पॉलीप्रोपाइलीन, जिसे पीपी के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, प्रोपलीन के योगात्मक बहुलकीकरण द्वारा निर्मित एक बहुलक है। यह पारदर्शी और हल्के रंग का एक सफेद मोमी पदार्थ है। रासायनिक सूत्र (C 3 H 6 ) n है, और घनत्व 0.89 से 0.91 ग्राम/सेमी 3 है। ज्वलनशील, गलनांक 164 ~ 170 ℃, यह लगभग 155 ° C पर नरम हो जाता है और इसका ऑपरेटिंग तापमान -30 से 140 ° C तक होता है। यह 80 ° C से नीचे एसिड, क्षार, नमक के घोल और कई तरह के कार्बनिक सॉल्वैंट्स द्वारा जंग के लिए प्रतिरोधी है, और उच्च तापमान और ऑक्सीकरण के तहत विघटित हो सकता है। पॉलीप्रोपाइलीन एक है थर्माप्लास्टिक सिंथेटिक रेज़िन उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ। यह एक रंगहीन, पारभासी, हल्के वजन का सामान्य प्रयोजन वाला थर्माप्लास्टिक प्लास्टिक है जिसमें रासायनिक प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध, विद्युत इन्सुलेशन, उच्च शक्ति वाले यांत्रिक गुण और अच्छे उच्च पहनने के प्रतिरोध प्रसंस्करण गुण होते हैं, जिसका व्यापक रूप से कपड़े, कंबल और अन्य फाइबर उत्पादों, चिकित्सा उपकरण, ऑटोमोबाइल, साइकिल, भागों, पाइपलाइनों, रासायनिक कंटेनरों आदि के उत्पादन में उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग भोजन और दवा पैकेजिंग में भी किया जाता है।

27 अक्टूबर, 2017 को विश्व स्वास्थ्य संगठन की कैंसर पर अनुसंधान हेतु अंतर्राष्ट्रीय एजेंसी ने संदर्भ के लिए कार्सिनोजेन्स की एक प्रारंभिक सूची प्रकाशित की, और पॉलीप्रोपाइलीन को वर्ग 3 कार्सिनोजेन्स की सूची में शामिल किया गया।

इतिहास

पहर	विकास
1954	जी. नट्टा पहले व्यक्ति थे जिन्होंने प्रोपलीन को पॉलीप्रोपाइलीन में परिवर्तित किया (उत्प्रेरक के रूप में एल्यूमीनियम-टाइटेनियम क्लोराइड का उपयोग करके) और दिशात्मक बहुलकीकरण के सिद्धांत की स्थापना की, जिसने लोगों का ध्यान आकर्षित किया।
1957	इटली की मोंटेकाटिनी और संयुक्त राज्य अमेरिका की हेक्यूलस ने क्रमशः 6,000 टन/वर्ष और 9,000 टन/वर्ष पॉलीप्रोपाइलीन उत्पादन सुविधाएं स्थापित की हैं।
1960 के दशक के अंत से 1970 के दशक के मध्य तक	पॉलीप्रोपिलीन महान विकास के दौर में प्रवेश कर चुका है।
1980 से पेश करने के लिए	पॉलीप्रोपिलीन उत्पादन सिंथेटिक रेजिन में पहले स्थान पर है और अब दूसरे स्थान पर है polyethylene.
1962	चीन ने पॉलीप्रोपिलीन उत्पादन तकनीक पर अनुसंधान शुरू कर दिया।
1980 के दशक से	चीन में पॉलीप्रोपाइलीन का तेजी से विकास हो रहा है। चीन ने कुछ उन्नत पॉलीप्रोपाइलीन उत्पादन तकनीक और उपकरण पेश किए हैं, और यानशान, यांगज़ी, लियाओयांग आदि में कई बड़े और मध्यम आकार के पॉलीप्रोपाइलीन उत्पादन सुविधाएं स्थापित की हैं। विभिन्न स्थानों पर बड़ी संख्या में छोटे पैमाने पर पॉलीप्रोपाइलीन उत्पादन सुविधाएं भी बनाई गई हैं, जिन्होंने आपूर्ति और मांग के बीच विरोधाभास को कम करने में एक निश्चित भूमिका निभाई है। उत्पादन पैमाने में पर्याप्त वृद्धि ने चीन के पॉलीप्रोपाइलीन राल उत्पादन को तेजी से विकास के चरण में प्रवेश करने के लिए प्रेरित किया है।
2012	चीन की पीपी उत्पादन क्षमता 12.967 मिलियन टन तक पहुंच गयी।
2015	चीन की पीपी उत्पादन क्षमता 20.13 मिलियन टन/वर्ष है।

भौतिक और रासायनिक गुण

1. गंधहीन, स्वादहीन, गैर विषैला। यह आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले रेजिन में सबसे हल्का है;

2. उत्कृष्ट यांत्रिक गुण, जिसमें तन्य शक्ति, संपीड़न शक्ति और कठोरता, उत्कृष्ट कठोरता और झुकने की थकान प्रतिरोध शामिल है। पीपी से बना चल काज बिना किसी नुकसान के 7 × 10 7 बार से अधिक तह और झुकने का सामना कर सकता है, और कम तापमान पर प्रभाव शक्ति खराब है। पीपी की तन्य शक्ति आम तौर पर 21-39 एमपीए है; झुकने की शक्ति 42-56 एमपीए है, संपीड़न शक्ति 39-56 एमपीए है, टूटने पर बढ़ाव 200% ~ 400% है, नोकदार प्रभाव शक्ति 2.2-5 kJ / ㎡ है, और कम तापमान नोकदार प्रभाव शक्ति 1-2 kJ / ㎡ है। रॉकवेल कठोरता R95 ~ 105।

3. अच्छा गर्मी प्रतिरोध, निरंतर उपयोग तापमान 110-120 ℃ तक पहुंच सकता है।

4. अच्छी रासायनिक स्थिरता। यह मजबूत ऑक्सीडेंट को छोड़कर अधिकांश रसायनों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। विलायक कमरे के तापमान पर पीपी को भंग नहीं कर सकते। केवल कुछ हलोजनयुक्त यौगिक, सुगंधित हाइड्रोकार्बन और उच्च-उबलते बिंदु वाले एलिफैटिक हाइड्रोकार्बन ही इसे फूला सकते हैं। इसमें उत्कृष्ट जल प्रतिरोध है।

5. उत्कृष्ट विद्युत गुण, उच्च आवृत्ति विद्युत इन्सुलेशन के लिए अच्छा प्रतिरोध, और आर्द्र वातावरण में अच्छा विद्युत इन्सुलेशन;

6. चूँकि पीपी की मुख्य श्रृंखला पर मिथाइल समूहों के साथ कई तृतीयक कार्बन परमाणु होते हैं, इसलिए तृतीयक कार्बन परमाणुओं पर हाइड्रोजन पर ऑक्सीजन द्वारा आसानी से हमला किया जाता है। इसलिए, पीपी में खराब मौसम प्रतिरोध होता है और एंटीऑक्सिडेंट या यूवी अवशोषक को जोड़ा जाना चाहिए।

7. चूहों को 1 ग्राम/किग्रा की खुराक पर 5 से 8 बार खिलाया गया और विषाक्तता के कोई स्पष्ट लक्षण नहीं दिखे। चूहों ने 210-220 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किए गए पॉलीप्रोपाइलीन के अपघटन उत्पादों को 30 बार, हर बार 2 घंटे के लिए, साँस में लिया और आँखों की श्लेष्मा झिल्ली और ऊपरी श्वसन पथ में जलन के लक्षण विकसित हुए। पॉलीइथाइलीन की तरह, इसके पुनर्चक्रित उत्पादों को भोजन रखने के लिए इस्तेमाल करने से प्रतिबंधित किया जाता है।

उत्पादन प्रक्रिया

पॉलीप्रोपाइलीन रेजिन चार सामान्य प्रयोजन वाले थर्मोप्लास्टिक रेजिन (पॉलीइथाइलीन, पोलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीप्रोपाइलीन, और योग्य polystyrene ) इसका उत्पादन प्रोपिलीन को कच्चे माल के रूप में और एथिलीन को कॉमोनोमर के रूप में उपयोग करके पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया के माध्यम से किया जाता है।

दुनिया में पॉलीप्रोपाइलीन के उत्पादन के लिए इस्तेमाल की जाने वाली प्रक्रिया विधियों को मुख्य रूप से निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: विलायक विधि, समाधान विधि, तरल चरण थोक विधि (तरल चरण और गैस चरण संयोजन विधि सहित) और गैस चरण थोक विधि। प्रत्येक प्रक्रिया की विशेषताओं का संक्षेप में वर्णन इस प्रकार किया गया है:

विलायक बहुलकीकरण

विलायक विधि (जिसे स्लरी विधि या मिट्टी विधि, स्लरी विधि के रूप में भी जाना जाता है) सबसे पहले अपनाई गई पॉलीप्रोपाइलीन उत्पादन प्रक्रिया थी। हालाँकि, डीशिंग और विलायक पुनर्प्राप्ति चरणों के कारण, प्रक्रिया लंबी और जटिल है। उत्प्रेरक अनुसंधान प्रौद्योगिकी की उन्नति के साथ, 1980 के दशक से विलायक विधि स्थिर हो गई है और धीरे-धीरे इसे तरल चरण थोक विधि द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।

