Polyethylen a polypropylen: podobnosti a rozdíly

Polypropylen a polyethylen jsou některé z nejběžnějších typů polymerních materiálů. Úspěšně se používají v průmyslu, každodenním životě a zemědělství. Díky svému jedinečnému složení prakticky nemají obdoby. Podívejme se blíže na hlavní podobnosti a rozdíly mezi polypropylenem a polyethylenem a také na rozsah materiálů.

Stejně jako většina takových vědeckých termínů byly názvy materiálů vypůjčeny z řeckého jazyka. Předpona poly, přítomná v obou slovech, je přeložena z řečtiny jako „mnoho“. Polyetylen je hodně ethylen a polypropylen je hodně propylen. To znamená, že v počátečním stavu jsou materiály běžné hořlavé plyny se vzorci:

• C2H4 - polyethylen;

• C3H6 - polypropylen.

Obě tyto plynné látky patří ke speciálním sloučeninám, tzv. alkenům, neboli acyklickým nenasyceným uhlovodíkům. Pro získání pevné struktury se provádí polymerace - tvorba vysokomolekulární hmoty, která vzniká spojením jednotlivých molekul nízkomolekulárních látek s aktivními centry rostoucích molekul polymeru.

V důsledku toho vzniká pevný polymer, jehož chemickým základem je pouze uhlík a vodík. Určité vlastnosti materiálů se formují a zlepšují přidáním speciálních přísad a stabilizátorů do jejich složení.

Z hlediska podoby primárních surovin se polypropylen a polyethylen prakticky neliší – vyrábí se především ve formě malých kuliček nebo destiček, které se kromě složení mohou lišit pouze velikostí. Teprve poté se z nich tavením nebo lisováním vyrábějí různé produkty: vodní dýmky, nádoby a obaly, trupy lodí a mnoho dalšího.

Po procesu polymerace je polyetylen tvrdý materiál s neobvyklým dotykovým povrchem, jakoby pokrytý malou vrstvou vosku. Díky indikátorům nízké hustoty je lehčí než voda a má vysoké vlastnosti:

• viskozita;
• flexibilita;
• pružnost.

Polyethylen je vynikající dielektrikum, odolné vůči radioaktivnímu záření. Tento ukazatel je nejvyšší ze všech podobných polymerů. Fyziologicky je materiál absolutně nezávadný, proto je široce používán při výrobě různých produktů pro skladování nebo balení potravin. Bez ztráty kvality vydrží poměrně široký rozsah teplot: od -250 do + 90 °, v závislosti na značce a výrobci. Teplota samovznícení je + 350 °.

Polyetylen je vysoce odolný vůči řadě organických a anorganických kyselin, zásadám, solným roztokům, minerálním olejům a také různým látkám s obsahem alkoholu. Zároveň se ale stejně jako polypropylen bojí kontaktu se silnými anorganickými oxidanty, jako jsou HNO3 a H2SO4, a také s některými halogeny. I nepatrný účinek těchto látek vede k praskání.

Polypropylen má vysokou rázovou houževnatost a odolnost proti opotřebení, je voděodolný a odolává vícenásobným ohybům a zlomům bez ztráty kvality. Materiál je fyziologicky nezávadný, proto jsou výrobky z něj vhodné pro skladování potravin a pitné vody. Je bez zápachu, neklesá ve vodě, při zapálení nevypouští kouř, ale taje v kapičkách.

Halogeny, různé oxidační plyny a oxidační činidla o vysoké koncentraci, jako je HNO3 a H2SO4, nepříznivě ovlivňují integritu polypropylenových výrobků. Samozápalnost při + 350 °. Obecně je chemická odolnost polypropylenu při stejném teplotním režimu téměř stejná jako u polyethylenu.

Polyethylen se vyrábí polymerací plynného ethylenu při vysokém nebo nízkém tlaku. Materiál vyrobený pod vysokým tlakem se nazývá nízkohustotní polyethylen (LDPE) a polymeruje se v trubkovém reaktoru nebo speciálním autoklávu. Nízkotlaký vysokohustotní polyethylen (HDPE) se vyrábí pomocí plynných nebo komplexních organokovových katalyzátorů.

Surovina pro výrobu polypropylenu (propylenový plyn) se získává rafinací ropných produktů. Frakce izolovaná touto metodou, obsahující přibližně 80 % požadovaného plynu, podléhá dodatečnému čištění od přebytečné vlhkosti, kyslíku, uhlíku a dalších nečistot. Výsledkem je plynný propylen o vysoké koncentraci: 99-100 %. Poté se pomocí speciálních katalyzátorů plynná látka polymeruje za středního tlaku ve speciálním kapalném monomerním médiu. Jako kopolymer se často používá plynný ethylen.

Polypropylen, stejně jako chlorované PVC (polyvinylchlorid), se aktivně používá při výrobě vodovodních potrubí a také jako izolace elektrických kabelů a vodičů. Díky odolnosti vůči ionizujícímu záření jsou polypropylenové výrobky široce používány v lékařství a jaderném průmyslu. Polyethylen, zejména vysokotlaký polyetylén, je méně odolný. Proto se častěji používá při výrobě různých kontejnerů (PET), plachet, obalových materiálů, tepelně izolačních vláken.

Výběr materiálu bude záviset na typu konkrétního výrobku a jeho účelu. Polypropylen je lehčí, výrobky z něj vypadají reprezentativněji, jsou méně náchylné ke kontaminaci a snadněji se čistí než polyethylen. Ale kvůli vysokým nákladům na suroviny jsou náklady na výrobu polypropylenových výrobků o řád vyšší. Například, se stejnými výkonnostními charakteristikami jsou polyetylenové obaly téměř poloviční.