خواص فیزیکی و شیمیایی پلی پروپیلن

مقدمه:

مزايا و مقاومت ويژه پليمرها در برابر رطوبت و آب از ويژگيهای ممتاز کننده لوله و اتصالات پليمري نسبت
به مشابه فلزي ميباشد. پلي پروپيلن از پلي اولفين ها مي باشدكه استفاده از آن از سال ١٩٨٢ در صنعت
لوله و اتصالات رو به گسترش نهاد.
امروزه انواع لوله به دو گروه اصلي تقسيم بندي مي گردند.
۱- لوله هاي فلزي و بتني : شامل انواع لوله هاي مسي، آهن و فولاد، برنجي، آلومينيومي و لوله هاي فلزي
پوشيده شده با پلاستيك ها و لوله هاي سيماني.
۲- لوله هاي پلاستيكي : شامل انواع لوله از جنس پلي اتيلن، پي وي سي، پلي پروپيلن، پلي اتيلن كراس لينك
پلي بوتيلن و پلاستيك هاي فلوئوره. ،ABS ، پي وي سي كلرينه شده ،(PEX) شده
از جمله مزاياي لوله هاي پلاستيكي در مقايسه با لوله هاي فلزي مي توان به موارد زير اشاره نمود:
- در مقابل آب مقاوم هستند (همانند فلزات مشكل خوردگي نخواهند داشت)
- مواد اوليه و فرآيند توليد هزينه كمتري دارد.
- وزن مخصوص آنها كمتر مي باشد.
- ضريب اصطكاك كمي دارند بنابراين جريان مايع بهتر عبور مي كند.
- مقاومت سايشي خوبي دارند.
- نصب آنها ساده مي باشد.
- در فرآيند توليد نسبت به فلزات انرژي كمتري لازم دارند
و از معايب آنها مي توان موارد ذيل را مطرح نمود:
- استحكام و سختي آنها نسبت به فلزات كمتر است و در برابر تنش هاي مكانيكي آسيب پذيرند.
- خواص مكانيكي آنها وابسته به دما و فشار است.
- رفتار تنش- كرنشي پيچيده دارند.
- قابليت احتراق آنها بالاتر است.
عليرغم موارد ياد شده از لوله هاي پلاستيكي براي موارد زير استفاده مي نمايند.
۱- انتقال آب
۲- توزيع گاز
۳- انتقال پساب
۴- توزيع مواد شيميايي
امروزه در دنيا براي انشعاب اصلي آب از لوله هاي با جنس پلي بوتيلن، پلي اتيلن و پي وي سي كلرينه و پلي
پروپيلن استفاده مي گردد و جهت آب آشاميدني و به ويژه آب گرم، لوله هاي پلاستيكي با جنس پلي بوتيلن، PEX، PVC و PP مصرف می گردد.
به سبب خواص فيزيكي و مكانيكي پائين از PE در انتقال آب گرم نمي توان استفاده نمود و يكي از مهمترين ويژگي هاي PP مقاومت بالاي آن در برابر مواد شيميايي در دماي بالا مي باشد.لازم به ذکر است لوله و اتصالات پلي پروپيلن در ايران به نام لوله سبز شناخته ميشود.
پلي پروپيلن در سال 1954 ، به وسيله پرفسور ناتا در كشور اسپانيا كشف شد . ناتا بعد از آن در توسعه فرآيند توليد صنعتي پلي اتيلن و گاز پروپلين گام برداشت .
فرايند توليد تجاري پلي پروپيلن در سال 1957 شروع شد . اين ماده ، امروزه يكي از ارزان ترين و پر مصرف ترين ماده پليمري در جهان است و اين مصرف هر ساله گستره بيشتري مي يابد .

 

ساختار كلي و خواص
لوله هاي پلي پروپيلن را مي توان در شبكه هاي لوله كشي تحت فشار نيز به كار برد ؛ ولي دامنه كاربرد آن منحصر به خطوط فشار پايين ( مصارف داخل ساختماني ، لوله كشي آب سرد و گرم بهداشتي ) است . امروزه از اين لوله ها در انتقال مواد شيميايي و سيستم فاضلابنيز استفاده فراوان مي گردد .