प्रक्रिया विशेषताएँ: (1) प्रोपलीन मोनोमर को निष्क्रिय तरल विलायक (जैसे हेक्सेन) में घोला जाता है और उत्प्रेरक की क्रिया के तहत विलायक बहुलकीकरण किया जाता है। बहुलक को ठोस कणों के रूप में विलायक में निलंबित कर दिया जाता है, और केतली-प्रकार के हलचल रिएक्टर का उपयोग किया जाता है; (2) डीशिंग और विलायक पुनर्प्राप्ति चरण हैं। प्रक्रिया लंबी और जटिल है, उपकरण निवेश बड़ा है, और ऊर्जा की खपत अधिक है। हालांकि, उत्पादन को नियंत्रित करना आसान है और उत्पाद की गुणवत्ता अच्छी है; (3) पॉलीप्रोपाइलीन कणों को केन्द्रापसारक निस्पंदन द्वारा अलग किया जाता है और फिर हवा में उबालकर सुखाया जाता है और दानों में निकाला जाता है।

विलयन बहुलकीकरण

प्रक्रिया विशेषताएँ: (1) विलायक के रूप में उच्च-क्वथनांक वाले सीधे-चेन हाइड्रोकार्बन का उपयोग करें, पॉलीप्रोपाइलीन के गलनांक से अधिक तापमान पर काम करें, और परिणामस्वरूप बहुलक विलायक में पूरी तरह से घुल जाता है और समान रूप से वितरित होता है; (2) उच्च तापमान गैस स्ट्रिपिंग विधि वाष्पित हो जाती है और पिघले हुए पॉलीप्रोपाइलीन को प्राप्त करने के लिए विलायक को हटा देती है, जिसे तब गोली उत्पादों को प्राप्त करने के लिए बाहर निकाला और दानेदार बनाया जाता है; (3) संयुक्त राज्य अमेरिका में एकमात्र निर्माता कोडक है।

द्रव चरण थोक विधि

तरल-गैस संयुक्त तरल-चरण थोक पॉलीप्रोपाइलीन उत्पादन प्रक्रिया पॉलीप्रोपाइलीन उत्पादन के मध्य और अंतिम चरणों में विकसित एक नई प्रक्रिया है। यह उत्पादन प्रक्रिया 1957 में पॉलीप्रोपाइलीन के औद्योगिक उत्पादन शुरू होने के सात साल बाद शुरू की गई थी।

पॉलीप्रोपाइलीन के उत्पादन के लिए लिक्विड फेज बल्क प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। प्रोपलीन के लिक्विड फेज बल्क पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया को पूरा करने के लिए उत्प्रेरक को प्रतिक्रिया प्रणाली में किसी अन्य विलायक को जोड़े बिना सीधे लिक्विड प्रोपलीन में फैलाया जाता है। पॉलिमर लिक्विड फेज प्रोपलीन से लगातार अवक्षेपित होता है और महीन कणों के रूप में लिक्विड फेज प्रोपलीन में निलंबित रहता है। जैसे-जैसे प्रतिक्रिया समय बढ़ता है, लिक्विड फेज प्रोपलीन में पॉलिमर कणों की सांद्रता बढ़ती जाती है। जब प्रोपलीन रूपांतरण दर एक निश्चित स्तर पर पहुँच जाती है, तो पाउडर पॉलीप्रोपाइलीन उत्पाद प्राप्त करने के लिए फ्लैश वाष्पीकरण द्वारा अनपॉलीमराइज़्ड प्रोपलीन मोनोमर को पुनर्प्राप्त किया जाता है। यह पॉलीप्रोपाइलीन के लिए अपेक्षाकृत सरल और उन्नत औद्योगिक उत्पादन विधि है। लिक्विड फेज बल्क प्रक्रिया 1980 के दशक में पॉलीप्रोपाइलीन के अंतर्राष्ट्रीय उत्पादन में एक नई तकनीक और एक नए स्तर का प्रतिनिधित्व करती है।

प्रक्रिया विशेषताएँ: (1) सिस्टम में कोई विलायक नहीं मिलाया जाता है, प्रोपलीन मोनोमर को टैंक रिएक्टर में तरल-चरण बल्क पॉलीमराइज़ किया जाता है, और एथिलीन और प्रोपलीन को द्रवित बिस्तर रिएक्टर में गैस-चरण सहबहुलकीकृत किया जाता है; (2) प्रक्रिया सरल है, कम उपकरण, कम निवेश और कम बिजली की खपत और उत्पादन लागत है; (3) होमोपॉलीमराइजेशन में टैंक स्टिरर्ड रिएक्टर (हाइपोल प्रक्रिया) या लूप रिएक्टर (स्फेरिपोल प्रक्रिया) का उपयोग किया जाता है, और रैंडम कॉपोलीमराइजेशन और ब्लॉक कॉपोलीमराइजेशन दोनों को एक स्टिरर्ड द्रवित बिस्तर में किया जाता है।

लिक्विड फेज बल्क प्रक्रिया का एक विशिष्ट उदाहरण BASELL की स्फेरिज़ोन लिक्विड फेज बल्क प्रक्रिया है। स्फेरिज़ोन एक गैस फेज परिसंचरण तकनीक है जो उच्च क्रिस्टलीयता, कठोरता और अधिक एकरूपता के साथ कठोरता और प्रसंस्करण गुणों को बनाए रखने वाले पॉलिमर का उत्पादन करने के लिए ज़िग्लर-नाटा उत्प्रेरक का उपयोग करती है। यह एक ही रिएक्टर में अत्यधिक समान मल्टी-मोनोमर रेजिन या बिमोडल होमोपॉलिमर का उत्पादन कर सकता है। स्फेरिज़ोन चक्र प्रतिक्रिया में दो परस्पर जुड़े हुए क्षेत्र होते हैं, और अलग-अलग क्षेत्र अन्य प्रक्रियाओं में गैस चरण और तरल चरण लूप रिएक्टर की भूमिका निभाते हैं। ये दो क्षेत्र अलग-अलग सापेक्ष आणविक भार या मोनोमर संरचना वितरण के साथ रेजिन का उत्पादन कर सकते हैं, जिससे पॉलीप्रोपाइलीन की प्रदर्शन सीमा का विस्तार होता है।

इस प्रक्रिया का मुख्य उपकरण MZCR (मल्टी-ज़ोन सर्कुलेशन रिएक्टर सिस्टम) रिएक्टर R 230 सिस्टम है। रिएक्टर में दो भाग होते हैं: एक राइजर और एक डाउनकमर। राइजर में, पॉलिमर को द्रवीकरण बनाने के लिए प्रतिक्रिया गैस द्वारा ऊपर की ओर उड़ाया जाता है, और चक्रवात विभाजक से गुजरने के लिए डाउनकमर के ऊपरी हिस्से में भेजा जाता है, और पाउडर को डाउनकमर में एकत्र किया जाता है। प्रतिक्रिया गैस को एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर द्वारा बाहरी पाइपलाइन के माध्यम से प्रसारित किया जाता है, और प्रतिक्रिया गर्मी को बाहरी परिसंचरण पाइपलाइन पर एक परिसंचरण कूलर द्वारा हटा दिया जाता है। रिएक्टर उत्पाद को डाउनकमर के तल पर स्थापित वाल्व के माध्यम से डिस्चार्ज किया जाता है। डिस्चार्ज किए गए पाउडर को उच्च और निम्न दबावों पर डीगैस करने के बाद, होमोपॉलिमर और रैंडम कॉपोलिमर का उत्पादन करते समय पाउडर उत्पाद प्राप्त करने के लिए इसे सीधे भाप दिया जाता है और सुखाया जाता है। प्रभाव-प्रतिरोधी उत्पादों का उत्पादन करते समय, उच्च दबाव से डीगैस करने के बाद पाउडर को गैस-चरण द्रवीकृत बिस्तर रिएक्टर में डिस्चार्ज किया जाता है। यह रिएक्टर अभी भी स्फेरिपोल II गैस-चरण रिएक्टर प्रणाली का उपयोग करता है। सहबहुलकीकरण रिएक्टर एक ऊर्ध्वाधर बेलनाकार कंटेनर है जिसके ऊपर और नीचे गोलाकार सिर और नीचे एक द्रवीकृत बिस्तर है। मुख्य सामग्री स्टेनलेस स्टील है और आंतरिक सतह पॉलिश की गई है।

इस प्रक्रिया की वर्तमान अधिकतम एकल-पंक्ति उत्पादन क्षमता 450,000 टन/वर्ष तक पहुँच गई है। MZCR (मल्टी-ज़ोन सर्कुलेशन रिएक्टर) प्रभाव कॉपोलीमर उत्पादों की एथिलीन सामग्री 22% (रबर सामग्री 40% से अधिक) जितनी अधिक हो सकती है, और एथिलीन और 1-ब्यूटीन युक्त टेरपोलीमर उत्पाद भी उत्पादित किए जा सकते हैं।

