ポリプロピレン (PP) は、日常の物品に使用される硬質結晶性熱可塑性プラスチックです。ホモポリマー、コポリマー、耐衝撃性など、さまざまな種類の PP が利用可能です。その機械的、物理的、化学的特性は、自動車、医療、包装に至るまでの用途に適しています。
ポリプロピレンとは何ですか?
ポリプロピレンはプロペン（またはプロピレン）モノマーから製造されます。直鎖状炭化水素樹脂です。ポリプロピレンの化学式は (C3H6)n です。PP は現在入手可能なプラスチックの中で最も安価であり、汎用プラスチックの中で最も密度が低いです。重合すると、PP はメチル基の位置に応じて 3 つの基本的な鎖構造を形成できます。
アタクティック (aPP)。不規則なメチル基（CH3）の配置
アイソタクティック (iPP)。炭素鎖の片側に配置されたメチル基（CH3）
シンジオタクティック (sPP)。メチル基（CH3）が交互に配置
PP はポリオレフィン系ポリマーに属し、今日最もよく使用されているポリマーのトップ 3 の 1 つです。ポリプロピレンは、自動車産業、産業用途、消費財、家具市場において、プラスチックとしても繊維としても用途があります。
さまざまな種類のポリプロピレン
ホモポリマーとコポリマーは、市場で入手可能な 2 つの主なタイプのポリプロピレンです。
プロピレンホモポリマー最も広く使用されている汎用グレードです。これには、半結晶固体の形のプロピレンモノマーのみが含まれています。主な用途には、包装、繊維、ヘルスケア、パイプ、自動車、電気用途が含まれます。
ポリプロピレンコポリマープロペンとエタンの重合により生成されるランダム共重合体とブロック共重合体に分けられます。
1. プロピレンランダム共重合体は、エテンとプロペンを重合させて生成します。通常最大 6 質量% のエテン単位がポリプロピレン鎖にランダムに組み込まれているのが特徴です。これらのポリマーは柔軟性があり、光学的に透明であるため、透明性が要求される用途や優れた外観が要求される製品に適しています。
2. プロピレンブロックコポリマーには、より高いエテン含有量 (5 ～ 15%) が含まれています。規則的なパターン (またはブロック) に配置されたコモノマー単位を持っています。規則的なパターンにより、熱可塑性プラスチックはランダムコポリマーよりも丈夫になり、脆くなりにくくなります。これらのポリマーは工業用途など、高い強度が要求される用途に適しています。
別のタイプのポリプロピレンはインパクトコポリマーです。４５〜６５％のエチレン含量を有する共混合プロピレンランダムコポリマー相を含むプロピレンホモポリマーは、ＰＰインパクトコポリマーと呼ばれる。耐衝撃性コポリマーは、主に包装、家庭用品、フィルム、パイプの用途に加え、自動車や電気分野でも使用されています。
ポリプロピレンホモポリマー vs. ポリプロピレンコポリマー
プロピレンホモポリマー強度対重量比が高く、コポリマーよりも硬くて強いです。これらの特性と優れた耐薬品性および溶接性を組み合わせることで、多くの耐食構造で選ばれる材料となっています。
ポリプロピレンコポリマー少し柔らかいですが、衝撃強度に優れています。プロピレンホモポリマーよりも丈夫で耐久性があります。他の特性は若干低下しますが、ホモポリマーよりも耐ストレスクラック性と低温靱性が優れる傾向があります。
PPホモポリマーおよびPPコポリマーの用途
これらのアプリケーションは、プロパティが広範囲に共有されているため、ほぼ同一です。その結果、これら 2 つの材料の選択は、多くの場合、非技術的な基準に基づいて行われます。
熱可塑性プラスチックの特性に関する情報を事前に保持しておくことは、常に有益です。これは、用途に適した熱可塑性プラスチックを選択するのに役立ちます。また、最終用途の要件が満たされるかどうかを評価するのにも役立ちます。ポリプロピレンの主な特性と利点をいくつか紹介します。
ポリプロピレンの融点。ポリプロピレンの融点には一定の範囲があります。
●ホモポリマー：160～165℃
●コポリマー：135～159℃
ポリプロピレンの密度。PP は、あらゆる汎用プラスチックの中で最も軽いポリマーの 1 つです。この機能により、軽量/軽量化アプリケーションに適したオプションになります。
●ホモポリマー：0.904～0.908g/cm3
●ランダムコポリマー：0.904～0.908g/cm3
●インパクトコポリマー：0.898～0.900g/cm3
ポリプロピレンの耐薬品性
●希および濃酸、アルコール、塩基に対して優れた耐性を示します。
●アルデヒド、エステル、脂肪族炭化水素、ケトンに対する優れた耐性
