2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-15 04:09
Polypropylen und Polyethylen sind einige der gebräuchlichsten Arten von Polymermaterialien. Sie werden erfolgreich in Industrie, Alltag und Landwirtschaft eingesetzt. Aufgrund ihrer einzigartigen Zusammensetzung haben sie praktisch keine Analoga. Schauen wir uns die wichtigsten Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen Polypropylen und Polyethylen sowie den Umfang der Materialien genauer an.
Verbindung
Wie die meisten dieser wissenschaftlichen Begriffe wurden die Namen der Materialien aus dem Griechischen entlehnt. Das in beiden Wörtern vorhandene Präfix poly wird aus dem Griechischen als „viele“übersetzt. Polyethylen ist viel Ethylen und Polypropylen ist viel Propylen. Das heißt, im Ausgangszustand sind Materialien gewöhnliche brennbare Gase mit den Formeln:
C2H4 - Polyethylen;
C3H6 - Polypropylen.
Beide gasförmigen Stoffe gehören zu speziellen Verbindungen, den sogenannten Alkenen oder azyklischen ungesättigten Kohlenwasserstoffen . Um ihnen eine feste Struktur zu verleihen, wird eine Polymerisation durchgeführt - die Bildung von hochmolekularen Stoffen, die durch die Kombination einzelner Moleküle niedermolekularer Substanzen mit aktiven Zentren wachsender Polymermoleküle gebildet werden.
Dadurch entsteht ein festes Polymer, dessen chemische Basis nur Kohlenstoff und Wasserstoff sind. Bestimmte Eigenschaften von Materialien werden durch die Zugabe spezieller Additive und Stabilisatoren zu ihrer Zusammensetzung geformt und verbessert.
In Bezug auf die Form der Primärrohstoffe unterscheiden sich Polypropylen und Polyethylen praktisch nicht - sie werden hauptsächlich in Form von kleinen Kugeln oder Platten hergestellt, die sich neben ihrer Zusammensetzung nur in der Größe unterscheiden können. Erst dann werden daraus durch Schmelzen oder Pressen verschiedene Produkte hergestellt: Wasserrohre, Behälter und Verpackungen, Rümpfe für Boote und vieles mehr.
Eigenschaften
Nach der international anerkannten deutschen Norm DIN4102 gehören beide Materialien zur Klasse B: schwer entflammbar (B1) und normal entflammbar (B2). Trotz der Austauschbarkeit in einigen Tätigkeitsbereichen weisen Polymere jedoch eine Reihe von Unterschieden in ihren Eigenschaften auf.
Polyethylen
Polyethylen ist nach dem Polymerisationsprozess ein hartes Material mit einer ungewöhnlichen taktilen Oberfläche, als wäre es mit einer kleinen Wachsschicht bedeckt. Aufgrund seiner Indikatoren mit geringer Dichte ist es leichter als Wasser und hat hohe Eigenschaften:
- Viskosität;
- Flexibilität;
- Elastizität.
Polyethylen ist ein ausgezeichnetes Dielektrikum, das gegen radioaktive Strahlung beständig ist. Dieser Indikator ist der höchste unter allen ähnlichen Polymeren. Physiologisch ist das Material absolut unbedenklich, daher wird es häufig bei der Herstellung verschiedener Produkte zum Aufbewahren oder Verpacken von Lebensmitteln verwendet. Ohne Qualitätsverlust hält es einem ziemlich breiten Temperaturbereich stand: von -250 bis +90 °, je nach Marke und Hersteller. Selbstentzündungstemperatur beträgt + 350 °.
Polyethylen ist sehr beständig gegen eine Reihe organischer und anorganischer Säuren, Laugen, Salzlösungen, Mineralöle sowie gegen verschiedene alkoholhaltige Substanzen. Gleichzeitig hat es jedoch wie Polypropylen Angst vor dem Kontakt mit starken anorganischen Oxidationsmitteln wie HNO3 und H2SO4 sowie mit einigen Halogenen. Schon geringe Einwirkung dieser Stoffe führt zur Rissbildung.