गैस चरण थोक विधि

प्रक्रिया विशेषताएँ: (1) सिस्टम में कोई विलायक पेश नहीं किया जाता है, और प्रोपलीन मोनोमर को रिएक्टर में गैस चरण में पोलीमराइज़ किया जाता है; (2) प्रक्रिया छोटी है, उपकरण छोटा है, उत्पादन सुरक्षित है, और उत्पादन लागत कम है; (3) पोलीमराइज़ेशन रिएक्टर में द्रवित बिस्तर, ऊर्ध्वाधर उभारा बिस्तर और क्षैतिज उभारा बिस्तर शामिल हैं।

गैस चरण बल्क विधि का एक विशिष्ट उदाहरण DOW केमिकल कंपनी की यूनिपोल गैस चरण प्रक्रिया है। यूनिपोल गैस चरण पॉलीप्रोपाइलीन प्रक्रिया एक गैस चरण द्रवीकृत बिस्तर पॉलीप्रोपाइलीन प्रक्रिया है जिसे 1980 के दशक में यूनियन कार्बाइड कॉर्पोरेशन (UCCP) और शेल द्वारा विकसित किया गया था। यह पॉलीइथिलीन उत्पादन में उपयोग की जाने वाली द्रवीकृत बिस्तर प्रक्रिया का पॉलीप्रोपाइलीन उत्पादन में सफल प्रत्यारोपण है। इस प्रक्रिया में उच्च दक्षता वाले उत्प्रेरक प्रणाली का उपयोग किया जाता है, जिसमें मुख्य उत्प्रेरक उच्च दक्षता वाला वाहक उत्प्रेरक होता है और सह-उत्प्रेरक ट्राइएथिलएल्यूमीनियम और एक इलेक्ट्रॉन दाता होता है।

UNIPOL प्रक्रिया सरल, लचीली, किफायती और सुरक्षित है। यह केवल थोड़ी मात्रा में उपकरणों के साथ होमोपॉलिमर, रैंडम कॉपोलिमर और इम्पैक्ट कॉपोलिमर सहित उत्पादों की पूरी श्रृंखला का उत्पादन कर सकती है। एक समान उत्पाद प्रदर्शन बनाए रखने के लिए ऑपरेटिंग स्थितियों को एक बड़ी ऑपरेटिंग रेंज के भीतर समायोजित किया जा सकता है। उपयोग किए जाने वाले उपकरणों की कम मात्रा रखरखाव कार्यभार को कम करती है और डिवाइस की विश्वसनीयता में सुधार करती है। द्रवीकृत बिस्तर प्रतिक्रिया गतिज की सीमाओं और कम परिचालन दबाव के कारण जो सिस्टम में सामग्रियों की भंडारण क्षमता को कम करता है, प्रक्रिया अन्य प्रक्रियाओं की तुलना में संचालित करने के लिए सुरक्षित है और दुर्घटना की स्थिति में उपकरण के अधिक दबाव का कोई जोखिम नहीं है।

यह प्रक्रिया किसी भी तरल अपशिष्ट का निर्वहन नहीं करती है और वायुमंडल में बहुत कम हाइड्रोकार्बन उत्सर्जित करती है, इसलिए पर्यावरण पर प्रभाव बहुत कम होता है। अन्य प्रक्रियाओं की तुलना में, यह प्रक्रिया विभिन्न सख्त पर्यावरण, स्वास्थ्य और सुरक्षा नियमों को पूरा करने में आसान है। इस प्रक्रिया की एक और उल्लेखनीय विशेषता यह है कि इसका उपयोग सुपर-कंडेंस्ड स्टेट ऑपरेशन के साथ किया जा सकता है, जिसे तथाकथित सुपर-कंडेंस्ड गैस चरण द्रवीकृत बिस्तर प्रक्रिया (SCM) कहा जाता है। यह तकनीक रिएक्टर में तरल चरण के अनुपात को 200% तक बढ़ाकर मौजूदा उत्पादन क्षमता को 45% तक बढ़ा सकती है। चूंकि द्रव सामग्री द्रवीकृत बिस्तर की अस्थिरता और बहुलक समूहों के गठन के लिए बुनियादी कारक नहीं है, इसलिए इस तकनीक के प्रमुख ऑपरेटिंग चर विस्तारित बिस्तर का घनत्व और विस्तारित थोक घनत्व का अनुपात बसे हुए थोक घनत्व के लिए है। चूंकि सुपर-कंडेंस्ड स्टेट ऑपरेशन प्रतिक्रिया की गर्मी को सबसे प्रभावी ढंग से हटा सकता है, इसलिए यह रिएक्टर की उत्पादन क्षमता को बिना मात्रा बढ़ाए 2 गुना से अधिक बढ़ा सकता है, जो निवेश बचत के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। प्रभाव सहबहुलक उत्पाद में एथिलीन की मात्रा 17% तक हो सकती है (रबर की मात्रा 30% से अधिक)।

इस प्रक्रिया के मुख्य उपकरण गैस चरण द्रवीकृत बिस्तर रिएक्टर, परिसंचारी गैस कंप्रेसर, परिसंचारी गैस कूलर और एक्सट्रूज़न ग्रैनुलेशन यूनिट हैं। द्रवीकृत बिस्तर रिएक्टर एक खोखला कंटेनर है जिसमें शीर्ष पर एक विस्तार अनुभाग और नीचे एक वितरक है। पहले रिएक्टर का परिचालन दबाव 3.5MPaG है और तापमान 67°C है। दूसरे रिएक्टर का परिचालन दबाव 2.1MPaG है और तापमान 70°C है। परिसंचारी गैस कंप्रेसर एक एकल-चरण, स्थिर गति, केन्द्रापसारक कंप्रेसर है।

पॉलीप्रोपाइलीन संशोधन

कम तापमान पर पॉलीप्रोपाइलीन के खराब प्रभाव प्रतिरोध, खराब मौसम प्रतिरोध, खराब सतह सजावट और इसके विद्युत, चुंबकीय, ऑप्टिकल, थर्मल और दहन कार्यों और वास्तविक जरूरतों के बीच अंतर को देखते हुए, पॉलीप्रोपाइलीन संशोधन वर्तमान विकास में सबसे सक्रिय और उपयोगी क्षेत्र बन गया है। प्लास्टिक प्रसंस्करण.

पीपी रासायनिक संशोधन

सहबहुलकीकरण संशोधन, क्रॉस-लिंकिंग संशोधन, ग्राफ्टिंग संशोधन, न्यूक्लियेटिंग एजेंट आदि जोड़कर, पॉलीप्रोपाइलीन के बहुलक घटकों और मैक्रोमोलिक्यूलर संरचना या क्रिस्टल विन्यास को इसके यांत्रिक गुणों, गर्मी प्रतिरोध, उम्र बढ़ने के प्रतिरोध और अन्य गुणों में सुधार करने, इसके व्यापक प्रदर्शन को बढ़ाने और इसके अनुप्रयोग क्षेत्र का विस्तार करने के लिए बदला जा सकता है।

1. सहबहुलकीकरण संशोधन

सहबहुलकीकरण संशोधन मेटालोसिन जैसे उत्प्रेरकों का उपयोग करके प्रोपलीन मोनोमर संश्लेषण चरण के दौरान किया जाने वाला संशोधन है। जब मोनोमर को पॉलीमराइज़ किया जाता है, तो जोड़ा गया ओलेफ़िन मोनोमर यादृच्छिक सहबहुलक, ब्लॉक सहबहुलक और वैकल्पिक सहबहुलक प्राप्त करने के लिए इसके साथ सहबहुलकीकरण करता है। होमोपॉलिमर पीपी के यांत्रिक गुणों, पारदर्शिता और प्रसंस्करण तरलता में सुधार होता है। मेटालोसिन उत्प्रेरक द्वारा निर्मित कॉम्प्लेक्स सापेक्ष आणविक द्रव्यमान और उसके वितरण, सहबहुलक मोनोमर की सामग्री, मुख्य श्रृंखला पर वितरण और बहुलक की क्रिस्टल संरचना के सटीक नियंत्रण को प्राप्त करने के लिए एकल सक्रिय केंद्र के रूप में कुछ प्रतिबंधों के साथ एक अनियमित आकार की संक्रमण अवस्था का उपयोग करता है।

2. ग्राफ्ट संशोधन

पीपी (पॉलीप्रोपाइलीन) रेजिन अणु गैर-ध्रुवीय क्रिस्टलीय रैखिक संरचनाएं हैं जिनमें कम सतह गतिविधि और कोई ध्रुवीयता नहीं होती है। खराब सतह प्रिंटेबिलिटी; खराब कोटिंग आसंजन; कठिनाई जैसे नुकसान हैं सम्मिश्रण ध्रुवीय पॉलिमर के साथ; और ध्रुवीय सुदृढ़ीकरण फाइबर और भराव के साथ असंगति। ग्राफ्ट संशोधन, पीपी के सम्मिश्रण, संगतता और आसंजन को बेहतर बनाने के लिए इसकी मैक्रोमोलेक्युलर श्रृंखला में ध्रुवीय समूहों को पेश करना है, ताकि कठिन सम्मिश्रण, संगतता और आसंजन के नुकसानों को दूर किया जा सके। आरंभक की कार्रवाई के तहत, ग्राफ्टिंग मोनोमर पिघल मिश्रण के दौरान ग्राफ्टिंग प्रतिक्रिया से गुजरता है। गर्म होने और पिघलने पर आरंभक सक्रिय मुक्त कणों का उत्पादन करने के लिए विघटित हो जाता है। जब सक्रिय मुक्त कण असंतृप्त कार्बोक्जिलिक एसिड मोनोमर्स का सामना करते हैं, तो असंतृप्त कार्बोक्जिलिक एसिड मोनोमर्स के अस्थिर बंधन खुल जाते हैं और पीपी के सक्रिय मुक्त कणों के साथ प्रतिक्रिया करके ग्राफ्टिंग मुक्त कण बनाते हैं ये ध्रुवीय समूह पीपी की अनुकूलता को बढ़ाते हैं तथा इसके ताप प्रतिरोध और यांत्रिक गुणों में महत्वपूर्ण सुधार करते हैं।

