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Polipropileno

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Polipropileno
Polipropileno
Nome químico poli(1-metiletileno)
Sinónimos Polipropileno; Polipropeno;
Fórmula química -(C3H6)-n
Monómero Propileno (Propeno)
número CAS 9003-07-0 (atactico)
25085-53-4 (isotáctico)
26063-22-9 (sindiotáctico)
Densidade Amorfo: 0.85 g/cm3

Semicristalino: 0.95 g/cm3

temperatura de fusão 173 °C
Temperatura de degradação 286 °C

O polipropileno (PP) é o polímero termoplástico, parcialmente cristalino, que se obtém da polimerización do propileno (ou propeno). Pertence ao grupo das poliolefinas e é utilizado em uma ampla variedade de aplicações que incluem empaques para alimentos, tecidos, equipa de laboratório, componentes automotrices e filmes transparentes. Tem grande resistência contra diversos solventes químicos, bem como contra álcalis e ácidos.

Conteúdo

Estrutura química

Por seu mecanismo de polimerización, o PP é um polímero de reacção em corrente ("de adição" segundo a antiga nomenclatura de Carothers). Por sua composição química é um polímero vinílico (corrente principal formada exclusivamente por átomos de carbono) e em particular uma poliolefina.


Tacticidad

As moléculas de PP compõem-se de uma corrente principal de átomos de carbono enlaçados entre si, da qual penduram grupos metilo (CH3-) a um ou outro lado da corrente. Quando todos os grupos metilo estão do mesmo lado se fala de "polipropileno isotáctico"; quando estão alternados a um ou outro lado, de "polipropileno sindiotáctico"; quando não têm uma ordem aparente, de "polipropileno atáctico". As propriedades do PP dependem enormemente do tipo de tacticidad que apresentem suas moléculas.

As imagens seguintes ilustram os diferentes tipos de polipropileno segundo seu tacticidad. Os átomos de carbono representam-se em vermelho (grandes) e os de hidrógeno em azul (pequenos).

PP isotáctico.
PP atáctico.

Tipos

PP homopolímero

Denomina-se homopolímero ao PP obtido da polimerización de propileno puro. Segundo seu tacticidad, distinguem-se três tipos:

PP copolímero

Ao acrescentar entre um 5 e um 30% de etileno na polimerización obtém-se um copolímero que possui maior resistência ao impacto que o PP homopolímero. Existem, a sua vez, dois tipos:


Quando a percentagem de etileno supera um verdadeiro valor, a material passa a se comportar como um elastómero, com propriedades muito diferentes do PP convencional. A este produto chama-se-lhe caucho etileno-propileno (EPR, do inglês Ethylene-Propylene Rubber).

Propriedades

O PP isotáctico comercial é muito similar ao polietileno, excepto pelas seguintes propriedades:

O PP tem um grau de cristalinidad intermediário entre o polietileno de alta e o de baixa densidade.

Propriedades mecânicas

PP homopolímero PP copolímero Comentários
Módulo elástico em tracção (GPa) 1,1 a 1,6 0,7 a 1,4
Alongamento de rompimento em tracção (%) 100 a 600 450 a 900 Junto ao polietileno, uma das mais altas de todos os termoplásticos
Ónus de rompimento em tracção (MPa) 31 a 42 28 a 38
Módulo de flexão (GPa) 1,19 a 1,75 0,42 a 1,40
Resistência ao impacto Charpy (kJ/m²) 4 a 20 9 a 40 O PP copolímero possui a maior resistência ao impacto de todos os termoplásticos
Dureza Shore D 72 a 74 67 a 73 Mais duro que o polietileno mas menos que o poliestireno ou o PET

Apresenta muito boa resistência à fadiga, por isso a maioria das peças que incluem articulações utilizam este material.

Propriedades térmicas

PP homopolímero PP copolímero Comentários
Temperatura de fusão (°C) 160 a 170 130 a 168 Superior à do polietileno
Temperatura máxima de uso contínuo (°C) 100 100 Superior ao poliestireno, ao LDPE e ao PVC mas inferior ao HDPE, ao PET e aos "plásticos de engenharia"
Temperatura de transição vítrea (°C) -10 -20

A baixa temperatura o PP homopolímero volta-se frágil (tipicamente em torno dos 0 °C); não tanto o PP copolímero, que conserva seu ductilidad até os -40 °C.

Aplicações

Plastic-recyc-05.svg

O polipropileno tem sido um dos plásticos com maior crescimento nos últimos anos e se prevê que seu consumo continue crescendo mais que o dos outros grandes termoplásticos (PE, PS, PVC, PET). Em 2005 a produção e o consumo de PP na União Européia foram de 9 e 8 milhões de toneladas respectivamente, um volume só inferior ao do PE.[1]

O PP é transformado mediante muitos processos diferentes. Os mais utilizados são:


Uma grande parte dos graus de PP são aptos para contacto com alimentos e uma minoria podem ser usados em aplicações médicas ou farmacêuticas.

