Wann sollte Polypropylen verwendet werden

Polypropylen ist sehr jung, aber seine Geschichte ist von einem explosiven Wachstum geprägt. J. Paul Hogan und Robert Banks polymerisierten diesen Kunststoff erstmals 1951, und drei Jahre später polymerisierten Giulio Natta und Karl Rehn dieses Material zu einem kristallinen isotaktischen Polymer. Diese bahnbrechende Entdeckung brachte Polypropylen 1957 in die großtechnische kommerzielle Produktion und ist heute der zweitbeliebteste und profitabelste Kunststoff in der Fertigungsindustrie.

Jüngsten Untersuchungen zufolge hatte der Weltmarkt für Polypropylen im Jahr 2019 einen Wert von etwa 126,03 Milliarden US-Dollar, und die aktuelle Nachfrage nach diesem Kunststoff liegt bei fast 62 Millionen Tonnen pro Jahr. Darüber hinaus wird erwartet, dass der Polypropylen-Umsatz bis 2021 jährlich um 5,8 % wachsen wird. Dieses unglaublich beliebte und vielseitige Material findet sich in vielen Konsumgütern, von Teppichen über Sportbekleidung bis hin zu medizinischen Laborgeräten.

Was ist Polypropylen? Wie wird es gemacht? Erfahren Sie alles über einen der beliebtesten Kunststoffe in der heutigen Fertigungsindustrie, von den chemischen Eigenschaften bis hin zu seiner Verwendung.

Was ist Polypropylen?

Polypropylen ist ein thermoplastisches Polymerharz, das durch Kettenwachstumspolymerisation aus dem Monomer Propylen hergestellt wird. Dieses Material wird oft als „Additionspolymer“ bezeichnet, weil es leicht copolymerisierbar ist, was bedeutet, dass es leicht mit anderen Verbundkunststoffen oder Polymeren wie Polyethylen kombiniert werden kann. Die Copolymerisation verändert die Materialeigenschaften des Kunststoffs leicht, um seine technischen Anwendungen zu erweitern.

Die beiden Haupttypen von Polypropylen sind Homopolymere und Copolymere, und Copolymere können weiter in Blockcopolymere und statistische Copolymere unterteilt werden. Homopolymeres Polypropylen ist das Allzweck-Polypropylen und die am häufigsten verwendete Sorte. Die Co-Monomer-Einheiten von Block-Copolymer-Polypropylen sind in einem regelmäßigen Muster angeordnet und bestehen zwischen fünf und 15 % Ethylen, was das Material schlagfester macht.

Im Gegensatz dazu sind die Comonomereinheiten von Random-Copolymer-Polypropylen in einem unregelmäßigen Muster angeordnet und enthalten nur ein bis sieben Prozent Ethylen, wodurch es besser für Anwendungsfälle geeignet ist, in denen ein formbareres Produkt erforderlich ist.

Die Anpassungsfähigkeit, Stärke und Vielseitigkeit von Polypropylen haben es zu einem Favoriten unter den Herstellern und zu einem wichtigen Akteur in dieser sich schnell verändernden Branche gemacht. Übliche Anwendungen sind Seile, Polster, Autobatterien, Verpackungen, Armaturenbretter und wiederverwendbare Behälter. Polypropylen ist auch eines der wenigen Fertigungsmaterialien, das sowohl als Kunststoffmaterial als auch als Faser fungieren kann.

Tatsächlich findet sich Polypropylen häufig in thermoplastischen faserverstärkten Verbundwerkstoffen. Polypropylen eignet sich sehr gut für das Spritzgießen – Polypropylen-Pellets lassen sich aufgrund ihrer niedrigen Schmelzviskosität bemerkenswert schnell und einfach formen. Polypropylen kann auch bei der CNC-Bearbeitung verwendet werden, solange der Ingenieur über eine hochwertige Ausrüstung verfügt, die sicherstellt, dass das Material nicht verklebt oder durch die Hitze des CNC-Schneidegeräts schmilzt.

Chemische und mechanische Eigenschaften

Polypropylen wird oft als „Stahl“ der Kunststoffindustrie bezeichnet, weil es ein außergewöhnlich zähes Material ist. Es ist beständig gegen Sonne, Schimmel, Fäulnis, Bakterien, Öle, Lösungsmittel, Wasser und starke körperliche Beanspruchung, während es gleichzeitig leicht und flexibel bleibt. Polypropylen ist sehr elastisch und verformt sich, ohne bei starkem Biegen oder Biegen zu brechen, was es besonders nützlich für die Herstellung lebender Scharniere macht. Polypropylen ist in vielen elektrischen Komponenten zu finden, da es wasserdicht und sehr widerstandsfähig gegen Elektrizität ist.

Aus gestalterischer Sicht bevorzugen viele Projektmanager die Arbeit mit Polypropylen, da es leicht transparent gemacht werden kann, obwohl es bei der Produktion normalerweise undurchsichtig ist. Für Anwendungen, bei denen eine gewisse Lichtdurchlässigkeit wichtig ist oder den ästhetischen Wert des Produkts erhöht, ist Polypropylen eine ausgezeichnete Wahl.

Vor- und Nachteile von Polypropylen

Die hervorragenden chemischen und mechanischen Eigenschaften von Polypropylen machen es bei Ingenieuren sehr beliebt. Es ist leicht verfügbar, kostengünstig herzustellen, und die neueren Versionen von Polypropylen haben eine gummiartige Zusammensetzung, die für noch innovativere Anwendungsfälle verwendet werden kann. Polypropylen ist außerdem leicht recycelbar und eine gute Alternative zu BPA-Verpackungen.

Polypropylen hat jedoch seine Nachteile. Beispielsweise schränken die leichte Entflammbarkeit und der hohe Wärmeausdehnungskoeffizient dieses Materials seine Hochtemperaturanwendungen ein. Es besteht auch die Gefahr von Oxidation, UV-Zersetzung und chlorierten Lösungsmitteln. Darüber hinaus sollten Designer beachten, dass Polypropylen schwierig zu lackieren sein kann, da es eine rutschige Oberfläche hat, die sich nur schwer mit anderen Materialien verbinden lässt.

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Abgesehen von diesen Schwachstellen ist Polypropylen ein Material, das jeder Hersteller in seinem Repertoire haben sollte. Es ist langlebig, kostengünstig und seine hervorragenden chemischen und mechanischen Eigenschaften machen es für eine Vielzahl von Anwendungsfällen anwendbar. Die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Fertigungspartner kann Ihnen dabei helfen, das Beste aus diesem Material herauszuholen.

Wenn Sie daran interessiert sind, Polypropylen für Ihr nächstes Projekt zu verwenden, hilft Ihnen das Team von Fast Radius gerne weiter. Unsere Projektdesigner und Ingenieure verfügen über jahrelange Branchenerfahrung in der Arbeit mit diesem Material und Hunderten von anderen. Wir sind in der Lage, Sie durch den gesamten Herstellungsprozess zu führen, vom Design und Prototyping bis zur Erfüllung, und bieten wichtige Überlegungen zur Optimierung Ihres Teils auf diesem Weg. Kontaktieren Sie uns noch heute für ein Angebot.

Um mehr über Herstellungsmaterialien zu erfahren, sehen Sie sich die entsprechenden Blog-Artikel im Ressourcenzentrum von Fast Radius an.

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