3. क्रॉस-लिंकिंग संशोधन

क्रॉसलिंकिंग संशोधन में मुख्य रूप से क्रॉसलिंकिंग के माध्यम से रैखिक या शाखित पॉलिमर को नेटवर्क-संरचित पॉलिमर में संशोधित करना शामिल है। पीपी (पॉलीप्रोपाइलीन) का क्रॉसलिंकिंग संशोधन इसके यांत्रिक गुणों, गर्मी प्रतिरोध और रूपात्मक स्थिरता में सुधार कर सकता है और मोल्डिंग चक्र को छोटा कर सकता है। पॉलीप्रोपाइलीन के क्रॉसलिंकिंग संशोधन के मुख्य तरीके रासायनिक क्रॉसलिंकिंग संशोधन और विकिरण क्रॉसलिंकिंग संशोधन हैं। उनके बीच मुख्य अंतर विभिन्न क्रॉसलिंकिंग तंत्र और सक्रिय स्रोत हैं। रासायनिक क्रॉसलिंकिंग संशोधन क्रॉसलिंकिंग एड्स जोड़कर प्राप्त किया जाता है, और विकिरण क्रॉसलिंकिंग संशोधन मुख्य रूप से मजबूत विकिरण या मजबूत प्रकाश के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। पीपी पर विकिरण क्रॉसलिंकिंग संशोधन की मोटाई की आवश्यकताओं के कारण, इस विधि को लोकप्रिय बनाना मुश्किल है।

पीपी भौतिक संशोधन

मिश्रण और सानना प्रक्रिया के दौरान, उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ पीपी मिश्रित सामग्री प्राप्त करने के लिए कार्बनिक या अकार्बनिक योजक को पीपी (पॉलीप्रोपाइलीन) मैट्रिक्स में जोड़ा जाता है, जिसमें मुख्य रूप से शामिल हैं: भरने का संशोधन, मिश्रण संशोधन, आदि।

(1) भरण संशोधन

पीपी मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, पीपी के ताप प्रतिरोध को बेहतर बनाने, लागत को कम करने, कठोरता को बढ़ाने और मोल्डिंग संकोचन को कम करने के लिए पॉलिमर में सिलिकेट, कैल्शियम कार्बोनेट, सिलिका, सेल्यूलोज और ग्लास फाइबर जैसे भराव जोड़े जाते हैं, लेकिन पीपी की प्रभाव शक्ति और बढ़ाव भी कम हो जाएगा। ग्लास फाइबर उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ एक अकार्बनिक गैर-धातु व्हिस्कर है। यह कीमत में कम है, इन्सुलेशन में अच्छा है, गर्मी प्रतिरोध में मजबूत है, संक्षारण प्रतिरोध में अच्छा है, और यांत्रिक शक्ति में उच्च है। इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। ग्लास फाइबर भरने से संशोधित पीपी के प्रदर्शन में काफी सुधार हुआ है। हालांकि, जब ग्लास फाइबर जोड़ लगभग 30% तक पहुंच जाता है, तो सामग्री के यांत्रिक गुणों में काफी सुधार हो सकता है। यदि जोड़ की मात्रा बहुत बड़ी है, तो ग्लास फाइबर का हिस्सा पूरी तरह से संसेचित नहीं होगा, जो बहुलक मैट्रिक्स और ग्लास फाइबर के बीच इंटरफेस के संबंध प्रदर्शन को खराब कर देगा, जिसके परिणामस्वरूप समग्र सामग्री की यांत्रिक शक्ति में कमी आएगी। इसके अलावा, जैसे-जैसे ग्लास फाइबर की मात्रा बढ़ती जाती है, मिश्रित सामग्री की प्रवाहशीलता कम होती जाती है, जिसके परिणामस्वरूप पीपी मोल्डिंग प्रक्रिया के निष्पादन में कठिनाइयां आती हैं।

(2) सम्मिश्रण संशोधन

संशोधन विधि पीपी (पॉलीप्रोपिलीन) को पॉलीइथिलीन के साथ मिश्रित करना है, इंजीनियरिंग प्लास्टिकपीपी के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्स या रबर का उपयोग किया जाता है। मिश्रण संशोधन आंतरिक मिक्सर, खुले मिक्सर, एक्सट्रूडर आदि जैसे प्रसंस्करण उपकरणों में पूरा किया जाता है। प्रक्रिया को नियंत्रित करना आसान है, उत्पादन चक्र छोटा है और लागत कम है। यह पीपी की रंगता, प्रक्रियाशीलता, एंटीस्टेटिक गुण, प्रभाव प्रतिरोध और अन्य गुणों में सुधार कर सकता है। पॉलिमर मिश्रण प्रत्येक घटक के उत्कृष्ट गुणों को जोड़ सकता है और प्रत्येक घटक के प्रदर्शन में कमियों की भरपाई कर सकता है। मिश्रण के व्यापक प्रदर्शन में काफी सुधार हुआ है, लेकिन मिश्रित संशोधित पीपी का कम तापमान प्रतिरोध और उम्र बढ़ने का प्रतिरोध अभी भी आदर्श नहीं है। मिश्रण संशोधन के दौरान, कतरनी बल मैक्रोमोलेक्युलर श्रृंखला के एक हिस्से को मुक्त कणों को बनाने और ग्राफ्टेड या ब्लॉक कॉपोलिमर बनाने के लिए काट सकता है

पीपी संशोधन प्रौद्योगिकी ने समग्र सामग्रियों के यांत्रिक गुणों में बहुत सुधार किया है, पीपी के अनुप्रयोग क्षेत्र का बहुत विस्तार किया है, उत्पादों की लागत-प्रभावशीलता में सुधार किया है, पीपी की इंजीनियरिंग प्रक्रिया को बढ़ावा दिया है, और पीपी के अनुप्रयोग को सामान्य प्लास्टिक से इंजीनियरिंग प्लास्टिक तक विस्तारित किया है, जिससे इसकी अनुप्रयोग सीमा का बहुत विस्तार हुआ है। हाल के वर्षों में, पीपी संशोधन प्रौद्योगिकी का अनुसंधान और विकास तेजी से हुआ है, और अधिक से अधिक नई तकनीकों को पीपी संशोधन में लागू किया गया है। पीपी के व्यापक प्रदर्शन में काफी सुधार हुआ है, और अनुप्रयोग क्षेत्र का लगातार विस्तार किया गया है। विकास की संभावनाएं बहुत व्यापक हैं।

(3) संवर्द्धन संशोधन

प्लास्टिक में रेशेदार पदार्थ मिलाने से प्लास्टिक पदार्थों की मजबूती में काफी वृद्धि हो सकती है, इसलिए इसे सुदृढीकरण संशोधन कहा जाता है। बड़े व्यास-से-मोटाई अनुपात वाली सामग्री प्लास्टिक पदार्थों के झुकने वाले मापांक (कठोरता) को काफी बढ़ा सकती है, जिसे सुदृढीकरण संशोधन भी कहा जा सकता है।

पीपी (पॉलीप्रोपाइलीन) के सुदृढ़ीकरण संशोधन में उपयोग की जाने वाली सुदृढ़ीकरण सामग्री मुख्य रूप से ग्लास फाइबर और उनके उत्पाद हैं, इसके अलावा कार्बन फाइबर, कार्बनिक फाइबर, बोरॉन फाइबर, व्हिस्कर आदि हैं। ग्लास फाइबर प्रबलित पीपी में, सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले ग्लास फाइबर क्षार-मुक्त ग्लास फाइबर और मध्यम-क्षार ग्लास फाइबर हैं, जिनमें से क्षार-मुक्त ग्लास फाइबर का उपयोग सबसे बड़ी मात्रा में किया जाता है। ग्लास फाइबर का व्यास 6 से 15 माइक्रोन की सीमा में नियंत्रित किया जाता है, और ग्लास फाइबर की लंबाई 0.25 से 0.76 मिमी होने की गारंटी होनी चाहिए, ताकि उत्पाद के प्रदर्शन की गारंटी दी जा सके और ग्लास फाइबर को अच्छी तरह से फैलाया जा सके। आमतौर पर यह माना जाता है कि संशोधन प्रभाव केवल तभी प्राप्त किया जा सकता है जब उत्पाद में ग्लास फाइबर की लंबाई 0.2 मिमी से अधिक हो। ग्लास फाइबर सामग्री (द्रव्यमान अंश) अधिमानतः 10% और 30% के बीच है, और प्रदर्शन कम हो जाता है जब यह 40% से अधिक हो जाता है। इसके अलावा, कार्बनिक सिलेन युग्मन एजेंटों को जोड़ने से ग्लास फाइबर और पीपी के बीच एक अच्छा इंटरफेस बन सकता है, जिससे फ्लेक्सुरल मापांक, कठोरता, लोड विरूपण तापमान और विशेष रूप से समग्र प्रणाली के आयामी स्थिरता में सुधार हो सकता है।