 

مزاياي لوله و اتصالات پلي پروپيلني:
۱- زنگ نمي زند، نمي پوسد و آب درون آن كاملاً بهداشتي است.
۲- ناهمواري سطح داخلي لوله تقريباً صفر است و در نتيجه افت فشار ندارد.
۳- تحمل فشار ۲۰ اتمسفر در دماي معمولي و فشار ۱۰ اتمسفر در دماي ۹۵ درجه سانتيگراد
۴- در مقابل اسيدها و بازها مقاوم است.
۵- در لوله كشي توكار مطمئن و در نصب روكار زيباست.
۶- ضريب انبساط طولي آن بسيار كم و در حد فلز مي باشد.
۷- غير قابل نفوذ در مقابل گازها
۸- با هواي گرم ۱۴۰ درجه قابل فرم دهي مي باشد.
۹- روش نصب بسيار سريع و آسان. سهولت در نصب لوله ها و اتصالات پليمري در سايه سبكي وزن آنها
۰ وزن توليدات فلزي مشابه بوده و محصولات توليدي به راحتي و / تحقق يافته است . وزن محصولات ۱
با سرعت قابل نصب ميباشد.
۱۰ -كيفيت مطلوب با طول عمر مناسب
۱۱ -مقاوم در برابر خوردگي, عوامل بيولوژيك و مواد شيميايي. از ويژگيهاي ذاتي لوله هاي پليمري مقاومت
در برابر عوامل شيميايي و خوردگي مصالح ساختماني از قبيل آهك و سيمان است.)
۱۲ -مقاوم در برابر يخ زدگي. به دليل اينكه خود لوله عايق مي باشد و اين مانع از يخ زدن مي شود.
۱۳ -افت فشار كم
۱۴ -تعريق و افت حرارتي بسيار كم
۱۵ -مقاوم در مقابل ساييدگي و خراش
۱۶ -عدم ايجاد صداي ناشي از ارتعاش به خاطر صيقل بودن سطوح داخل لوله و جنس ويژه آن .سر و صدای مربوطه به كليه ارتعاشات ناشي از جريان مايع داخل لوله ها و اتصالات كه در انواع فلزي يك عيب به
شمار ميرود ، در لوله هاي پلي پروپيلني به حداقل كاهش مي يابد.
۱۷ -مناسب جهت استفاده در مناطق زلزله خيز
۱۸ -عدم رسوب گرفتگي به دليل صاف و صيقل بودن سطح داخلي لوله و اتصالات.
۱۹ -مقاوم در برابر جريان هاي الكتريكي . لوله ها و اتصالات پلي پروپيلني نسبت به جريانهاي پراكنده
الكتريكي و اتصالات برق موجود در محيط در ضعيف ترين سطح رسانايي الكتريكي و به بيان ديگر به
عنوان عايق عمل مينمايد و در نتيجه كيفيت بالاي خود را همواره حفظ ميكند.
۲۰ - وزن سبك- لوله هاي پليمري از ساير لوله ها سبكتر بوده و به همين جهت نقل و انتقال آن بسيار
راحت و نصب آن كم هزينه است.
۲۱ - مقاوم در برابر نفوذ اكسيژن
۲۲ - صرفه جويي در هزينه و زمان-كاهش قابل توجه مخارج نصب و عمر طولاني لوله هاي پلي پروپيلني
باعث صرفه جويي فراوان در هزينه ها مي شود.
۲۳ -عايق حرارتي- نارسانايي لوله و اتصالات پلي پروپيلني سبب ميشود افت گرمايي سيالات داخل لوله ها
به حداقل كاهش يابد. اين ويژگي به نوبه خود از تشكيل توده هاي متراكم و جرم بر سطح خارجي لوله
پيشگيري به عمل مي آورد. در نتيجه اين لوله ها نسبت به لوله هاي فلزي به عايقكاري كمتري نياز دارد.
۲۴ -به هيچ وجه نور از لوله و اتصالات پلي پروپيلني عبور نكرده و طعم آب تغيير نمي يابد.
اين لوله ها در سه دسته PP-R ، PP-B و PP-H طبقه بندي مي شوند كه در ادامه در مورد كارايي هر يك به تفصيل شرح داده مي شود .
از لحاظ ساختاري پلي پروپيلن يك پليمر وينيلي بوده و بسيار شبيه به پلي اتيلن است .
پلي پروپيلن داراي مقاومت الكتريكي و شيميايي خوب در دماي بالاست . اگر چه خواص پلي پروپيلن خيلي شبيه پلي اتيلن است ، ولي تفاوت هاي اساسي با هم دارند . پلي پروپيلن داراي چگالي كمتر و دماي نرم شوندگي بالاتري نسبت به پلي اتيلن است . پلي پروپيلن بر خلاف ساير پليمرها ،‌مانند پلي اتيلن كه در دماي 100(_^o)Cذوب مي شود ، در دمايي در حدود 160(_^o)Cدرجه سانتي گراد ذوب مي شود . پلي پروپيلن از مونومر پروپلين با روش پليمريزاسيون زيگلر – ناتا به كارگيري كاتاليزور متالوسين حاصل مي شود . روش هاي پليمراسيون پلي پروپيلن منجر به توليد محصولاتي با جرم هاي مولكولي متفاوت است ، به طوري كه منحني توزيع جرم مولكولي پهن مي شودو همين امر باعث رفتار ويسكوالاستيك در پليمر مي شود .

