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Polypropylen

Eigenschaften von Polypropylen

Isotaktisches PP besitzt einen Kristallinitätsgrad von 60-70 % mit einer Wendel(Helix)-Konformation und eine hohe mechanische Festigkeit. Ataktisches PP besitzt dagegen eine wesentlich geringere Kristallinität, aber die Kälteschlagfestigkeit ist besser als bei isotaktischem PP. Es besitzt von allen kommerziellen Thermoplasten die geringste Dichte (ca. 0,9 g/cm³).

Der Schmelzpunkt liegt bei isotaktischem PP bei 433-438 K (160-165 °C) und bei ataktischem PP bei 400 K (127 °C) und damit relativ hoch.

PP besitzt gute mechanische Eigenschaften bis dicht an den Schmelzpunkt, d.h. Formbeständigkeit bis über 100 °C und keine Neigung zu Spannungskorrosion, und ist nagelbar. Oberflächenhärte, Zugfestigkeit, elastisches Rückstellvermögen, Temperaturbeständigkeit und Langzeitbeanspruchbarkeit sind größer als bei PE, dagegen ist die Kerbschlagzähigkeit geringer. Chemikalien- und Lösemittelbeständigkeit sind so gut wie bei PE. PP ist beständig gegen polare organische Lösemittel, wird aber weich mit unpolaren Lösemitteln wie Benzol, Toluol, Kohlenstofftetrachlorid etc. Allerdings tritt eine gewisse Versprödung um 0 °C ein.

PP ist das härteste unter den Polyolefinpolymeren und behält diese Eigenschaft auch bei Temperaturen über 100 °C bei. Es ist ausgesprochen reibungsfest und hitzebeständig, verfügt über hervorragende dielektrische Eigenschaften, isoliert sehr gut und besitzt außerdem eine spezielle Dauerbiegefestigkeit (10 Millionen Biegungen). Es ist sehr beständig gegen Umwelteinflüsse, wie stressbedingte Risse. Nur sehr stark oxidierende Chemikalien können Risse verursachen. PP altert allerdings im UV-Licht und wird daher mit 2,0 bis 2,5 % Graphit versetzt. Wenn allerdings Transparenz gefordert wird, müssen an Stelle von Graphit Stabilisatoren eingesetzt werden.

Wegen ihrer chemischen Eigenschaften (z.B. Hydrophobie) sind PE und PP schlecht lackier- und klebbar sowie nur bei höheren Temperaturen verarbeitbar und stehen damit für viele Anwendungen nicht zur Verfügung. Die Herstellung maßgetreuer Teile ist wegen höherer Schrumpfung quer zur Fließrichtung beim Spritzgussverfahren erschwert. Daher sind gewisse Modifikationen notwendig, z.B. die Beimischung von Verstärkern.

Mit Metallocen-Katalysatoren hergestelltes Polypropylen (mPP) wird durch seine enge Molmassenverteilung und kleine Kristallite charakterisiert. Es unterscheidet sich deshalb in seinen Eigenschaften zum Teil erheblich von mit herkömmlichen Ziegler-Natta-Katalysatoren hergestelltem ZN-PP. Da Ziegler-Natta-Katalysatoren verschiedene aktive Spezies enthalten, ist die Molmassenverteilung breiter. mPP besitzt eine ausgezeichnete Transparenz, gute mechanische Eigenschaften und eine herausragende Organoleptik, d.h. es gast kaum Monomer aus. Für Anwendungen im Textilbereich ist es besser geeignet als ZN-PP, da es eine bessere Stabilität beim Spinnen aufweist und der Faden einheitlicher wird. Da sich bei Metallocen-Katalysatoren die Polymerisation besser kontrollieren lässt, ist die Steuerung der Eigenschaften leichter. Allerdings sind Metallocen-Katalysatoren teuer.

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