चूंकि ग्लास फाइबर प्रबलित पीपी यांत्रिक शक्ति और गर्मी प्रतिरोध में सुधार कर सकता है, और इसमें अच्छा जल वाष्प प्रतिरोध, रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध और रेंगना प्रतिरोध है, इसलिए इसे कई अवसरों में इंजीनियरिंग प्लास्टिक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, जैसे कि पंखे के ब्लेड, हीटर ग्रिल, प्ररित करनेवाला पंप, लैंपशेड, इलेक्ट्रिक भट्टियां और हीटर शेल, आदि।

पॉलीप्रोपाइलीन का उत्पादन तेजी से बढ़ रहा है, लेकिन इसके प्रदर्शन में भी लगातार सुधार हो रहा है, जिससे इसके अनुप्रयोग की चौड़ाई और गहराई लगातार बदल रही है। हाल के वर्षों में, पॉलीप्रोपाइलीन की कुछ नई किस्में अधिक विशिष्ट गुणों के साथ पेश की गई हैं, जैसे कि पारदर्शी पॉलीप्रोपाइलीन और उच्च पिघल शक्ति पॉलीप्रोपाइलीन, या तो पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया में सुधार के माध्यम से या पोलीमराइजेशन के बाद दानेदार बनाने के दौरान किए गए उपायों के माध्यम से।

पारदर्शी संशोधन

पीपी (पॉलीप्रोपाइलीन) का क्रिस्टलीकरण अपारदर्शिता का मुख्य कारण है। पीपी की क्रिस्टलीकरण प्रवृत्ति को तेजी से जमाकर, एक पारदर्शी फिल्म प्राप्त की जा सकती है। हालांकि, एक निश्चित दीवार मोटाई वाले उत्पादों के लिए, कोर परत को जल्दी से ठंडा और जमाया नहीं जा सकता क्योंकि गर्मी चालन में समय लगता है। इसलिए, एक निश्चित मोटाई वाले उत्पादों के लिए, हम तेजी से ठंडा करके पारदर्शिता में सुधार की उम्मीद नहीं कर सकते। हमें पीपी के क्रिस्टलीकरण कानून और प्रभावित करने वाले कारकों से शुरू करना चाहिए।

कुछ तकनीकी माध्यमों से प्राप्त संशोधित पीपी में उत्कृष्ट पारदर्शिता और सतह चमक हो सकती है, और यहां तक ​​कि इसकी तुलना सामान्य पारदर्शी प्लास्टिक (जैसे पीईटी, पीवीसी, PSपारदर्शी पीपी अधिक श्रेष्ठ है क्योंकि इसमें उच्च ताप विरूपण तापमान होता है, जो आम तौर पर 110 डिग्री सेल्सियस से अधिक होता है, और कुछ 135 डिग्री सेल्सियस तक भी पहुंच सकते हैं, जबकि उपरोक्त तीन पारदर्शी प्लास्टिक के ताप विरूपण तापमान सभी 90 डिग्री सेल्सियस से कम हैं। अपने स्पष्ट प्रदर्शन लाभों के कारण, पारदर्शी पीपी हाल के वर्षों में दुनिया भर में तेजी से विकसित हुआ है, और इसके अनुप्रयोग क्षेत्र घरेलू दैनिक आवश्यकताओं से लेकर चिकित्सा उपकरणों तक, पैकेजिंग उत्पादों से लेकर गर्मी प्रतिरोधी बर्तनों (माइक्रोवेव हीटिंग के लिए) तक हैं।

पीपी की पारदर्शिता निम्नलिखित तीन तरीकों से सुधारी जा सकती है:

• पारदर्शी पीपी को बहुलीकरण करने के लिए मेटालोसिन उत्प्रेरक का उपयोग करें;
• यादृच्छिक सहबहुलीकरण के माध्यम से पारदर्शी पीपी प्राप्त करें;
• साधारण पॉलीप्रोपाइलीन में एक पारदर्शी संशोधक (मुख्यतः एक न्यूक्लियेटिंग एजेंट) मिलाने से इसकी पारदर्शिता में सुधार होता है।

उच्च पिघलन शक्ति पॉलीप्रोपाइलीन

पॉलीप्रोपाइलीन का एक नुकसान इसकी कम पिघलने की ताकत और खराब शिथिलता प्रतिरोध है। आम तौर पर, अनाकार पॉलिमर (जैसे ABS और पीएस) में व्यापक तापमान रेंज में रबर की तरह लोचदार व्यवहार होता है, जबकि अर्ध-क्रिस्टलीय पॉलीप्रोपाइलीन में ऐसा नहीं होता है। यह नुकसान पॉलीप्रोपाइलीन को व्यापक तापमान रेंज में थर्मोफॉर्म करने में असमर्थ बनाता है। इसका नरम बिंदु और गलनांक बहुत करीब हैं। एक बार गलनांक तक पहुंचने के बाद, पिघल की चिपचिपाहट तेजी से गिरती है, और पिघल की ताकत भी काफी कम हो जाती है। इससे उत्पाद की असमान दीवार की मोटाई और थर्मोफॉर्मिंग के दौरान एक्सट्रूडेड फोम कोशिकाओं के ढहने जैसी समस्याएं होती हैं, जो कुछ पहलुओं में पॉलीप्रोपाइलीन के अनुप्रयोग को बहुत सीमित करती हैं। उच्च पिघल शक्ति पॉलीप्रोपाइलीन (एचएमएसपीपी) उस पॉलीप्रोपाइलीन को संदर्भित करता है जिसकी पिघल शक्ति तापमान और पिघल प्रवाह दर के प्रति बहुत संवेदनशील नहीं होती है, और इसमें विकास और अनुप्रयोग की बहुत अच्छी संभावनाएं हैं।

एचएमएसपीपी एक लंबी-श्रृंखला पॉलीप्रोपाइलीन युक्त राल है, जिसे पोस्ट-पॉलीमराइजेशन के दौरान ग्राफ्ट किया जाता है। इस होमोपॉलीमर की पिघल शक्ति समान प्रवाह गुणों वाले साधारण पॉलीप्रोपाइलीन होमोपॉलीमर की तुलना में 9 गुना है। जब घनत्व और पिघल प्रवाह दर समान होती है, तो एचएमएसपीपी की उपज शक्ति, फ्लेक्सुरल मापांक, ताप विरूपण तापमान और गलनांक साधारण पॉलीप्रोपाइलीन की तुलना में अधिक होते हैं, लेकिन नोकदार प्रभाव शक्ति साधारण पॉलीप्रोपाइलीन की तुलना में कम होती है।

एचएमएसपीपी की एक अन्य विशेषता यह है कि इसका क्रिस्टलीकरण तापमान अधिक होता है और क्रिस्टलीकरण समय कम होता है, जिससे थर्मोफोर्म्ड भागों को उच्च तापमान पर डीमोल्ड किया जा सकता है, जिससे मोल्डिंग चक्र छोटा हो जाता है और साधारण थर्मोफोर्मिंग उपकरणों पर बड़े खिंचाव अनुपात और पतली दीवारों वाले कंटेनरों का उत्पादन संभव हो जाता है।

स्थिर तनाव दर के तहत, HMSPP का पिघल प्रवाह तनाव धीरे-धीरे बढ़ने लगता है और फिर तेजी से बढ़ता है, जो स्पष्ट तनाव सख्त व्यवहार को दर्शाता है। जब तनाव होता है, तो साधारण पॉलीप्रोपाइलीन की तन्य चिपचिपाहट कम हो जाती है, जबकि HMSPP स्थिर रहता है। HMSPP की तनाव सख्त करने की क्षमता यह सुनिश्चित कर सकती है कि यह मोल्डिंग स्ट्रेचिंग के दौरान एक समान विरूपण बनाए रखता है, जबकि साधारण पीपी हमेशा खिंचाव होने पर संरचना के सबसे कमजोर या सबसे गर्म हिस्से से विकृत होना शुरू होता है, जिसके परिणामस्वरूप उत्पाद में विभिन्न दोष होते हैं या यहां तक ​​कि फॉर्म में विफलता भी होती है।