 

ساختار فيزيكي PP-H :
-P-P-P-P-P-P-P-P-P-P-P
ساختار فيزيكي PP-B :
[P-P-P-P-P-P-P-P-P-P-P]+EPR+PE
ساختار فيزيكي PP-R :
P-P-P-P-E-E-P-P-E-P-P-P-E-E-E-P-.....
مي باشد در ساختارهاي بالا هر يك از علائم اختصاري ذكر شده بيانگر يك ماده پليمري است كه جدول (2) اين علائم ذكر شده است .
جدول 2 علائم اختصاري در ساختارهاي مختلف پلي پروپيلن
نشان دهنده علامت اختصاري
Propylene P
Ethylene E
Polyethylene PE
Ethylene Propylene EPR

 

ساختار PP-H همان ساختار تلفيقي ايزوتاكتيكي و اتاكتيك مشخص شده در بالاست . در مورد PP-B مي توان عنوان نمود كه اين پليمر از زنجيره اصلي پليمري پلي پروپيلن همراه با مونومرهاي پلي اتيلن (15-5 درصد ) و EPR تشكيل شده است .
همچنين ساختار رندوم كوپليمر از زنجيره پلي پروپيلن و مونومرهاي مختلفي تشكيل مي شود كه اتيلن مونومر اصلي است . وجود اين گونه مونومرها باعث تغيير خواص فيزيك در ساختار اصلي پلي پروپيلن مي شود . در مقايسه با ساختار PP-H ، رندوم كوپليمر داراي مقاومت ضربه بيشتر ، انعطاف پذيري بيشتر و نقطه ذوب پايين تر است .
همچنين ، اين دو ساختار داراي خواص مشابه اي نظير مقاومت شيميايي بالا ،‌نفوذ پذيري بخار آب پايين و عدم تاثير در بو و مزه آب است .
رندوم كوپليمر از 1 تا 7 درصد وزني اتيلن و 99 تا 93 درصد وزني پلي پروپيلن تشكيل شده است . مولكول هاي اتيلن به صورت تصادفي بين مولكول هاي پلي پروپيلن قرار گرفته است . در حالت تصادفي ، 75 درصد از اتيلن موجود در بين مولكول هاي پلي پروپيلن به صورت گروه سه تايي مي آيد .(X_3) يعني يك مولكول اتيلن در بين دو مولكول پلي پروپيلن قرار مي گيرد .
در حدود 25 درصد از اتيلن نيز به صورت مولكول هاي تلفيقي ذكر مي شود ، يعني ممكن است به صورت گروه پنج متيلني ، يعني اتصال دو مولكول اتيلن بين دو مولكول پلي پروپيلن ذكر گردد . (X_5)‌.
نسبت تصادف دو حالت قبل ، يعني (X_5/X_3) قابل اندازه گيري است . درجات بالاتر اين نسبت معرف كاهش ساختار شبكه اي است كه در نهايت روي خواص اصلي PP-R تاثير مي گذارد . در واقع تاثير افزايش اتيلن در افزايش مشبك شدن ساختار پلي پروپيلن مشابه تاثير بالا رفتن ميزان اتاتكتيك در ساختار پلي پروپيلن مي باشد .
كاهش درصد شبكه بندي در PP-RC ، منجر به تغييرات خواص فيزيكي اعم از كاهش سختي و افزايش مقاومت ضربه مي شود . همچنين حضور اتيلن موجب كاهش دماي ذوب اين ساختار مي شود . عامل ايجاد اتصال عرضي در لوله هاي پلي پروپيلن توسط پليمر پلي پروپيلني مي باشد . افزايش اتصالات عرضي باعث افزايش فاز بلوري در PP-RC مي شود .