Polypropylen
Polypropylen hat eine hohe Schlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit, ist wasserdicht, widersteht mehrfachen Biegungen und Brüchen ohne Qualitätsverlust. Das Material ist physiologisch unbedenklich, daher eignen sich daraus hergestellte Produkte zur Aufbewahrung von Lebensmitteln und Trinkwasser . Es ist geruchlos, versinkt nicht im Wasser, raucht beim Anzünden nicht, sondern schmilzt in Tröpfchen.
Aufgrund seiner unpolaren Struktur verträgt es den Kontakt mit vielen organischen und anorganischen Säuren, Laugen, Salzen, Ölen und alkoholhaltigen Bestandteilen gut. Es reagiert nicht auf den Einfluss von Kohlenwasserstoffen, aber bei längerer Einwirkung von deren Dämpfen, insbesondere bei Temperaturen über 30 °, kommt es zu einer Verformung des Materials: Quellung und Quellung.
Halogene, verschiedene oxidierende Gase und hochkonzentrierte Oxidationsmittel wie HNO3 und H2SO4 beeinträchtigen die Integrität von Polypropylenprodukten. Selbstzündung bei + 350 °. Im Allgemeinen ist die chemische Beständigkeit von Polypropylen im gleichen Temperaturbereich fast gleich der von Polyethylen.
Merkmale der Produktion
Polyethylen wird durch Polymerisieren von Ethylengas bei hohem oder niedrigem Druck hergestellt. Das unter hohem Druck hergestellte Material wird als Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) bezeichnet und in einem Rohrreaktor oder speziellen Autoklaven polymerisiert . Niederdruck-Polyethylen hoher Dichte (HDPE) wird unter Verwendung von Gasphasen- oder komplexen metallorganischen Katalysatoren hergestellt.
Der Rohstoff für die Produktion von Polypropylen (Propylengas) wird durch Raffinieren von Erdölprodukten gewonnen . Die nach diesem Verfahren isolierte Fraktion, die etwa 80 % des benötigten Gases enthält, wird zusätzlich von überschüssiger Feuchtigkeit, Sauerstoff, Kohlenstoff und anderen Verunreinigungen gereinigt. Das Ergebnis ist Propylengas mit hoher Konzentration: 99-100%. Anschließend wird die gasförmige Substanz mit speziellen Katalysatoren bei mittlerem Druck im Medium eines speziellen flüssigen Monomers polymerisiert. Als Copolymer wird oft Ethylengas verwendet.
Anwendungen
Polypropylen wird wie chloriertes PVC (Polyvinylchlorid) aktiv bei der Herstellung von Wasserrohren sowie als Isolierung für elektrische Kabel und Drähte verwendet. Aufgrund ihrer Beständigkeit gegenüber ionisierender Strahlung werden Polypropylenprodukte häufig in der Medizin und der Nuklearindustrie eingesetzt . Polyethylen, insbesondere Hochdruck, ist weniger haltbar. Daher wird es häufiger bei der Herstellung verschiedener Behälter (PET), Planen, Verpackungsmaterialien und Wärmedämmfasern verwendet.
Was zu wählen?
Die Wahl des Materials hängt von der Art des spezifischen Produkts und seinem Verwendungszweck ab. Polypropylen ist leichter, daraus hergestellte Produkte sehen ansehnlicher aus, sind weniger anfällig für Verschmutzungen und lassen sich leichter reinigen als Polyethylen. Aufgrund der hohen Rohstoffkosten sind die Kosten für die Herstellung von Polypropylenprodukten jedoch um eine Größenordnung höher. Beispielsweise, Bei den gleichen Leistungsmerkmalen kostet eine Polyethylenverpackung fast die Hälfte.
Polypropylen knittert nicht, behält sein Aussehen beim Be- und Entladen, verträgt jedoch Kälte schlechter - es wird brüchig. Polyethylen hält auch starken Frösten problemlos stand.
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