Polüetüleen ja polüpropüleen: sarnasused ja erinevused

Polüpropüleen ja polüetüleen on ühed levinumad polümeermaterjalide tüübid. Neid kasutatakse edukalt tööstuses, igapäevaelus, põllumajanduses. Tänu ainulaadsele koostisele on need praktiliselt võrratud. Vaatleme üksikasjalikumalt polüpropüleeni ja polüetüleeni peamisi sarnasusi ja erinevusi, samuti materjalide ulatust.

Nagu enamik neist teadusterminitest, laenati ka materjalide nimetused kreeka keelest. Mõlema sõna eesliide polü- on tõlgitud kreeka keelest kui "palju". Polüetüleen on palju etüleeni ja polüpropüleen on palju propüleeni. See tähendab, et algolekus on materjalid tavalised põlevad gaasid, mille valemid on:

• C2H4 - polüetüleen;

• C3H6 - polüpropüleen.

Mõlemad gaasilised ained kuuluvad spetsiaalsete ühendite, nn alkeenide ehk atsükliliste küllastumata süsivesinike hulka. Neile tahke struktuuri andmiseks viiakse läbi polümerisatsioon - kõrgmolekulaarse aine loomine, mis moodustub madala molekulmassiga ainete üksikute molekulide kombineerimisel kasvavate polümeeri molekulide aktiivsete keskustega.

Selle tulemusena moodustub tahke polümeer, mille keemiline alus on ainult süsinik ja vesinik. Materjalide individuaalsed omadused kujundatakse ja parandatakse nende koostisesse spetsiaalsete lisandite ja stabilisaatorite lisamisega.

Polüpropüleenil ja polüetüleenil pole primaarsete toorainete kujul praktiliselt mingit erinevust - neid toodetakse peamiselt väikeste kuulide või plaatidena, mis lisaks koostisele võivad erineda ainult suuruse poolest. Hiljem valmistatakse neist sulatamise või pressimise teel erinevaid tooteid: veetorusid, mahuteid ja pakendeid, paadikere ja palju muud.

Pärast polümerisatsiooniprotsessi on polüetüleen tahke materjal, mille puutepind on ebatavaline, justkui kaetud väikese vahakihiga. Madala tiheduse tõttu on see veest kergem ja sellel on kõrged omadused:

• viskoossus;
• paindlikkus;
• elastsus.

Polüetüleen on suurepärane dielektrik, vastupidav radioaktiivsele kiirgusele. See näitaja on kõigi sarnaste polümeeride seas kõrgeim. Füsioloogiliselt on materjal täiesti kahjutu, seetõttu kasutatakse seda laialdaselt erinevate toiduainete ladustamiseks või pakendamiseks mõeldud toodete valmistamisel. Kvaliteeti kaotamata suudab see vastu pidada üsna laiale temperatuurivahemikule: -250 kuni + 90 °, olenevalt selle kaubamärgist ja tootjast. Isesüttimistemperatuur on +350°.

Polüetüleen on väga vastupidav paljudele orgaanilistele ja anorgaanilistele hapetele, leelistele, soolalahustele, mineraalõlidele, aga ka erinevatele alkoholi sisaldavatele ainetele. Kuid samal ajal, nagu polüpropüleen, kardab see kokkupuudet võimsate anorgaaniliste oksüdeerivate ainetega nagu HNO3 ja H2SO4, aga ka mõne halogeeniga. Isegi nende ainete kerge mõju põhjustab selle pragunemist.

Polüpropüleen on kõrge löögi- ja kulumiskindlusega, veekindel, talub korduvaid painutusi ja kõverusi ilma kvaliteeti kaotamata. Materjal on füsioloogiliselt kahjutu, seetõttu sobivad sellest valmistatud tooted toidu ja joogivee hoidmiseks. See on lõhnatu, ei vaju vette, ei eraldu süütamisel suitsu, vaid sulab tilkades.

Halogeenid, erinevad oksüdeerivad gaasid ja suure kontsentratsiooniga oksüdeerivad ained, nagu HNO3 ja H2SO4, mõjutavad negatiivselt polüpropüleentoodete terviklikkust. Isesüttib +350° juures. Üldiselt on polüpropüleeni keemiline vastupidavus samal temperatuurirežiimil peaaegu sama, mis polüetüleenil.

Polüetüleeni valmistatakse etüleengaasi polümeriseerimisel kõrgel või madalal rõhul. Kõrgsurvel toodetud materjali nimetatakse madala tihedusega polüetüleeniks (LDPE) ja see polümeriseeritakse torureaktoris või spetsiaalses autoklaavis. Madala rõhu ja suure tihedusega polüetüleen (HDPE) saadakse gaasifaasi või komplekssete metallorgaaniliste katalüsaatorite abil.

Polüpropüleeni (propüleengaas) tootmise lähteainet toodetakse naftasaaduste töötlemisel. Selle meetodiga eraldatud fraktsioon, mis sisaldab ligikaudu 80% vajalikust gaasist, läbib täiendava puhastamise liigse niiskuse, hapniku, süsiniku ja muude lisandite eest. Tulemuseks on kõrge kontsentratsiooniga propüleengaas: 99–100%. Seejärel polümeriseeritakse gaasiline aine spetsiaalsete katalüsaatorite abil keskmise rõhu all spetsiaalses vedelas monomeerses keskkonnas. Gaasi etüleeni kasutatakse sageli kopolümeerina.

Polüpropüleeni, nagu ka klooritud PVC-d (polüvinüülkloriid), kasutatakse aktiivselt veetorude tootmisel, samuti elektrikaablite ja -juhtmete isolatsioonina. Tänu ioniseerivale kiirgusele vastupidavusele kasutatakse polüpropüleenist tooteid laialdaselt meditsiinis ja tuumatööstuses. Polüetüleen, eriti kõrgsurve, on vähem tugevust. Seetõttu kasutatakse seda sagedamini erinevate konteinerite (PET), tentide, pakkematerjalide, soojusisolatsioonikiudude tootmisel.

Materjali valik sõltub konkreetse toote tüübist ja selle eesmärgist. Polüpropüleen on kergem, esinduslikum, vähem saastunud ja kergemini puhastatav kui polüetüleen. Kuid toorainete kõrge hinna tõttu on polüpropüleenist toodete tootmiskulud suurusjärgus kõrgemad. Näiteks, samade tööomadustega on polüetüleenpakend peaaegu poole odavam.