در نتيجه باعث افزايش مدول استحكام كششي مي شود . در آزمون هاي استحكام كششي نيز معلوم شده است كه تنش شكست با افزايش اتصال عرضي تا ميزان خاصي افزايش ، در حالي كه افزايش طول تا پارگي كاهش مي يابد . از آنجايي كه وزن مولكولي تاثير عمده¬اي را در ميزان درجه سختي مي گذارد ، از ديدگاه خواص فيزيكي ، رندوم كوپليمرها داراي انعطاف پذيري بيشتر و سختي كمتر نسبت به همو پلي پروپيلن مي باشند . همچنين PP-R مقاومت ضربه بيشتري را نسبت به PP-H تحمل مي كند . همچنين PP-R مقاومت شيميايي بالايي در مقابل اسيدها ، بازها ، الكل ها و حلال هاي هيدروكربني داشته و در آزمايش ESCR مقاومت بالايي را از خود نشان مي دهد .
در جدول (3) مقايسه اي بين خواص مكانيكي مختلف PP-R,PP-B,PP-H ذكر گرديده است .
جدول 3 خواص مكانيكي PP-R,PP-B,PP-H
خواص روش آزمون واحد PP-R PP-H PP-B
(kg 16/2 ، (_^o)C230) MFI ISO 1133 gr/10Min 3/0 3/0 3/0
مدول الاستيسيته ASTM D790 MPa 900 1500 1500
آزمون ضربه ((_^o)C23) ISO 180 kj/m^2 15 7 نمي شكند
آزمون ضربه ((_^o)C .) ISO 180 kj/m^2 - - 9
تنش كششي تا تسليم ISO 37 MPa 27 36 35
تنش كششي تا شكست ISO 37 MPa 32 40 39
درصد ازدياد طول تا شكست ISO 37 % 50> 50> 50>

 

رفتن به ابتدای صفحه

nialogo2لوله سبز نیاگارا ( سهامي خاص)  فعاليت توليدي خود را بعنوان دومين توليد كننده لوله واتصالات  پلي پروپيلن در سه رنگ (سبز، آبي، سفيد) و با بيش از 137 نوع محصول ( ازسايز 20 تا 75 ميلي ليتر)  در ايران آغاز كرده است . اين شركت ...

ادامه مطلب...

.................................................

apalogoلوله سبز آپادانا( سهامي خاص) فعاليت توليدي خود را بعنوان دومين توليد كننده لوله واتصالات  پلي پروپيلن در سه رنگ (سبز، آبي، سفيد) و با بيش از 137 نوع محصول ( ازسايز 20 تا 75 ميلي ليتر)  در ايران آغاز كرده است . اين شركت ...

ادامه مطلب...

 

سامانه ارتباط با مشتریان لوله سبز همگام جهت ارتقا کیفیت خدمات پشتیبانی در این پایگاه راه اندازی شده است. خواهشمند است از طریق تکمیل فرم درخواست موارد خود را مطرح بفرمایید. پاسخ های مربوطه و برنامه زمانی موارد ارجاعی از طریق همین سامانه به اطلاع شما خواهد رسید. پیشاپیش از همگی شما که استفاده از این سیستم را به تماس های تلفنی ترجیح میدهید تشکر می کنیم. 

 

newticket 2

ثبت درخواست
لطفاً درخواست، سوالات و يا پيشنهادات خود را براي بخش مورد نظر ارسال فرماييد

437008

سوالات متداول خود را میتوانید در این بخش مطالعه فرمائید

tel