פוליאתילן ופוליפרופילן: מה ההבדל? כיצד להבחין בין פוליפרופילן לפוליאתילן? מהי הבחירה הטובה ביותר?

2024 מְחַבֵּר: Beatrice Philips | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-15 04:12

פוליפרופילן ופוליאתילן הם חלק מהסוגים הנפוצים ביותר של חומרים פולימריים. הם משמשים בהצלחה בתעשייה, בחיי היום יום ובחקלאות. בשל ההרכב הייחודי שלהם, אין להם כמעט אנלוגים. בואו נסתכל מקרוב על הדמיון וההבדלים העיקריים בין פוליפרופילן לפוליאתילן, כמו גם היקף החומרים.

מתחם

כמו רוב המונחים המדעיים האלה, שמות החומרים הושאלו מהשפה היוונית. הקידומת poly, המופיעה בשתי המילים, מתורגמת מיוונית כ"רבים ". פוליאתילן הוא הרבה אתילן ופוליפרופילן הוא הרבה פרופילן. כלומר, במצב ההתחלתי, חומרים הם גזים דליקים רגילים עם הנוסחאות:

C2H4 - פוליאתילן;

C3H6 - פוליפרופילן.

שני החומרים הגזים הללו שייכים לתרכובות מיוחדות, מה שנקרא אלקנים, או פחמימנים בלתי רוויים אסיקליים . כדי להעניק להם מבנה מוצק מתבצעת פילמור-יצירת חומר בעל משקל מולקולרי גבוה, הנוצר על ידי שילוב מולקולות בודדות של חומרים נמוכים מולקולריים עם מרכזים פעילים של מולקולות פולימריות הגדלות.

כתוצאה מכך נוצר פולימר מוצק, שהבסיס הכימי שלו הוא רק פחמן ומימן. מאפיינים מסוימים של חומרים נוצרים ומשופרים על ידי הוספת תוספים ומייצבים מיוחדים להרכבם.

מבחינת צורת חומרי הגלם העיקריים, הפוליפרופילן והפוליאתילן כמעט אינם שונים - הם מיוצרים בעיקר בצורה של כדורים קטנים או צלחות, שבנוסף להרכבם יכולים להיות שונים רק בגודלם. רק אז, על ידי התכה או לחיצה, מיוצרים מהם מוצרים שונים: צינורות מים, מיכלים ואריזות, גוף לסירות ועוד.

נכסים

על פי התקן הגרמני המקובל DIN4102, שני החומרים שייכים למחלקה B: כמעט ולא דליקים (B1) ובדרך כלל דליקים (B2). אך, למרות ההחלפה בתחומי פעילות מסוימים, לפולימרים יש מספר הבדלים בנכסיהם.

פוליאתילן

לאחר תהליך הפילמור, פוליאתילן הוא חומר קשה בעל משטח מישוש יוצא דופן, כאילו מכוסה בשכבה קטנה של שעווה. בשל מחווני הצפיפות הנמוכה, הוא קל יותר מאשר מים ובעל מאפיינים גבוהים:

• צְמִיגוּת;
• גְמִישׁוּת;
• גְמִישׁוּת.

פוליאתילן הוא דיאלקטרי מעולה, עמיד לקרינה רדיואקטיבית. אינדיקטור זה הוא הגבוה ביותר מבין כל הפולימרים הדומים. מבחינה פיזיולוגית החומר אינו מזיק לחלוטין, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב בייצור מוצרים שונים לאחסון או אריזת מוצרי מזון. ללא אובדן איכות, הוא יכול לעמוד בטווח טמפרטורות רחב למדי: מ -250 עד + 90 °, בהתאם למותגו וליצרן. טמפרטורת ההדלקה האוטומטית היא + 350 °.

פוליאתילן עמיד מאוד למספר חומצות אורגניות ולא -אורגניות, אלקליות, תמיסות מלוחות, שמנים מינרליים, כמו גם לחומרים שונים עם תכולת אלכוהול. אך יחד עם זאת, בדומה לפוליפרופילן, הוא מפחד ממגע עם חמצון אנאורגני רב עוצמה כמו HNO3 ו- H2SO4, כמו גם עם כמה הלוגנים. אפילו חשיפה קלה לחומרים אלה מביאה לפיצוח.

