Полипропилен – синтетический термопластичный неполярный полимер, принадлежащий к классу полиолефинов. Продукт полимеризации пропилена. Твердое вещество белого цвета. Выпускается в форме гомополимера и сополимеров, получаемых сополимеризацией пропилена и этилена в присутствии металлоорганических катализаторов при низком и среднем давлениях, в виде гранул стабилизированных, окрашенных или неокрашенных.
Обычное обозначение полипропилена на российском рынке – ПП, но могут встречаться и другие обозначения: РР (полипропилен), PP HO или PP homopolymer (полипропилен гомополимер), HIPP (высокоизотактический полипропилен гомополимер), РР-Х, PP-XMOD (сшитый полипропилен), PPCP или PP/Co или PP block-copolymer или PP impact copolymer (полипропилен блок-сополимер, блок-сополимер пропилена и этилена), PPМ (блок-сополимер пропилена и этилена с низким содержанием полиэтилена), PPR (блок-сополимер пропилена и этилена со средним содержанием полиэтилена), PPU (блок-сополимер пропилена и этилена с высоким содержанием полиэтилена), PPH (блок-сополимер пропилена и этилена с очень высоким содержанием полиэтилена), PP random copolymer (статистический сополимер пропилена и этилена), PP-EPDM или PP/EP (смесь полипропилена и тройного сополимера этилена, пропилена и диена), EPP (вспенивающийся полипропилен), EMPP (полипропилен, модифицированный каучуком), mРР (металлоценовый полипропилен).
Условное обозначение отечественного полипропилена и сополимеров пропилена, выпускаемых в соответствии с ГОСТ 26996-86, состоит из названия материала «полипропилен» или «сополимер» и пяти цифр. Первая цифра 2 или 0 указывает на то, что процесс полимеризации протекает на комплексных металлорганических катализаторах при низком или среднем давлении соответственно. Вторая цифра указывает вид материала: 1 – полипропилен; 2 – сополимер пропилена. Три последующие цифры обозначают десятикратное значение показателя текучести расплава. Далее через тире указывают номер рецептуры стабилизации, затем сорт и обозначение стандарта, в соответствии с которым изготавливается полипропилен и его сополимеры.

Пример условного обозначения полипропилена марки 21020, стабилизированного по рецептуре 02, 1-го сорта:

Полипропилен 21020-02, сорт 1, ГОСТ 26996-86.

При выпуске окрашенного полипропилена или сополимера в обозначении дополнительным словом указывают цвет и трехзначное число, обозначающее номер рецептуры окрашивания.
Пример условного обозначения полипропилена марки 21030, стабилизированного по рецептуре 06, окрашенного в красный цвет по рецептуре 105, 1-го сорта: Полипропилен 21030-06, красный, рец. 105, сорт 1, ГОСТ 26996-86.
Исходя из условного обозначения полипропилена, разделив число из трех последних цифр в марке полипропилена на 10, можно найти ПТР и определить наиболее подходящий способ переработки конкретной марки ПП. ПТР < 1 — экструзия; ПТР от 2,5 до 4 — экструзия с раздувом, ПТР 3 и более — литье под давлением.
Марки полипропилена и сополимеров пропилена устанавливаются в зависимости от способа их получения, свойств и назначения.
В соответствии с ГОСТ 26996-86 полипропилен низкого давления включает в себя одиннадцать марок: 21003, 21007, 21012, 21015, 21020, 21030, 21060, 21100, 21130, 21180, 21230; полипропилен среднего давления включает в себя четыре марки: 01003, 01005, 01010, 01020; сополимеры полипропилена низкого давления включает в себя три марки: 22007, 22015, 22030.
Но на рынке присутствуют и другие марки полипропилена, поскольку большинство производителей работает согласно собственным ТУ.

Полипропилен является продуктом полимеризации пропилена, химическая формула которого С3Н6. В процессе полимеризации образуется линейная молекула полипропилена, элементарные звенья которого состоят из связки –СН2–СН– с боковой метильной группой СН3.
По характеру пространственного расположения метильной группы относительно молекулярной цепи различают:
атактические полипропилены – характеризуются тем, что в них метильные группы расположены по обе стороны цепи совершенно неупорядоченно, такие полимеры имеют консистенцию от масло- до воскообразной;
изотактические полипропилены – в их макромолекулах все метильные группы расположены с одной стороны цепи, полимеры такого типа на 50% жестче и на 25% тверже, чем атактические полипропилены;
синдиотактические полипропилены – в их полимерных цепях метильные группы расположены строго альтернативно – поочередно слева и справа от центральной цепи, синдиотактический полипропилен прозрачен и более вязок, чем изотактический;
стереоблочные полипропилены – их макромолекулы построены из чередующихся блоков изотактического и атактического строения.
Наибольшее промышленное значение имеют изотактические полипропилены.

