Polietilenas ir polipropilenas: panašumai ir skirtumai

Polipropilenas ir polietilenas yra vieni iš labiausiai paplitusių polimerinių medžiagų rūšių. Jie sėkmingai naudojami pramonėje, kasdieniame gyvenime ir žemės ūkyje. Dėl savo unikalios sudėties jie praktiškai neturi analogų. Atidžiau pažvelkime į pagrindinius polipropileno ir polietileno panašumus ir skirtumus bei medžiagų apimtį.

Kaip ir dauguma tokių mokslinių terminų, medžiagų pavadinimai buvo pasiskolinti iš graikų kalbos. Priešdėlis poli, esantis abiejuose žodžiuose, iš graikų kalbos išverstas kaip „daug“. Polietilene yra daug etileno, o polipropilene yra daug propileno. Tai yra, pradinėje būsenoje medžiagos yra paprastos degiosios dujos, kurių formulės:

• C2H4 - polietilenas;

• C3H6 - polipropilenas.

Abi šios dujinės medžiagos priklauso ypatingiems junginiams, vadinamiesiems alkenams arba acikliniams nesotiesiems angliavandeniliams. Norint suteikti jiems tvirtą struktūrą, atliekama polimerizacija – didelės molekulinės masės medžiagos kūrimas, kuris susidaro sujungiant atskiras mažos molekulinės masės medžiagų molekules su aktyviais augančių polimerų molekulių centrais.

Dėl to susidaro kietas polimeras, kurio cheminė bazė yra tik anglis ir vandenilis. Tam tikros medžiagų charakteristikos formuojamos ir sustiprinamos į jų sudėtį įdedant specialių priedų ir stabilizatorių.

Kalbant apie pirminių žaliavų formą, polipropilenas ir polietilenas praktiškai nesiskiria - jie daugiausia gaminami mažų rutuliukų ar plokštelių pavidalu, kurie, be sudėties, gali skirtis tik dydžiu. Tik tuomet iš jų lydant ar presuojant gaminami įvairūs gaminiai: vandentiekio vamzdžiai, konteineriai ir pakuotės, korpusai valtims ir daug daugiau.

Po polimerizacijos proceso polietilenas yra kieta medžiaga su neįprastu lytėjimo paviršiumi, tarsi padengta nedideliu vaško sluoksniu. Dėl mažo tankio rodiklių jis yra lengvesnis už vandenį ir pasižymi aukštomis savybėmis:

• klampumas;
• lankstumas;
• elastingumas.

Polietilenas yra puikus dielektrikas, atsparus radioaktyviajai spinduliuotei. Šis rodiklis yra didžiausias tarp visų panašių polimerų. Fiziologiškai medžiaga yra visiškai nekenksminga, todėl plačiai naudojama gaminant įvairius produktus maistui laikyti ar pakuoti. Neprarandant kokybės, jis gali atlaikyti gana platų temperatūrų diapazoną: nuo -250 iki + 90 °, priklausomai nuo prekės ženklo ir gamintojo. Savaiminio užsidegimo temperatūra yra + 350 °.

Polietilenas yra labai atsparus daugeliui organinių ir neorganinių rūgščių, šarmų, druskos tirpalų, mineralinių aliejų, taip pat įvairioms alkoholio turinčioms medžiagoms. Tačiau tuo pačiu metu, kaip ir polipropilenas, jis bijo kontakto su galingais neorganiniais oksidatoriais, tokiais kaip HNO3 ir H2SO4, taip pat su kai kuriais halogenais. Net ir nedidelis šių medžiagų poveikis sukelia įtrūkimus.

Polipropilenas pasižymi dideliu atsparumu smūgiams ir dilimui, yra atsparus vandeniui, atlaiko daugybę lenkimų ir lūžimų neprarandant kokybės. Medžiaga fiziologiškai nekenksminga, todėl iš jos pagaminti produktai tinka maistui ir geriamam vandeniui laikyti. Jis bekvapis, neskęsta vandenyje, užsidegęs neskleidžia dūmų, o tirpsta lašeliais.

Halogenai, įvairios oksiduojančios dujos ir didelės koncentracijos oksidatoriai, tokie kaip HNO3 ir H2SO4, neigiamai veikia polipropileno gaminių vientisumą. Savaime užsidega esant + 350 °. Apskritai, polipropileno cheminis atsparumas esant tam pačiam temperatūros režimui yra beveik toks pat kaip ir polietileno.

Polietilenas gaminamas polimerizuojant etileno dujas esant aukštam arba žemam slėgiui. Medžiaga, pagaminta esant aukštam slėgiui, vadinama mažo tankio polietilenu (LDPE) ir polimerizuojama vamzdiniame reaktoriuje arba specialiame autoklave. Žemo slėgio didelio tankio polietilenas (HDPE) gaminamas naudojant dujinę fazę arba sudėtingus organometalinius katalizatorius.

Polipropileno (propileno dujų) gamybos žaliava išgaunama rafinuojant naftos produktus. Šiuo metodu išskirta frakcija, kurioje yra apie 80 % reikalingų dujų, papildomai išvaloma nuo drėgmės pertekliaus, deguonies, anglies ir kitų priemaišų. Rezultatas yra didelės koncentracijos propileno dujos: 99-100%. Tada, naudojant specialius katalizatorius, dujinė medžiaga polimerizuojama esant vidutiniam slėgiui specialioje skystoje monomerinėje terpėje. Etileno dujos dažnai naudojamos kaip kopolimeras.

Polipropilenas, kaip ir chloruotas PVC (polivinilchloridas), aktyviai naudojamas vandens vamzdžių gamyboje, taip pat elektros kabelių ir laidų izoliacijai. Dėl atsparumo jonizuojančiai spinduliuotei polipropileno gaminiai plačiai naudojami medicinoje ir branduolinėje pramonėje. Polietilenas, ypač aukšto slėgio polietilenas, yra mažiau patvarus. Todėl jis dažniau naudojamas įvairių tarų (PET), brezentų, pakavimo medžiagų, termoizoliacinių pluoštų gamyboje.

Medžiagos pasirinkimas priklausys nuo konkretaus gaminio tipo ir jo paskirties. Polipropilenas yra lengvesnis, iš jo pagaminti gaminiai atrodo labiau reprezentatyvūs, mažiau užteršti ir lengviau valomi nei polietilenas. Tačiau dėl didelių žaliavų kainų polipropileno gaminių gamybos sąnaudos yra daug didesnės. Pavyzdžiui, su tokiomis pačiomis eksploatacinėmis savybėmis polietileno pakuotė kainuoja beveik perpus.