポリマーの生成することをみいだした。この重合法は立体規則性重合という。
用途
ポリプロピレンは自動車等の工業部品から日用品、食品.医療衛生分野等の幅広い用途に使用されています。
１）射出成形用途
自動車分野部品(バンパー、インストルメントパネル、各種トリム、ランプハウジング)、家電製品(洗濯機、冷蔵庫部品)、日用品.雑貨、食品容器、キャップ、各種コンテナ、医療用器具
２）押出成形用途
二軸延伸フィルム(各種包装用)、シート(食品包装用トレイ、透明シート)、繊維、不織布、スプリットヤーン（荷造り用ひも、パイプ)
３）中空成形用途
小型.中型ボトル、延伸ブロー成形品
化粧品の成分用途
非水系増粘剤、増量剤
効能
錠賦形剤
主な用途／役割
プロピレンを重合させたもので、重合度による物性の特徴に応じて、ヒートシール用、ホットメルト接着剤原料として使用される。
化学的特性
Polypropylene is a low-density resin that offers a good balance
of thermal, chemical, and electrical properties, along with
moderate strength. Strength can be significantly increased by
using reinforcing agents such as glass fiber. Polypropylene has
limited heat resistance, but it can be used in applications that
must withstand boiling water or steam sterilization.
Polypropylenes can resist chemical attack and are unaffected
by aqueous solutions of inorganic salts or mineral
acids and bases, even at high temperatures. They are not
attacked by most organic chemicals, and there is no solvent
for these resins at room temperature. The resins are attacked,
however, by halogens, fuming nitric acid, other active oxidizing
agents, and by aromatic and chlorinated hydrocarbons
at high temperatures .
Polypropylene is translucent and autoclavable. Properties
can be improved by compounding with fillers, by blending with synthetic elastomers, and by copolymerizing with small
amounts of other monomers.
使用
Modifier for waxes to reduce blocking, scuffing and abrasion. Improves pigment dispersion in polypropylene films and fibers.
定義
polypropylene: Anisotactic polymer existing in bothlow and high formula-weight forms.The lower-formula-weight polymer ismade by passing propene at moderatepressure over a heated phosphoricacid catalyst spread on aninert material at 200°C. The reactionyields the trimer and tetramer. Thehigher-formula-weight polymer isproduced by passing propene into aninert solvent, heptane, which containsa trialkyl aluminium and a titaniumcompound. The product is amixture of isotactic and atacticpolypropene, the former being themajor constituent. Polypropene isused as a thermoplastic mouldingmaterial.
調製方法
In PP production, propylene monomer is polymerized to
make the homopolymer by using a Ziegler–Natta type coordination
catalyst. This catalyst results from the reaction and
interaction of a transition metal compound and an organometallic
compound, usually an alkylaluminum compound.
Halide atoms are involved in most such catalyst systems .
Polypropylene can be made by solution, slurry (or solvent),
bulk (or liquid propylene), or gas-phase polymerization, or a
combination of these processes . The most widely used is
the slurry process; however, the current trend is toward the
gas-phase process. In the solution, slurry, and bulk processes,
the catalyst system is mixed with propylene and a hydrocarbon
diluent (usually hexane, heptane, or liquid propylene) in a
reactor. After polymerization, the reaction mixture enters a
flash tank where unreacted propylene is removed and
recycled. Propylene–ethylene copolymers [9010-79-1] can
be manufactured when ethylene is fed along with propylene to
the polymerization reactor or by adding ethylene and propylene
to a postpolymerization reactor that contains PP. This
mixture may then be purified to remove lowmolecular weight
and atactic fractions and washed to remove catalyst residues.
The polypropylene resin is then dried and pelletized. During this time, additivesmay be incorporated in the gas-phase
process; no liquid diluent is used .
一般的な説明
Tan to white odorless solid. Less dense than water and insoluble in water. Hence floats on water.
空気と水の反応
Insoluble in water.
反応プロフィール
Polypropylene reacts with chlorine, fuming nitric acid and other strong oxidizing agents.
危険性
Questionable carcinogen.
健康ハザード
No apparent toxicity
使用用途
ポリプロピレンはその特徴を生かし、非常に幅広い用途で活用されています。
1. 食品容器
代表的な用途として、食品容器が挙げられます。ポリプロピレンは、結晶性樹脂であるため耐熱性が高く、かつ誘電率が低いため電子レンジで高周波にさらされても発熱しない特徴があります。その特徴を活かし、汎用の食品容器にとどまらず、繰り返し使用する食材保管用タッパーにも用いられています。
2. 自動車用途
次に注目されているのが、自動車用途です。比重が小さく、強度も強いことから従来金属材料が用いられていたバンパーやランプハウジングにポリプロピレンが使われ始めています。今後、電気自動車への置き換わりにより、軽量なポリプロピレン製自動車部品の開発が加速されるといわれています。
3. 理化学機器・医療機器
ポリプロピレンは、炭素と水素のみから成る非極性の高分子であるため有機溶剤や酸、アルカリへ優れた耐性を有します。したがって、溶剤に触れる実験機器や計測機器、医療分野における注射器のシリンジなどに活用されています。
4. 医療やカーペットの繊維
ポリプロピレンは前述したとおり非極性のため、染色性や印刷性に劣りますが、近年は表面処理などの技術進歩によりそれが可能となり、速乾性素材として採用されることが増えてきています。
成形方法
ポリプロピレンの成形方法
ポリプロピレンは熱可塑性樹脂であるため、融点以上に加熱すると流動化します。成形方法は射出成型、押出成形、ブロー成型、真空成型など多岐にわたります。金型を用いた射出成型では、他の方法に比べ安価に製品を量産することが可能です。
ポリプロピレンは容易に結晶化するため、平らな成型物を得たい場合には性能上問題ない箇所にリブを立てるか、金型の昇温、冷却条件に注意を要します。押出成形やプレス成型などで製作したポリプロピレン板の曲げ加工や切削加工も容易で、色々な形状を持つ部品製造が可能です。
近年は、金型を必要としない3Dプリンター用の材料としても活用されています。
工業用途
Polypropylene is similar in structure to polyethylene,but every other carbon atom has oneof its H2 atoms replaced by a CH2group.Although electrically similar to polyethylene,polypropylene can be made in thinner films, say 5μm as against about 25 μm for polyethylene.These films replace paper for impregnatedcapacitors, with reduced loss.
安全性プロファイル
Moderately toxic by
ingestion and intraperitoneal routes.
Questionable carcinogen. When heated to
decomposition it emits acrid smoke and
irritating fumes. Used in injection molding for auto parts, in bottle caps, and in
container closures.
発がん性
No data on the carcinogenicity
and mutagenicity of propylene are available for evaluation
by the working group.
ポリプロピレン 上流と下流の製品情報
原材料
準備製品