Processo de produção

Existem numerosos processos diferentes para a produção de PP. O mais utilizado no mundo actualmente (2002) é o Spherizone de Basell.

Catalizador

O elemento finque no processo é o catalizador utilizado. Podem-se utilizar três tipos de catalizadores; em ordem cronológico de invenção:

Reactores

Os diferentes processos também se diferenciam pelo tipo de reactor utilizado. Hoje em dia (2007) utilizam-se três tipos de reactores:

Controle da polimerización

A maioria dos processos injectam hidrógeno para limitar o peso molecular produzido, já que actua como agente de transferência de corrente.

História

Invenção (1950-1957)

A princípios da década de 1950, numerosos grupos de investigação em todo mundo estavam a trabalhar na polimerización das olefinas, principalmente o etileno e o propileno. Vários deles conseguiram, quase simultaneamente, sintetizar PP sólido em laboratório:[2]

Um lento desenvolvimento (1957-1983)

Ao princípio o uso do PP não se estendeu muito devido a duas razões. Em primeiro lugar, Montecatini viu-se envolvida em uma complexa série de litigios de propriedade intelectual com Phillips, DuPont e Standard Oil, o qual paralisou em grande parte o desenvolvimento industrial do PP. Esta série de litigios só se resolveu completamente em 1989.[3] Por outro lado Montecatini também teve um conflito com Ziegler porque Natta tinha usado seus catalizadores sem permissão para obter polipropileno. Paradoxalmente, o renome obtido por Natta fez que os catalizadores Ziegler chegassem com o tempo a se conhecer como catalizadores Ziegler-Natta e ambos pesquisadores compartilhariam o Prêmio Nobel de Química de 1963.

Em segundo lugar, o PP tinha sérias desventajas em frente ao PE: menos resistência ao calor e à luz e fragilidad a baixa temperatura. O desenvolvimento de antioxidantes específicos solucionou a resistência ao calor e a luz enquanto o problema da baixa temperatura foi resolvido incorporando à formulación do PP pequenas quantidades de outros monómeros como por exemplo o etileno.

Crescimento (de 1983 à actualidade)

Em 1988 o consumo mundial de polipropileno foi de 10 milhões de toneladas anuais.

Produção e consumo nos Estados Unidos e Canadá: 18.000 milhões de libras em 2005 e 18.300 em 2006.[4]


O crescimento da produção de polipropileno tem ido da mão de uma série de fusões entre os principais produtores. Um exemplo é a história da formação de Basell.[5]

Em 1983 Hercules e Montedison uniram sua produção de PP em uma empresa conjunta telefonema Himont, que passou assim a ser o maior produtor mundial, com ao redor de 1,1 milhões de toneladas ano (1,1 Mt/a). Em 1987 Hercules retirou-se de Himont e em 1990 Montedison adquiriu o 100% da empresa, atingindo sua produção quase 1,6 Mt/a. Em 1995 Montedison fundiu Himont com o negócio de Shell no polipropileno, resultando uma nova empresa chamada Montell, com uma capacidade de uns 2,8 Mt/a. Em 1997 Montedison vendeu a Shell sua parte por 2.000 milhões de dólares.[6]

Por outra parte, BASF e Hoechst, duas empresas químicas alemãs, uniram também em 1997 suas actividades de produção de PP em uma empresa comum telefonema Targor. Em 1998 BASF e Shell fundiram suas divisões de polietileno, formando Elenac. O polipropileno veio pouco depois e assim em 1999 BASF e Shell anunciaram a criação de Basell, um gigante das poliolefinas formado pela fusão de Montell, Targor e Elenac. Esta empresa converteu-se no primeiro produtor de polipropileno do mundo, com um 34% de quota de mercado, e principalmente centrado na Europa.

No entanto, a rentabilidad da produção de poliolefinas começou a decaer a partir de 2000. Shell decidiu desprender-se de seus activos petroquímicos e solicitou a BASF pôr em venda Basell. 2005 BASF e Shell venderam Basell a The Chatterjee Group e ao fundo de investimento Access Industries por 4.400 milhões de euros. Chatterjee é a maior accionista de Haldia Petrochemicals, uma petroquímica que, entre outros produtos, fabrica PP mediante um processo licenciado por Basell.

Referências

Generais:


Propriedades:

Aplicações:

Citas em linha:

  1. *Facts & Figures no lugar site de Plastics Europe
  2. Sobre a invenção do PP e os litigios subsiguientes: [1]
  3. Sentença judicial a litigio entre Karl Ziegler e Hercules
  4. Estatísticas do PIPS
  5. Sobre a história recente de Basell: [2]
  6. Reisch, Marc S. (1998). «[Expressão errónea: operador < inesperado From Coal Tar to Crafting a Wealth of Diversity]». Chemical & Engineering News. [3]. 

Enlaces externos

Obtido de http://ks312095.kimsufi.com../../../../articles/a/t/e/Ate%C3%ADsmo.html"