वर्तमान में, एचएमएसपीपी तैयार करने के लिए दो मुख्य विधियाँ हैं: एक है प्रतिक्रिया के माध्यम से अन्य यौगिकों के साथ पॉलीप्रोपाइलीन को संशोधित करना, और दूसरा है मिश्रण के माध्यम से अन्य पॉलिमर के साथ पॉलीप्रोपाइलीन को संशोधित करना। विशिष्ट कार्यान्वयन विधियों में मुख्य रूप से विकिरण विधि, प्रतिक्रिया एक्सट्रूज़न विधि और पोलीमराइजेशन के दौरान शुरू की गई ग्राफ्टिंग विधि शामिल हैं। एचएमएसपीपी तैयार करने की प्रक्रिया में, दो प्रमुख समस्याएँ हैं: पॉलीप्रोपाइलीन का क्षरण और जेलेशन, और पॉलिमर ग्राफ्टिंग और मोनोमर होमोपोलिमराइजेशन के बीच प्रतिस्पर्धा, और β-बॉन्ड ब्रेकिंग और क्रॉसलिंकिंग और पॉलिमर मुख्य श्रृंखला की शाखाओं के बीच प्रतिस्पर्धा। पॉलिमर की पिघल शक्ति को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक इसकी आणविक संरचना है। पॉलीप्रोपाइलीन के मामले में, इसकी पिघल शक्ति इसके सापेक्ष आणविक द्रव्यमान और इसके वितरण और इसकी एक शाखित संरचना है या नहीं, द्वारा निर्धारित की जाती है। आम तौर पर, सापेक्ष आणविक द्रव्यमान जितना बड़ा होता है और सापेक्ष आणविक द्रव्यमान वितरण जितना व्यापक होता है, इसकी पिघल शक्ति उतनी ही अधिक होती है। लंबी श्रृंखला शाखाएँ ग्राफ्टेड पॉलीप्रोपाइलीन की पिघल शक्ति में काफी सुधार कर सकती हैं।

HMSPP विशेष राल साधारण पॉलीप्रोपाइलीन को थर्मोफॉर्म करने में कठिनाई की समस्या को हल करता है। इसका उपयोग साधारण थर्मोफॉर्मिंग उपकरणों पर बड़े खिंचाव अनुपात के साथ पतली दीवार वाले कंटेनर बनाने के लिए किया जा सकता है। इसकी प्रसंस्करण तापमान सीमा विस्तृत है, प्रक्रिया में महारत हासिल करना आसान है, और कंटेनर की दीवार की मोटाई एक समान है। इसका उपयोग माइक्रोवेव खाद्य कंटेनर और उच्च तापमान वाले स्टीमिंग और स्टरलाइज़ेशन कंटेनर बनाने के लिए किया जा सकता है। HMSPP के साथ मिश्रित साधारण पॉलीप्रोपाइलीन में शुद्ध साधारण पॉलीप्रोपाइलीन की तुलना में उच्च प्रसंस्करण तापमान और प्रसंस्करण गति होती है, और बनाई गई फिल्म की पारदर्शिता भी साधारण पॉलीप्रोपाइलीन की तुलना में बेहतर होती है। यह मुख्य रूप से इसलिए है क्योंकि HMSPP में तन्य तनाव सख्त होने की विशेषताएं हैं, और इसकी लंबी श्रृंखला शाखाओं में क्रिस्टल नाभिक को परिष्कृत करने का प्रभाव होता है।

एचएमएसपीपी का तनाव सख्त व्यवहार उच्च खिंचाव अनुपात और तेज़ कोटिंग गति प्राप्त करने में महत्वपूर्ण कारक है। एचएमएसपीपी का उपयोग करके उच्च कोटिंग गति और पतली कोटिंग मोटाई प्राप्त की जा सकती है। एचएमएसपीपी में उच्च पिघल शक्ति और तन्य चिपचिपाहट होती है, और इसकी तन्य चिपचिपाहट कतरनी तनाव और समय बढ़ने के साथ बढ़ जाती है। तनाव सख्त व्यवहार छिद्रों की स्थिर वृद्धि को बढ़ावा देता है, माइक्रोपोर दीवारों के विनाश को रोकता है, और पॉलीप्रोपाइलीन एक्सट्रूज़न फोमिंग की संभावना को खोलता है।

यद्यपि उच्च पिघल शक्ति वाले पॉलीप्रोपाइलीन पर शोध 1980 के दशक के उत्तरार्ध में ही शुरू हुआ था, लेकिन इसके विभिन्न उत्कृष्ट गुणों, उचित मूल्य लाभ और अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला को दुनिया भर में मान्यता प्राप्त है। इसने धीरे-धीरे पारंपरिक PS और ABS को प्रतिस्थापित करने और इंजीनियरिंग प्लास्टिक के रूप में विकसित होने की प्रवृत्ति दिखाई है, और इसके विकास और उपयोग की संभावनाएं व्यापक हैं।

पॉलीप्रोपाइलीन सबसे महत्वपूर्ण सामान्य प्रयोजन प्लास्टिक में से एक है। यह पूर्ण मात्रा और इसके अनुप्रयोगों की चौड़ाई और गहराई दोनों के संदर्भ में सबसे तेजी से बढ़ती किस्म है। एक संशोधित प्लास्टिक उद्योग के रूप में, पॉलीप्रोपाइलीन की उच्च लागत-प्रभावशीलता, बहुक्रियाशीलता और इंजीनियरिंग हमेशा महत्वपूर्ण कार्य होते हैं।

अनुप्रयोगों

उपयोग आवंटन

यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका में कुल खपत का 50% हिस्सा इंजेक्शन मोल्डिंग उत्पादों का है, जिनका मुख्य रूप से उपयोग ऑटोमोबाइल और विद्युत उपकरण के पुर्जों, विभिन्न कंटेनरों, फर्नीचर, पैकेजिंग सामग्री और चिकित्सा उपकरणों आदि में किया जाता है; फिल्मों का हिस्सा 8% से 15%, पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर (चीन में आमतौर पर पॉलीप्रोपाइलीन के रूप में जाना जाता है) का हिस्सा 8% से 10%, निर्माण के लिए पाइप और प्लेटों का हिस्सा 10% से 15% और अन्य का हिस्सा 10% से 12% है। वर्तमान में, चीन में बुने हुए उत्पादों की खपत 40% से 45% है, इसके बाद फिल्मों और इंजेक्शन मोल्डिंग उत्पादों का हिस्सा लगभग 40% है; पॉलीप्रोपाइलीन और अन्य का हिस्सा 10% से 20% है।

चीन मुख्य रूप से खाद्य पैकेजिंग, घरेलू सामान, ऑटोमोबाइल, ऑप्टिकल फाइबर और अन्य क्षेत्रों में सामग्री के रूप में पॉलीप्रोपाइलीन का उपयोग करता है। चीन में पॉलीप्रोपाइलीन के उपयोग का सबसे बड़ा क्षेत्र बुने हुए बैग, पैकेजिंग बैग, स्ट्रैपिंग रस्सियाँ और अन्य उत्पाद हैं, जो कुल खपत का लगभग 30% है। हाल के वर्षों में, पॉलीप्रोपाइलीन इंजेक्शन मोल्डिंग उत्पादों और पैकेजिंग फिल्मों के विकास के साथ, बुने हुए उत्पादों में उपयोग किए जाने वाले पॉलीप्रोपाइलीन के अनुपात में गिरावट आई है, लेकिन यह अभी भी सबसे बड़ा पॉलीप्रोपाइलीन खपत वाला क्षेत्र है। इंजेक्शन मोल्डिंग उत्पाद चीन में दूसरा सबसे बड़ा पॉलीप्रोपाइलीन खपत क्षेत्र है, जो कुल खपत का लगभग 26% है, और यह भविष्य में पॉलीप्रोपाइलीन की सबसे बड़ी मांग वाले क्षेत्रों में से एक है। घरेलू पॉलीप्रोपाइलीन का एक अन्य प्रमुख खपत क्षेत्र फिल्म है, जो कुल खपत का लगभग 20% है, मुख्य रूप से BOPP (द्विअक्षीय उन्मुख पॉलीप्रोपाइलीन फिल्म)। अगले कुछ वर्षों में, कपड़ा उत्पादों का अनुपात धीरे-धीरे कम हो जाएगा, जबकि इंजेक्शन मोल्डिंग उत्पादों, पाइप और शीट का अनुपात बढ़ जाएगा। पॉलीप्रोपाइलीन उद्योग के विकास पर विशेषज्ञों की भविष्यवाणियों के अनुसार, चीन में पॉलीप्रोपाइलीन की मांग 23.7 तक लगभग 2020 मिलियन टन तक पहुंच सकती है। कपड़ा उत्पाद, इंजेक्शन मोल्डिंग उत्पाद और फिल्में अभी भी चीन में पॉलीप्रोपाइलीन के लिए मुख्य मांग क्षेत्र हैं, जबकि पाइप, शीट, फाइबर और अन्य क्षेत्रों की वार्षिक मांग तेजी से बढ़ रही है, और चीन में पॉलीप्रोपाइलीन की मांग भी तेजी से बढ़ रही है। हाई-स्पीड ग्राफिक बीओपीपी फिल्मों, ट्यूबों, पतले गैर-बुने हुए कपड़ों और अत्यधिक पारदर्शी खाद्य कंटेनरों जैसी विशेष सामग्रियों के बाजार में विकास की अच्छी संभावनाएं हैं।

मशीनरी और ऑटोमोबाइल विनिर्माण भाग

पॉलीप्रोपाइलीन में अच्छे यांत्रिक गुण होते हैं और इसे विभिन्न यांत्रिक उपकरण भागों, जैसे औद्योगिक पाइप, कृषि जल पाइप, मोटर पंखे, बुनियादी ढांचे के टेम्पलेट्स आदि के निर्माण के लिए सीधे निर्मित या संशोधित किया जा सकता है। संशोधित पॉलीप्रोपाइलीन को बंपर, एंटी-स्क्रैच स्ट्रिप्स, कार स्टीयरिंग व्हील, इंस्ट्रूमेंट पैनल और आंतरिक सजावट भागों में ढाला जा सकता है, जिससे कार बॉडी का वजन काफी कम हो जाता है और ऊर्जा की बचत का उद्देश्य प्राप्त होता है।

