Два схожих полимерных материала, которые конкурируют друг с другом на мировом рынке. И свойства, и их сфера применения очень близка. Однако различия все-таки существуют, потому в этой статье мы поможем разобраться, чем отличаются полиэтилен и полипропилен.

Общие свойства полиэтилена и полипропилена

Начнем с того, что объединяет эти два материала.

Термопластичность. Оба материала под воздействием температуры размягчаются и плавятся, что обеспечивает возможность применения соответствующих технологий: литье, экструзия и т.п.
Механическая прочность. РР и РЕ имеют схожие показатели прочности на разрыв, а также ударной вязкости. При этом полипропилен гораздо ближе по свойствам к полиэтилену низкого давления.
Электроизоляционные свойства. Оба материала не проводят электрический ток, а за счет своей пластичности могут эффективно применяться в качестве гибкой изоляции проводов.
Химическая устойчивость. Полиэтилен и полипропилен устойчивы к воздействию воды, а также агрессивных сред (щелочей, кислот). Однако оба материала растворяются под воздействием многих органических растворителей, включая бензин.

Основные отличия полиэтилена и полипропилена

Полипропилен синтезируют только при низком давлении (до 4 МПа), и только в присутствии катализатора Циглера - Натты. Полиэтилен же может синтезироваться при таких условиях (будет получен ПЭ низкого давления) либо при высоком давлении (будет получен менее прочный ПЭ высокого давления). Соответственно, отличий между РР и РЕ высокого давления намного больше, чем между РЕ низкого давления.
Полипропилен легче: материал имеет вес как минимум на 0,04 г/куб. см. меньше по сравнению с самой легкой маркой полиэтилена.
Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, до 180 градусов, в то время как полиэтилен плавится уже при 140 градусах.
Полипропилен формирует более гладкую и плотную поверхность, потому более устойчив к загрязнениям и легче отмывается по сравнению с ПЭ.
Полиэтилен более эластичен. Полипропилен более прочный, но и хрупкий материал, в то время как полиэтилен обеспечивает увеличенную гибкость.
Полиэтилен имеет гораздо более высокую морозостойкость, выдерживая температуры до -50 градусов, в то время как для полипропилена критичной является температура -5 градусов.
Цена: полипропилен - это более дорогой полимер . Сырье стоит дороже, и по стоимости может быть сопоставимо разве что с лучшими маркам полиэтилена низкого давления.

Итоги: каждый полимер - хорошее решение для своих задач

Каждый из материалов имеет свою сферу применения и свои преимущества, которыми нужно пользоваться.

Полиэтилен и полипропилен – самые распространенные пластмассы. Их применяют во многих областях человеческой деятельности:

производство пленок и упаковочных материалов;
производство труб;
изготовление термоизоляционных материалов и др.

Пожалуй, даже сложно представить ту отрасль промышленности, где бы они не использовались. Однако хотя их свойства во многом сходны, но есть и различия. Итак, чем отличается полиэтилен от полипропилена? Рассмотрим ниже.

Различия химические

В названиях обоих материалов есть слово «поли», что по-гречески означает «много». У нас большинство научных терминов являются заимствованиями из греческого или латинского языков – так уж повелось издавна. То есть «полиэтилен» – это значит «много этилена», а «полипропилен» – «много пропилена». А что же такое этилен и пропилен?

В обычных условиях оба этих химических соединения представляют собой горючие газы. Формула этилена – С 2 Н 4 , формула пропилена – С 3 Н 6 . Они занимают первую и вторую строчки класса соединений, который носит название «алкены», или «ациклические непредельные углеводороды». Их общая формула – С n Н 2 n , то есть атомов водорода (Н) в молекуле любого алкена всегда вдвое больше, чем атомов углерода (С). Значит, третий в ряду будет иметь формулу С 4 Н 8 , четвертый – С 5 Н 10 и т. д.

Полиэтилен в гранулах

С этиленом и пропиленом мы разобрались, идем дальше. В чем отличие полиэтилена от полипропилена, и как из горючих газов получается популярный упаковочный материал? При производстве полиэтилена и полипропилена применяется особый процесс. Он носит название «полимеризация». Суть его в том, что из молекул газа получают длинные цепочки, состоящие из огромного количества «кирпичиков», каждый из которых – звено С 2 Н 4 (для полиэтилена) или С 3 Н 6 (для полипропилена). Материал из подобных цепочек-полимеров имеет свойства, в корне отличающиеся от свойств исходных молекул, хотя химическая формула остается почти такой же: (С 2 Н 4) n и (С 3 Н 6) n , где n – количество звеньев в молекуле полиэтилена или полипропилена.