Полипропилен обладает ценным сочетанием свойств, изучение которых привлекает внимание многих исследователей, работающих как в области теории макромолекулярной химии и физики, так и в области переработки и применения полимерных материалов. Решающее влияние на свойства полипропилена и изделий из него оказывает молекулярная и надмолекулярная структура полимерной цепи. Полипропилен характеризуется более сложной молекулярной структурой, чем большинство производимых промышленностью полимеров, так как, помимо химического состава мономера, среднего молекулярного веса и молекулярно-весового распределения, на его структуру оказывает влияние пространственное расположение боковых групп по отношению к главной цепи. В техническом отношении наиболее важен и перспективен изотактический полипропилен. В зависимости от типа и соотношения присутствующих стереоизомеров свойства полипропилена изменяются в широком диапазоне.

Разные свойства полимера зависят от величины молекулярного веса в различной степени. Так, при механических нагрузках, связанных с малыми деформациями или малыми скоростями деформации, с изменением молекулярного веса (и то лишь у полимеров с низким молекулярным весом) такие свойства полимера, как предел текучести, модуль упругости или твердость, изменяются незначительно. Механические же свойства полимера, связанные с большими деформациями, с изменением молекулярного веса изменяются гораздо сильнее. Например, показатели предела прочности при растяжении, относительное удлинение при разрыве, ударная вязкость при изгибе и растяжении с уменьшением молекулярного веса снижаются. Наибольшее влияние величина молекулярного веса оказывает на вязкость растворов и расплавов полипропилена, так как под действием растворителей или в результате теплового движения цепей происходит настолько значительное уменьшение интенсивности межмолекулярного взаимодействия, что каждая макромолекула может представлять собой более или менее самостоятельную кинетическую единицу.

Полипропилен – пластический материал, отличающийся высокой прочностью при ударе и многократном изгибе, износостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами в широком диапазоне температур, высокой химической стойкостью, низкой паро- и газопроницаемостью. В тонких пленках практически прозрачен. Стоек к кислотам, щелочам, растворам солей, минеральным и растительным маслам при высоких температурах. При комнатной температуре нерастворим в органических растворителях. Растворяется только при повышенных температурах в сильных растворителях: хлорированных, ароматических углеводородах.
Полипропилен легко перерабатывается. Хорошо смешивается с красителями. Легко подвергается хлорированию. Легко кристаллизуется (макс. степень кристалличности 75%). Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут стерилизоваться паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств. Максимальная температура эксплуатации полипропилена 120-140°C.
Полипропилен чувствителен к свету и кислороду (чувствительность понижается при введении стабилизаторов), имеет невысокую морозостойкость, которую можно повысить введением в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена (например, при сополимеризации пропилена с этиленом).

Свойства полипропилена в соответствии с ГОСТ 26996-86.
1. Плотность – 900-910 кг/м3.
2. Насыпная плотность гранул – 440-520 кг/м3.
3. Водопоглощение – 0,01-0,03 % за 24 ч.
4. Линейная усадка в форме – 1,0-2,5 %.
5. Температура плавления – 160-168 °С.
6. Теплостойкость при нагрузке 46 Н/см2 – 140-145 °С.
7. Температура хрупкости – (+5)-(-15) °С.
8. Коэффициент линейного расширения (от 30 до 100 °С) – (1,1-1,8)•10-4 1/°.
9. Удельная теплоемкость при 20 °С – 1,93 кДж/кг•°С.
10. Коэффициент теплопроводности – 0,16-0,22 Вт/м•°С.
11. Предел текучести при растяжении полипропилена низкого давления – 30-38.
12. Разрушающее напряжение при растяжении – 24,5-39.
13. Относительное удлинение при разрыве для марок 21003, 21007, 21012, 21015, 21020, 21030 – 200-1000 %.
14. Модуль упругости при изгибе – 1220-1670.
15. Твердость по Роквеллу – 50-70 ?
16. Удельное объемное электрическое сопротивление – 1016-1018 Ом•см
17. Максимальная температура при длительной эксплуатации изделий (без нагрузки) – 100-110 °С.
18. Ударная вязкость по Изоду с надрезом при 0 °С – 3-5 кДж/м2, при минус 20 °С – 2-3 кДж/м2.
19. Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 50 Гц для марок 01003, 01005, 01010, 01020 – не более 5•10-4.
20. Диэлектрическая проницаемость при частоте 50 Гц для марок 01003, 01005, 01010, 01020 – не более 2,4.
21. Электрическая прочность (при толщине образца 2 мм) при переменном напряжении для марок 01003, 01005, 01010, 01020 – не менее 25 кВ/мм.
22. Кислородный индекс – 25,5-27,5 %.
23. Огнестойкость при толщине образца 0,8 мм – категория ПВ-2, при толщине образца 1,6 мм – категория ПВ-0.