פוליפרופילן

לפוליפרופילן יש חוזק פגיעה ועמידות גבוהה בפני שחיקה, עמיד למים, עומד בפני עיקולים והפסקות מרובות ללא אובדן איכות. החומר אינו מזיק מבחינה פיזיולוגית, ולכן מוצרים המיוצרים ממנו מתאימים לאחסון מזון ומי שתייה . הוא חסר ריח, אינו שוקע במים, אינו פולט עשן בעת הצתה, אך נמס בטיפות.

בשל המבנה הלא קוטבי שלה, הוא סובל מגע עם חומצות אורגניות ואי-אורגניות רבות, אלקליות, מלחים, שמנים ורכיבים המכילים אלכוהול היטב. הוא אינו מגיב להשפעת פחמימנים, אך עם חשיפה ממושכת לאדיהם, במיוחד בטמפרטורות מעל 30 °, מתרחש עיוות החומר: נפיחות ונפיחות.

הלוגנים, גזים מחמצנים שונים וסוכני חמצון בריכוז גבוה, כגון HNO3 ו- H2SO4, משפיעים לרעה על תקינותם של מוצרי פוליפרופילן. הצתה עצמית בטמפרטורה של + 350 °. באופן כללי, העמידות הכימית של פוליפרופילן באותו משטר טמפרטורה כמעט זהה לזו של פוליאתילן.

תכונות הייצור

פוליאתילן מיוצר על ידי פילמור גז אתילן בלחץ גבוה או נמוך. החומר המיוצר בלחץ גבוה נקרא פוליאתילן בצפיפות נמוכה (LDPE) והוא מפולימר בכור צינורי או בחיטוי מיוחד . פוליאתילן בצפיפות גבוהה בלחץ נמוך (HDPE) מיוצר באמצעות שלב גז או זרזים אורגניים -מתכתיים מורכבים.

חומר המזון לייצור פוליפרופילן (גז פרופילן) מופק על ידי זיקוק מוצרי נפט . השבר המבודד בשיטה זו, המכיל כ -80% מהגז הנדרש, עובר טיהור נוסף מעודף לחות, חמצן, פחמן וזיהומים אחרים. התוצאה היא גז פרופילן בריכוז גבוה: 99-100%. לאחר מכן, באמצעות זרזים מיוחדים, החומר הגזי מפולימר בלחץ בינוני במדיום של מונומר נוזלי מיוחד. גז אתילן משמש לעתים קרובות כקופולימר.

יישומים

פוליפרופילן, כמו PVC כלורי (פוליוויניל כלוריד), משמש באופן פעיל בייצור צינורות מים, כמו גם בידוד לכבלים חשמליים ולחוטים. בשל עמידותם לקרינה מייננת, מוצרי פוליפרופילן נמצאים בשימוש נרחב ברפואה ובתעשייה הגרעינית . פוליאתילן, במיוחד לחץ גבוה, הוא פחות עמיד. לכן, הוא משמש לעתים קרובות יותר בייצור מכלים שונים (PET), ברזנטים, חומרי אריזה, סיבי בידוד תרמי.

במה לבחור?

בחירת החומר תהיה תלויה בסוג המוצר הספציפי ובמטרתו. פוליפרופילן קליל יותר, מוצרים המיוצרים ממנו נראים יותר נציגים, הם פחות מועדים לזיהום וקלים יותר לניקוי מפוליאתילן. אך בשל העלות הגבוהה של חומרי הגלם, עלות הייצור של מוצרי פוליפרופילן היא בסדר גודל גבוה יותר. לדוגמה, עם אותם מאפייני ביצועים, אריזת פוליאתילן היא כמעט חצי מהמחיר.

פוליפרופילן אינו מתקמט, שומר על מראהו בעת הטעינה והפריקה, אך הוא סובל קור גרוע יותר - הוא הופך לשברירי. פוליאתילן יכול לעמוד בקלות גם בכפור חמור.