Сравнение эксплуатационных качеств

Данные материалы являются соседями по группе алкенов, поэтому по физическим качествам у них много общего. Но пропилен все же обладает в целом более высокими прочностными характеристиками. Например, по шкале твердости Бринелля полиэтилен имеет показатель 1,4-2,5 кгс/мм², а полипропилен – 6,0-6,5 кгс/мм². По остальным же показателям различия не столь заметны. Области применения обоих материалов также имеют много схожего.

Они используются при производстве упаковочных материалов, пластиковой посуды, труб. Вспененные полимеры востребованы как теплоизоляционный материал. Широко применяются для изготовления сополимеров (в их состав входят различные структурные звенья, например – полиэтилен и полипропилен или какой-то другой полимер). Производство диэлектриков, предметов домашнего обихода, декоративных изделий – перечислять области, где без них не обойтись, можно долго.

Одна из модификаций полиэтилена – сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности – имеет очень высокие прочностные характеристики. В связи с этим материал используется там, где необходима особая прочность. Например, при создании бронежилетов, касок, бронепанелей. По ряду параметров его характеристики выше, чем у кевлара, который также применяется для изготовления бронежилетов.

Таблица

Приведенная ниже таблица позволит наиболее полно ответить на вопрос, в чем разница между полиэтиленом и полипропиленом.

	Полиэтилен	Полипропилен
Химическая формула	(С 2 Н 4) n	(С 3 Н 6) n
Прочность (по Бринеллю)	1,4-2,5 кгс/мм²	6,0-6,5 кгс/мм²
Химические свойства	Устойчив к большинству кислот, разрушается только при воздействии азотной кислоты (насыщенности не менее 50 процентов) и некоторых других едких веществ	Заметное разрушающее воздействие оказывают: концентрированная азотная кислота, хлорсульфоновая кислота, некоторые другие едкие вещества
Температура плавления	+103-137 градусов по Цельсию (разные марки)	+130-171 градус по Цельсию (разные марки)
Область применения	Строительство, производство упаковочных материалов, пластиковой посуды, диэлектриков, броневых панелей (сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности) и многое другое	Тара, различные пленки (в том числе упаковочные), трубы, нити, волокна и многое другое

04:43:38 - 25.02.2019

Что такое полипропилен?

________________

Полипропилен – это материал, который получается посредством полимеризации пропилена с использованием металлокомплексных катализаторов.

Полипропилен имеет международное название РР. Материал получают в условиях, близких к условиям производства полиэтилена низкого давления. Тип полимера и их смеси получают в зависимости от применяемого катализатора. Выпускаемый полипропилен представляет собой порошок или гранулы белого цвета. К потребителю полипропилен поступает окрашенным, стабилизированным или неокрашенным.

В настоящее время полипропилен может иметь молекулярную структуру трех основных типов: синдиотактическую, изотактическую и атактическую. Синдиотактическая и изотактическая структуры могут иметь различную степень совершенства пространственной регулярности. Стереоизомеры материала способны иметь различные физические, механические и химические свойства. Что касается атактического полипропилена, то это каучукоподобный материал, который отличается высокой текучестью, плотностью порядка 850 кг/м³, температурой плавления в районе 80 градусов Цельсия, а также отличной растворимостью в диэтиловом эфире.

Физико-механические свойства полипропилена выгодно отличаются от характеристик полиэтилена. Плотность полипропилена составляет всего 0,91 г/куб.см., что является минимальным показателем среди пластмасс. При этом материал обладает более высокой твердостью, он является стойким к истиранию, обладает более высокой термостойкостью. Полипропилен начинает размягчаться только при температуре выше 140 градусов Цельсия, а температура его плавления достигает 175 градусов. Полипропилен практически не подвержен коррозионному растрескиванию.

Среди прочих характеристик полипропилена можно выделить высокую чувствительность к кислороду и свету. Чувствительность может быть снижена благодаря введению соответствующих стабилизаторов. Поведение полипропилена во многом зависит от температуры и скорости приложения нагрузки. Значение показателей механических свойств полипропилена будет тем выше, чем ниже скорость растяжения материала. При высоких скоростях растяжения материала разрушающее напряжение будет существенно ниже предела текучести полипропилена при растяжении.