Свойства сополимеров пропилена в соответствии с ГОСТ ГОСТ 26996-86.
1. Плотность – 900 кг/м3.
2. Насыпная плотность гранул – 440-520 кг/м3.
3. Водопоглощение – 0,01-0,03 % за 24 ч.
4. Линейная усадка в форме – 1,5-1,9 %.
5. Температура плавления – 160-165 °С.
6. Теплостойкость при нагрузке 46 Н/см2 – 120-140 °С.
7. Температура хрупкости – (-50)-(-60) °С.
8. Коэффициент линейного расширения (от 30 до 100 °С) – (1,1-1,8)•10-4 1/°.
9. Удельная теплоемкость при 20 °С – 1,93 кДж/кг•°С.
10. Коэффициент теплопроводности – 0,16-0,22 Вт/м•°С.
11. Модуль упругости при изгибе – 980-1370.
12. Твердость по Роквеллу – 32-52 ?.
13. Удельное объемное электрическое сопротивление – 1016-1018 Ом•см.
14. Максимальная температура при длительной эксплуатации изделий (без нагрузки) – 100-110 °С.
15. Кислородный индекс – 25,5-27,5 %.
16. Огнестойкость при толщине образца 0,8 мм – категория ПВ-2, при толщине образца 1,6 мм – категория ПВ-0.

• Низкая плотность;
• Высокая прочность, твердость;
• Химическая стабильность;
• Химическая стабильность;
• Повышенная теплостойкость;
• Стойкость в высокоагрессивных средах;
• Возможность регенерации.
Изделия из полипропилена на сегодняшний день приобретают все большую популярность, так как имеет ряд преимуществ перед другими полимерными материалами: ПВХ, Полистирол.

В промышленности полипропилен, получают полимеризацией пропилена, в присутствии металлоорганических катализаторов при низком и среднем давлениях. Сополимеризацией пропилена и этилена получают сополимеры пропилена. Полипропилен и сополимеры пропилена выпускают стабилизированными, окрашенными или неокрашенными.
Полимеризация полипропилена осуществляется главным образом в массе по координационно-ионному механизму. Применяется и полимеризация в растворе (растворитель – гептан, низкооктановые фракции бензина) или псевдоожиженном слое. Катализатоы – хлориды Ti или V с алюминийорганическими соединениями, чаще всего ТiСl3 с Аl(С2Н5)2Сl или Аl(С2Н5)3. Также используются и титанмагниевые катализаторы на неорганических или органических носителях. В середине 1980-х гг. появились новые металлоценовые катализаторы, с которыми стали возможны и управляемые реакции полимеризации, по крайней мере, по длине цепи, что делает реальным получение различных полипропиленов с разнообразными свойствами.
Реакцию в массе осуществляют в среде жидкого мономера при 70-80 °С и 2,7-3,0 МПа. При использовании титанмагниевых катализаторов полипропилен получается в виде готовых гранул.
Полимеризацию в растворе проводят при 70-80 °С и 0,5-1,0 МПа до содержания полипропилена в растворителе 300-400 г/л. После отделения на центрифуге полипропилен отмывают от остатков катализатора спиртом, смесью воды со спиртом или пропиленоксидом. Порошкообразный полипропилен сушат, смешивают со стабилизаторами, красителями и затем гранулируют.
Полимеризацию в псевдоожиженном слое проводят при температуре 70-80 °С и давлении 1,8-2,5 Мпа.
Отечественные производители выпускают полипропилен по общероссийским и своим собственным ТУ.
В частности,
Томская нефтехимическая компания – полипропилен 21030, полипропилен 21230, полипропилен 21060, полипропилен 21270, полипропилены с пониженной мутностью 21020 – ПМ1, 21030 – ПМ1, 21060 – ПМ, 121080 – ПМ1, полипропилены морозостойкие МПП 15-06V, МПП 21015-Э10, МПП 23007-Э10, полипропилен для изготовления одноразовых шприцев 21080-60;
Московский нефтеперерабатывающий завод – Каплен 01003, Каплен 01007, Каплен 01030, Каплен 01060, Каплен 01130, Каплен 01250;
Уфаоргсинтез – Бален 02035, Бален 02015, Бален 01030, Бален 02003, Бален 01031, Бален 01130, Бален 01270.
Лисичанский НПЗ на Украине производит полипропилен Липол A1-66Н D30G 21003, Липол A4-71KT30G2103, Липол A8-74KF30G21130, Липол A10-76YZ30S21230.
Следует отметить, что Томский завод использует получение полипропилена при низком давлении, а Уфимский и Московский заводы – при среднем. Соответственно у Томского завода обозначения всех марок полипропилена начинается на 2, а у Уфимского и Московского – на 0. При этом следует учитывать, что такие марки, как 21030 (Томск) и 01030 (Москва, Уфа), существенно не отличаются по параметрам и считаются взаимозаменяемыми аналогами. Однако бывает, что технологические процессы на конкретном предприятии настроены под марку материала определенного производителя. Например, кому-то больше подходит томский полипропилен, а кому-то – московский или уфимский. Поэтому при выборе марки полипропилена это необходимо учитывать при заказе материала.