इलेक्ट्रॉनिक और विद्युत औद्योगिक उपकरण

संशोधित पॉलीप्रोपाइलीन का उपयोग घरेलू उपकरणों और वॉशिंग मशीन लाइनर के इन्सुलेटिंग शेल बनाने के लिए किया जा सकता है, और आमतौर पर तारों और केबलों और अन्य विद्युत उपकरणों के लिए इन्सुलेट सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। होमोपॉलीमर पॉलीप्रोपाइलीन के वजन के 60-80 भाग, एथिलीन-विनाइल अल्कोहल कॉपोलीमर के 20-40 भाग और कॉम्पैटिबिलाइज़र (पॉलीप्रोपाइलीन मैलिक एनहाइड्राइड ग्राफ्टेड उत्पाद और एथिलीन-विनाइल अल्कोहल कॉपोलीमर का प्रतिक्रिया उत्पाद) के 1-10 भागों को 170°C-190°C पर मिलाकर तैयार की गई पॉलीप्रोपाइलीन मिश्रित सामग्री में उच्च कठोरता और 210J/m तक की प्रभाव शक्ति होती है। इसमें उच्च गैस अवरोधक गुण होते हैं और जल वाष्प पारगम्यता दर लगभग 2000g·μm/(m2 · 24h) होती है। अवरोध फिल्में तैयार करते समय, उत्पादन के लिए पारंपरिक फिल्म बनाने की प्रक्रियाओं का उपयोग किया जा सकता है, जो अपेक्षाकृत सरल है और इसकी उत्पादन लागत कम है।

निर्माण उद्योग

पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर सभी रासायनिक फाइबर में सबसे हल्का है, जिसका घनत्व (0.90~0.92) ग्राम/सेमी3 है। इसमें उच्च शक्ति, अच्छी कठोरता, अच्छा रासायनिक प्रतिरोध और रोगाणुरोधी प्रतिरोध, और कम कीमत के फायदे हैं। ग्लास फाइबर के साथ प्रबलित या रबर या एसबीएस के साथ संशोधित पॉलीप्रोपाइलीन का व्यापक रूप से निर्माण टेम्पलेट्स के उत्पादन में उपयोग किया जाता है। सजावटी सामग्री बनाने के लिए फोमेड पॉलीप्रोपाइलीन का उपयोग किया जा सकता है। जब भूकंप आता है, तो पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर सेरामसाइट कंक्रीट की विफलता का तरीका प्लास्टिक की विफलता है, बिना टुकड़े गिरे। पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर सेरामसाइट कंक्रीट सादे सेरामसाइट कंक्रीट की तुलना में अधिक सुरक्षित है।

कृषि, मत्स्य पालन और खाद्य उद्योग

पॉलीप्रोपाइलीन का उपयोग ग्रीनहाउस एयर कैनोपी, ग्राउंड फिल्म्स, कल्चर बोतलें, कृषि उपकरण, मछली जाल आदि बनाने के लिए और खाद्य टर्नओवर बॉक्स, खाद्य बैग, पेय पैकेजिंग बोतलें आदि बनाने के लिए किया जा सकता है। इसे अपशिष्ट पीईटी (पॉलीथीन टेरिफ्थेलैट) बहुक्रियाशील अपशिष्ट PET और पॉलीप्रोपाइलीन के इन-सीटू फाइबर-फॉर्मिंग द्वारा बहुक्रियाशील अपशिष्ट PET और इन-सीटू फाइबर-फॉर्मिंग समग्र सामग्री बनाई जा सकती है। समग्र सामग्री में संरचनात्मक विशेषताएं हैं जैसे अपशिष्ट PET विशेष आकार के माइक्रोफाइबर बनाते हैं, और अपशिष्ट PET माइक्रोफाइबर और पीपी मैट्रिक्स राल के बीच एक मध्यम लचीला और मजबूती से बंधुआ इंटरफ़ेस होता है। अपशिष्ट PET और PP को मिलाकर तैयार की गई इन-सीटू फाइबर-फॉर्मिंग समग्र सामग्री की कठोरता और कठोरता PP की तुलना में काफी अधिक है, और यांत्रिक गुणों की पुनरुत्पादकता काफी अच्छी है। अपशिष्ट PET को पुनर्चक्रित करना, जो चीन में हर साल उत्पन्न होने वाले कचरे की एक बड़ी मात्रा है, के महत्वपूर्ण आर्थिक और सामाजिक लाभ हैं।

चीन के पूर्वी तटीय क्षेत्रों में विशिष्ट खारी मिट्टी की विशेषताओं के साथ विशाल समुद्री ज्वारीय मैदान हैं। तटीय खारी मिट्टी वाले क्षेत्रों में मिट्टी और जल संरक्षण को लागू करने के लिए तीन प्रकार की चारा घासों के साथ पॉलीएक्रिलामाइड (PAM) के उपयोग पर अध्ययन हैं। PAM को जैविक उपायों के तहत लागू किया गया था। मिट्टी के कटाव को रोकने की क्षमता में सुधार करने के लिए तीन प्रकार की चारा घासों पर इसका अच्छा बढ़ावा देने वाला प्रभाव है। PAM के आवेदन से मिट्टी का कटाव कम हो सकता है और वर्षा जल अवरोधन बढ़ सकता है; कम खुराक (1g/m3) को प्राथमिकता दी जाती है, और PAM के प्रति इकाई द्रव्यमान में मिट्टी और जल संरक्षण लाभ सबसे अधिक होता है, जो वार्षिक कटाव को 42.8%~46.7% तक कम कर सकता है वर्षा जल अवरोधन में 28.7%~40.4% की वृद्धि। PAM का सहक्रियात्मक प्रभाव मिट्टी के वाष्पीकरण को रोकने और वर्षा जल अवरोधन क्षमता को बढ़ाने के लिए अनुकूल है।

कपड़ा और मुद्रण उद्योग

पॉलीप्रोपाइलीन सिंथेटिक फाइबर के लिए कच्चा माल है। पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर का इस्तेमाल हल्के, सुंदर और टिकाऊ कपड़ा उत्पाद बनाने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है। पॉलीप्रोपाइलीन सामग्री का उपयोग करके मुद्रित छवियां विशेष रूप से उज्ज्वल, रंगीन और सुंदर होती हैं।

अन्य उद्योग

रासायनिक उद्योग में, पॉलीप्रोपाइलीन का उपयोग विभिन्न संक्षारण प्रतिरोधी पाइपलाइनों, भंडारण टैंकों, वाल्वों, पैकिंग टावरों में विशेष आकार की पैकिंग, फिल्टर कपड़े, संक्षारण प्रतिरोधी पंप और संक्षारण प्रतिरोधी कंटेनरों के अस्तर तैयार करने के लिए किया जा सकता है; चिकित्सा में, इसका उपयोग चिकित्सा उपकरण बनाने के लिए किया जा सकता है; पॉलीप्रोपाइलीन को ग्राफ्टिंग, कंपाउंडिंग और ब्लेंडिंग प्रक्रियाओं के माध्यम से ऊर्जा क्षेत्र में भी विकसित और लागू किया जा सकता है।

अपशिष्ट पीपी रीसाइक्लिंग प्रौद्योगिकी

पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी) वर्तमान में दूसरा सबसे बड़ा सामान्य प्रयोजन प्लास्टिक है। निर्माण, ऑटोमोबाइल, घरेलू उपकरणों और पैकेजिंग जैसे उद्योगों के विकास के साथ, अपशिष्ट पीपी हाल के वर्षों में सबसे बड़ी अपशिष्ट बहुलक सामग्री में से एक बन गया है। वर्तमान में, अपशिष्ट पीपी से निपटने के मुख्य तरीके हैं: ऊर्जा आपूर्ति के लिए भस्मीकरण, ईंधन तैयार करने के लिए उत्प्रेरक क्रैकिंग, प्रत्यक्ष उपयोग और पुनर्चक्रण। अपशिष्ट पीपी के उपचार की प्रक्रिया में तकनीकी व्यवहार्यता, लागत, ऊर्जा खपत और पर्यावरण संरक्षण कारकों को ध्यान में रखते हुए, रीसाइक्लिंग वर्तमान में अपशिष्ट पीपी के उपचार के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला, प्रभावी और सबसे अनुशंसित तरीका है।

उपयोग के दौरान प्रकाश, गर्मी, ऑक्सीजन और बाहरी बलों के प्रभाव के कारण, पीपी की आणविक संरचना बदल जाएगी, और उत्पाद पीले, भंगुर या यहां तक ​​कि दरार वाले हो जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप पीपी की कठोरता, आयामी स्थिरता, थर्मल ऑक्सीजन स्थिरता और प्रक्रियात्मकता में महत्वपूर्ण गिरावट आएगी। उत्पादों के निर्माण के लिए अपशिष्ट पीपी का सीधे उपयोग करना प्रसंस्करण और उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल है।