Особого внимания заслуживают химические свойства полипропилена. Материал, из которого изготавливаются хозяйственные сумки , обладает высокой химической стойкостью. Существенное влияние на него оказывают только сильные окислители. Даже концентрированная серная кислота и 30%-ная перекись водорода оказывают незначительное воздействие при комнатной температуре. К деструкции полимера приводит только продолжительный контакт с этими средами при температуре 60 градусов Цельсия.

Что касается органических растворителей, то при воздействии таковых на полипропилен при комнатной температуре наблюдается незначительное набухание материала. При температуре свыше 100 градусов Цельсия полипропилен растворяется в толуоле, бензоле и других ароматических углеводородах.

Химическая формула полипропилена

Полипропилен представляет собой водостойкий материал. Даже при длительном контакте с водой при комнатной температуре, например, на протяжении полугода, водопоглощение полипропилена не превышает 0,5%. При температуре 60 градусов Цельсия водопоглощение материала достигает всего 2%.

Что касается теплофизических свойств полипропилена, то температура плавления материала оказывается намного выше по сравнению с полиэтиленом. Следовательно, полипропилен обладает более высокой температурой плавления. Для чистого изотактического полипропилена она составляет 176 градусов Цельсия. Максимальная температура эксплуатации материала составляет 120-140 градусов Цельсия. Каждое изделие из полипропилена способно выдержать кипячение, а также может подвергаться паром без изменения механических свойств и формы.

Полипропилен обладает меньшей морозостойкостью по сравнению с полиэтиленом (другие упаковочные материалы для переезда ). Температура его хрупкости находится в границах от -5 до -15 градусов Цельсия. Чтобы повысить морозостойкость, в макромолекулу изотактического полипропилена вводят звенья этилена.

Переработка материала подразумевает формование посредством методов экструзии, пневмо- и вакуумформования, а также инжекционного, экструзионно-выдувного, инжекционно-выдувного, компрессионного формования. В отдельных случаях применяется технология литья под давлением.

Полипропиленовые мешки

В настоящее время полипропилен применяется при производстве различных пленок, в том числе и упаковочных, тары, мешков , труб, предметов домашнего обихода, деталей технической аппаратуры, нетканых материалов. Полипропилен может выступать в качестве электроизоляционного материала, материала для обустройства шумо- и виброизоляции межэтажных перекрытий в системах «плавающий пол»

В современных внутридомовых инженерных системах водоснабжения, отопления, канализации все реже можно увидеть металлические трубы. Их практически вытеснили полимерные аналоги: трубы из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полибутена.

Чаще используются первые два вида – полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП). Трубы из них получают весомые преимущества по сравнению с металлическими: они легче по весу, что облегчает монтаж и транспортировку, не подвержены коррозии, и выдерживают высокие температуры.

При выборе труб учитываются химические, физические и эксплуатационные свойства обоих типов.

Часто в быту принято упрощать деление труб на металлические и неметаллические. Все трубы, сделанные не из стали или меди, называют пластиковыми. Действительно, внешне полиэтиленовые и полипропиленовые изделия схожи и напоминают пластмассовые, свойства тех и других труб идентичны, оба вида:

низкая температура плавления, по сравнению с металлическими (при сильном нагреве они размягчаются и провисают);
малый вес, благодаря которому их легче транспортировать и устанавливать.
устойчивость к механическим повреждениям – ударам, вибрации;
они не боятся щелочных реагентов в водопроводной воде;
не проводят электрический ток;
подвержены разрушению под воздействием ультрафиолета;
не подлежат сгибанию, т.к. ломаются при сильном давлении на разрыв.

Существенный плюс неметаллических изделий для инженерных систем – стойкость к органическому и неорганическому осадку.

Металл взаимодействует с кислородом и солями щелочноземельных металлов (солями жесткости), находящимся в воде и приводит к образованию осадка, который постепенно утолщается, что совершенно не грозит полиэтиленовым и полипропиленовым трубам, которые не засоряются даже через десятилетия эксплуатации, т.к. имеют гладкую внутреннюю поверхность.

Отличия полиэтиленовых и полипропиленовых труб

Несмотря на внешнюю схожесть, ПП и ПЭ трубы имеют ряд существенных отличий:

разную химическую формулу — (СH2)n для полиэтилена и (C3H6)n для полипропилена;
разную температуру плавления – полипропилен более устойчив к нагреву и плавится при 160-180°С, тогда как полиэтилен выдерживает в средне 103°С (в зависимости от типа ПЭ);
допустимое давление – для ПП – до 20 атмосфер, для ПЭ – 16 атмосфер.