Благодаря своим потребительским и технологическим качествам полипропилен имеет очень широкий спектр применения и занимает второе место после полиэтилена по мировому выпуску – 20,5%.
Полипропилен применяется для производства газо- и водопроводных напорных труб, профилей, листов, пленки, мебели, технических изделий, товаров культурно-бытового назначения, в производстве полипропиленового волокна.
Отдельные марки полипропилена допущены к контакту с пищевыми продуктами и для производства изделий медико-биологического назначения.
Свойство полипропилена пропускать водяные пары, делает его незаменимым для «противозапотевающей» упаковки продуктов питания (хлеба, зелени, бакалеи), а также в строительстве для гидроизоляции.
Для упаковки применяют неориентированные и ориентированные (в одном или в двух направлениях) полипропиленовые пленки. Ориентированная пленка отличается высокой механической прочностью, особенно стойкостью к проколам, однако с трудом подвергается термической сварке, вызывая усадку материала в месте сварного шва. Ориентированную пленку из полипропилена используют в качестве защитного наружного слоя в многослойных материалах, а неориентированную – в качестве внутреннего термосвариваемого слоя. Неориентированные раздувные полипропиленовые пленки наиболее широко применяют для упаковки текстильных товаров (трикотаж, рубашки, белье и т.д.). Их использование здесь обусловлено хорошей прозрачностью в сочетании с прекрасной свариваемостью на любых упаковочных машинах. Неориентированные пленки применяют для упаковки медицинских изделий (особенно многоразового использования). Относительно высокая температура размягчения позволяет проводить автоклавную стерилизацию. Покрытые и соэкструдированные полипропиленовые пленки используют для упаковывания печенья, где нужны особенно хорошие барьерные свойства к кислороду и водяным парам. Их же применяют для упаковки хрустящего картофеля и других видов сухих завтраков, предельно чувствительных к кислороду и парам воды. В такие пленки упаковывают кондитерские изделия и сигареты. Ориентированный полипропилен используют также для усадочных оберток, там, где нужен красивый внешний вид.
Полипропилен также часто используется для производства контейнеров и упаковки для пищевых продуктов, особенно, таких, которые не деформируются в посудомоечных машинах.
Он употребляется в качестве волокна при изготовлении ковров и ковриков для применения в особо неблагоприятной среде, например, в плавательных бассейнах и т. п.
Полипропилен используется при производстве:
упаковки для пищевых продуктов, косметических средств и других товаров;
контейнеров (в том числе тонкостенных);
одноразовой посуды;
колпачков для флаконов;
крышек для бутылок;
ящиков;
посуды, подносов, ведер, тазов;
корпусных деталей бытовой и оргтехники: утюгов, тостеров, кофеварок, стиральных машин, пылесосов и др.; электроинструмента, приборов, вентиляторов;
изделий медицинского назначения: одноразовых шприцев, головок иголок для инъекций, пипеток;
игрушек;
труб и фитингов;
бамперов и деталей кузова автомобилей;
панелей приборов;
бачков радиаторов автомобилей;
футляров с гибкими петлями;
деталей, работающих на многократный изгиб.
Отдельный сегмент современного рынка – рециклинг полипропилена. Многие компании в России и мире специализируются на покупке полипропиленовых отходов с дальнейшей переработкой и продажей или использованием вторичного полипропилена. Как правило, для этого применяется технология экструдирования очищенных отходов и последующим дроблением и получением вторичного гранулированного материала пригодного для изготовления изделий.
На рынке появляются новые разновидности полипропилена, например, близкие по свойствам к резине, что открывает новые области для его применения.

Перспективы применения полипропилена в качестве упаковочного материала (пленка, бутыли, баки, контейнеры и т.п.) настолько многообещающи, что на них стоит остановиться отдельно.Известно, что основной функцией упаковочного материала является защита изделий при хранении и транспортировке от вредных влияний: проникновения газов, паров воды и органических соединений, а также жидкостей, в том числе воды, минеральных масел и жиров; поражения микроорганизмами (плесенью), насекомыми и грызунами; в специальных случаях также от воздействия тепла. При всем этом упаковочный материал должен быть совершенно инертен к самому изделию. Полипропилен, в особенности пленка из него, обладает всеми необходимыми свойствами для применения в этой области.