इसलिए, अपशिष्ट पीपी की रीसाइक्लिंग तकनीक लगातार विकसित हो रही है। अन्य पॉलिमर के साथ मिश्रधातु बनाने या भराव के साथ मिश्रित करने से अपशिष्ट पीपी के प्रसंस्करण प्रदर्शन, थर्मल गुण, भौतिक और यांत्रिक गुणों में काफी सुधार किया जा सकता है, जिससे अपशिष्ट पीपी का उच्च प्रदर्शन प्राप्त किया जा सकता है।

मिश्र धातु

मिश्रधातु बनाना अपशिष्ट पीपी को अन्य बहुलक पदार्थों के साथ मिलाकर एक मैक्रोस्कोपिक रूप से एकसमान पदार्थ तैयार करने की प्रक्रिया है। मिश्रधातु बनाने के लिए विभिन्न बहुलक पदार्थों का चयन करके, अपशिष्ट पीपी के प्रसंस्करण प्रदर्शन, भौतिक और यांत्रिक गुणों में सुधार किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, इलास्टोमर्स के उपयोग से अपशिष्ट पीपी की प्रभाव कठोरता में काफी सुधार हो सकता है।

अपशिष्ट पीपी/आरयू मिश्रित रबर (प्राकृतिक रबर और स्टाइरीन-ब्यूटाडाइन रबर प्रत्येक 50% के लिए जिम्मेदार हैं) के यांत्रिक गुणों और तापीय विरूपण व्यवहार पर एक अध्ययन में पाया गया कि पहले आरयू मिश्रित रबर को बारीक रबर कणों में प्लास्टिकीकृत करना और फिर उन्हें अपशिष्ट पीपी निरंतर चरण में समान रूप से फैलाना अपशिष्ट पीपी के टूटने पर प्रभाव शक्ति और बढ़ाव में काफी सुधार कर सकता है, लेकिन इससे पीपी की कठोरता और तापीय विरूपण प्रतिरोध में कमी आएगी।

चूँकि अधिकांश इलास्टोमर अपशिष्ट पीपी के साथ असंगत होते हैं और उनमें खराब इंटरफेसियल बॉन्डिंग होती है, इसलिए प्रसंस्करण और उपयोग के दौरान चरण पृथक्करण होता है, जो इसके प्रदर्शन को प्रभावित करता है। अपशिष्ट पीपी मिश्र धातुओं की इंटरफेसियल संगतता में सुधार करने और इंटरफेसियल बॉन्डिंग को बढ़ाने के लिए, कई विद्वानों ने व्यापक शोध किया है और दो संगतताओं की खोज की है जो मिश्रित सामग्रियों की इंटरफेसियल बॉन्डिंग को बढ़ा सकते हैं और मिश्रित सामग्रियों के भंडारण मापांक, हानि मापांक और सिस्टम चिपचिपाहट में सुधार कर सकते हैं।

वल्केनाइजर्स मिश्रित सामग्रियों के प्रभाव और तन्य शक्ति, गलनांक श्यानता, टूटने पर विस्तार और तन्यता में सुधार कर सकते हैं; पेरोक्साइड क्रॉसलिंकिंग एजेंटों को जोड़ने से मिश्रित सामग्रियों की अनुकूलता में और सुधार हो सकता है तथा मिश्रित सामग्रियों के प्रभाव और तन्य शक्ति में वृद्धि हो सकती है, लेकिन टूटने पर विस्तार में थोड़ी कमी आ सकती है।

संयुक्त

समग्र सामग्री अपशिष्ट पीपी को गैर-बहुलक सामग्री के साथ मिलाकर मिश्रित सामग्री तैयार करने की प्रक्रिया है। यह अपशिष्ट पीपी के उच्च प्रदर्शन और कार्यात्मकता को प्राप्त करने का मुख्य तरीका है। समग्र सामग्री इसकी कठोरता, शक्ति, तापीय और विद्युत गुणों जैसे भौतिक और यांत्रिक गुणों में सुधार कर सकती है और लागत को कम कर सकती है।

भराव संरचना के अनुसार, भराव को अकार्बनिक भराव और कार्बनिक भराव में विभाजित किया जा सकता है।

अकार्बनिक भराव यौगिक

पीपी कंपोजिट में आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले अकार्बनिक भरावों का इस्तेमाल अपशिष्ट पीपी, जैसे कैल्शियम कार्बोनेट, तालक, मोंटमोरिलोनाइट, धातु ऑक्साइड, फ्लाई ऐश और ग्लास फाइबर के साथ कंपोजिट करने के लिए किया जा सकता है। अध्ययनों से पता चला है कि हालांकि ये अकार्बनिक भराव अपशिष्ट पीपी की कठोरता में काफी सुधार कर सकते हैं और लागत कम कर सकते हैं, लेकिन अपशिष्ट पीपी, उच्च सतह ऊर्जा और खराब संगतता के साथ उनमें ध्रुवीयता में बड़ा अंतर होता है, जिसके परिणामस्वरूप समग्र सामग्री के टूटने और प्रभाव कठोरता में वृद्धि में कमी आती है।

कार्बनिक भराव यौगिक

आम कार्बनिक भरावों में लकड़ी का पाउडर और लकड़ी के फाइबर, स्टार्च, गेहूं का भूसा, भांग के फाइबर और बेकार अखबार शामिल हैं। लकड़ी के फाइबर से भरे अपशिष्ट पीपी की माइक्रोपोरस फोमिंग तकनीक पर शोध चल रहा है। परिणाम बताते हैं कि जब पिघलने का तापमान 180 डिग्री सेल्सियस और होल्डिंग दबाव 12.5 एमपीए होता है, तो माइक्रोपोरस संरचना समान रूप से वितरित होती है। माइक्रोपोरस संरचना दरारों के प्रसार पथ का विस्तार कर सकती है और बाहरी प्रभाव ऊर्जा को अवशोषित कर सकती है, जिससे प्रभाव शक्ति में सुधार होता है।

प्राकृतिक फाइबर अपशिष्ट पीपी के लिए एक उभरती हुई भराव सामग्री है। इसके उच्च जल अवशोषण और अपशिष्ट पीपी के साथ असंगति के कारण, प्राकृतिक फाइबर से भरे अपशिष्ट पीपी कंपोजिट के उच्च प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए सतह उपचार मुख्य विधि है। इसके अलावा, अपशिष्ट पॉलिएस्टर का उपयोग अपशिष्ट पीपी को संशोधित करने के लिए भी किया जा सकता है। कुछ विद्वानों ने β-न्यूक्लियेटेड अपशिष्ट पीपी/अपशिष्ट पॉलिएस्टर फैब्रिक कंपोजिट के क्रिस्टलीकरण व्यवहार का अध्ययन किया है। परिणाम बताते हैं कि अपशिष्ट पॉलिएस्टर और β-न्यूक्लियटिंग एजेंट का अपशिष्ट पीपी के क्रिस्टलीकरण पर विषम न्यूक्लियेशन प्रभाव होता है, अपशिष्ट पीपी के क्रिस्टलीकरण तापमान को बढ़ाता है, और β क्रिस्टल के गठन को प्रेरित करता है।

संकरण

हाइब्रिड कंपोजिट पॉलिमर को दो या अधिक फिलर्स से भरकर कंपोजिट सामग्री तैयार करने की प्रक्रिया है। एकल फिलर की सीमाओं के कारण, हाइब्रिड कंपोजिट विभिन्न फिलर्स के पूरक लाभों और सहक्रियात्मक प्रभावों के माध्यम से पॉलिमर के व्यापक प्रदर्शन को बेहतर बना सकता है। इसलिए, मिश्रित फिलर्स से भरी कंपोजिट सामग्री की तैयारी और संबंधित गुणों पर शोध ने ध्यान आकर्षित किया है। इसमें शामिल फिलर्स में मुख्य रूप से मिश्रित अकार्बनिक फिलर्स और मिश्रित अकार्बनिक/कार्बनिक फिलर्स शामिल हैं।

मिश्र धातु मिश्रित

मिश्र धातु और मिश्रण के लाभों को पूर्ण रूप से निभाने के लिए, कुछ शोधकर्ताओं ने अपशिष्ट पीपी के भौतिक और यांत्रिक गुणों को और बेहतर बनाने और बढ़ाने के लिए मिश्र धातु और मिश्रण को संयोजित करना शुरू कर दिया है, और अपशिष्ट पीपी के उच्च प्रदर्शन और औद्योगिकीकरण का एहसास किया है, जैसे कि कार्बनिक भराव और इलास्टोमर्स, अकार्बनिक भराव और इलास्टोमर्स को मिलाकर अपशिष्ट पीपी को संशोधित किया जाता है।

इस संबंध में शोध के परिणाम दर्शाते हैं कि कम तापमान पर अपशिष्ट पीपी और टैल्क-भरे अपशिष्ट पीपी कंपोजिट का फ्रैक्चर भंगुर व्यवहार वाला होता है, और ईओसी (एथिलीन-ऑक्टीन कॉपोलीमर) को मिलाने से कंपोजिट के प्रभाव प्रतिरोध में काफी सुधार हो सकता है; ईओसी-मजबूत टैल्क-भरे अपशिष्ट पीपी कंपोजिट का गतिशील यांत्रिक व्यवहार, पुनर्चक्रण समय की संख्या में वृद्धि के साथ नहीं बदलता है।