● 芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、酸化剤に対する耐性が限定的
その他の値
● PP は、高温、湿気の多い条件、および水に浸漬された場合でも、機械的および電気的特性を保持します。撥水性のあるプラスチックです
● PPは環境ストレスや亀裂に対する優れた耐性を備えています。
● 微生物の攻撃（細菌、カビなど）に敏感です。
●蒸気滅菌に対して良好な耐性を示します。
清澄剤、難燃剤、ガラス繊維、鉱物、導電性充填剤、潤滑剤、顔料、その他多くの添加剤などのポリマー添加剤により、PP の物理的および/または機械的特性をさらに向上させることができます。たとえば、PP は UV に対する耐性が低いため、ヒンダードアミンによる光安定化により、未変性のポリプロピレンと比較して耐用年数が長くなります。
ポリプロピレンのデメリット
紫外線、衝撃、傷に対する耐性が低い
-20℃以下で脆化
低い上限使用温度、90 ～ 120°C
酸化性の高い酸によって攻撃され、塩素系溶剤や芳香族化合物中で急速に膨潤します。
金属との接触により熱老化安定性が悪影響を受ける
結晶化度の影響による成形後の寸法変化
塗料の密着性が悪い
ポリプロピレンの用途
ポリプロピレンは耐薬品性や溶接性に優れているため、さまざまな用途に広く使用されています。ポリプロピレンの一般的な用途には次のようなものがあります。
包装用途
ポリプロピレンは、優れたバリア特性、高強度、優れた表面仕上げ、および低コストにより、さまざまな包装用途に最適です。
柔軟なパッケージング。PP フィルムは優れた光学的透明性と低い水蒸気透過率により、食品包装での使用に適しています。他の市場には、シュリンク フィルム オーバーラップ、電子産業用フィルム、グラフィック アート アプリケーション、使い捨ておむつのタブとクロージャが含まれます。PP フィルムは、キャストフィルムまたは二軸延伸 PP (BOPP) として入手できます。
堅い包装。PP はブロー成形されて木箱、ボトル、ポットなどに製造されます。PP薄肉容器は食品包装によく使用されます。
消費財。ポリプロピレンは、半透明部品、家庭用品、家具、電化製品、かばん、おもちゃなど、いくつかの家庭用品や消費財の用途に使用されています。
自動車用途。ポリプロピレンは、低コスト、優れた機械的特性、成形性により、自動車部品に広く使用されています。主な用途としては、バッテリーケースやバッテリートレイ、バンパー、フェンダーライナー、インテリアトリム、インストルメントパネル、ドアトリムなどがあります。PP の自動車用途のその他の主な特徴には、低い線熱膨張係数と比重、高い耐薬品性と良好な耐候性、加工性、衝撃と剛性のバランスが含まれます。
繊維と布地。PP は繊維や織物として知られる市場分野で大量に利用されています。PP 繊維は、ラフィア/スリットフィルム、テープ、ストラップ、バルク連続フィラメント、ステープルファイバー、スパンボンド、連続フィラメントなどの多くの用途に利用されています。PP ロープと麻ひもは非常に強力で耐湿性があり、海洋用途に非常に適しています。
医療用途。ポリプロピレンは耐薬品性と耐細菌性が高いため、さまざまな医療用途に使用されています。また、医療グレードのPPは蒸気滅菌に対して優れた耐性を示します。
使い捨て注射器は、ポリプロピレンの最も一般的な医療用途です。他の用途には、医療用バイアル、診断装置、ペトリ皿、点滴ボトル、検体ボトル、食品トレイ、鍋、錠剤容器などがあります。
産業用途。ポリプロピレン シートは、高い引張強度、高温耐性、耐食性などの特性により、酸や化学物質のタンク、シート、パイプ、リターナブル輸送包装 (RTP)、およびその他の製品を製造するために産業分野で広く使用されています。
PPは100%リサイクル可能です。自動車のバッテリー ケース、信号灯、バッテリー ケーブル、ほうき、ブラシ、アイス スクレーパーなどは、リサイクル ポリプロピレン (rPP) から製造できる製品の例です。
PPのリサイクルプロセスでは、主に廃プラスチックを250℃で溶融して汚染物質を除去し、その後真空下で残留分子を除去し、約140℃で固化させます。この再生 PP はバージン PP と最大 50% の割合でブレンドできます。PP リサイクルにおける主な課題は、その消費量に関連しています。PET ボトルと HDPE ボトルを合わせたリサイクル率が 98% であるのに対し、現在、PP ボトルは 1% 近くがリサイクルされています。
PP は化学毒性など労働安全衛生の観点から顕著な影響はなく、安全と考えられます。PP の詳細については、処理情報などが含まれるガイドをご覧ください。
投稿日時: 2023 年 7 月 3 日