Code d'identification de la résine PP.

Le polypropylène (ou polypropène) isotactique, de sigle PP (ou PPi) et de formule chimique (-CH2-CH(CH3)-)n, est un polymère thermoplastique semi-cristallin de grande consommation.

Le polypropylène isotactique est une polyoléfine résultant de la polymérisation coordinative des monomères propylène [(CH2=CH-CH3)] en présence de catalyseurs, suivant principalement la catalyse de Ziegler-Natta.

Historique

Représentation d'une chaîne d'un polypropylène isotactique et syndiotactique (de haut en bas).

Giulio Natta et le chimiste allemand Karl Rehn obtinrent, en mars 1954, un polypropylène à structure géométrique cristalline régulière. Natta emploie le terme « isotactique » pour décrire ce polymère. Les chaînes d'un polymère isotactique peuvent se rapprocher les unes des autres pour former un solide ordonné.

Plus tard, il mettra au point des catalyseurs stéréospécifiques permettant l'obtention systématique de tels polymères.

Voir aussi John Paul Hogan et Robert Banks.

Le polypropène syndiotactique (PPs) est industrialisé à partir de 1992.

Propriétés physiques

Module de Young : 1,1 à 1,6 GPa

Retrait : 1 à 2,5 %

Le polypropylène de grade « injection » est très facilement recyclable ; le PP de grade « film » est au contraire beaucoup plus délicat à recycler, surtout s'il est imprimé.

Le polypropylène est translucide à opaque, hydrophobe, dur, semi-rigide et très résistant à l'abrasion.

Pour augmenter ses propriétés mécaniques, il est courant qu'il soit chargé en fibre de verre, à hauteur de 10 à 30 % en général.

Le polypropylène expansé, de sigle EPP en anglais ou PP-E selon la norme EN ISO 1043-1, est une mousse blanche ressemblant au polystyrène expansé, mais avec une mémoire de forme lui permettant de se déformer sans casser et de conserver sa structure.

Le propylène peut former des homopolymères (polypropylène), des copolymères statistiques ou des copolymères « bloc ». Le comonomère le plus utilisé est l'éthylène pour donner des polyoléfines élastomères comme l'éthylène-propylène (EPR ou EPM) et l'éthylène-propylène-diène monomère (EPDM).

Schéma de la polymérisation.

Variation du module d'un PPi avec la température.

Moulage par injection : schéma de principe et températures.

Selon sa tacticité, le polypropylène peut être :

Grade Atactique (PPa) Syndiotactique (PPs) Isotactique (PPi) Date de 1 fabrication 1992 1954 : Giulio Natta et Karl Rehn Polymérisation Catalyse avec un métallocène Catalyse de Ziegler-Natta Taux de cristallinité Amorphe (~0%) Cristallinité moyenne (30 - 40 %) Cristallinité élevée (70 - 80 %) Densité 0,85 à 0,90 0,89 à 0,91 0,92 à 0,94 Point de fusion (F) Aucun 130 °C (pour une cristallinité de 30 %) à 150 °C 171 °C pour un PP parfaitement isotactique. 160 à 166 °C pour les grades commerciaux. Température de transition vitreuse (Tv) −13 à −7 °C −8 °C −8 à −1 °C Intérêt Affichent une faible résistance mécanique et présentent peu d'intérêt industriel Peu nombreux Courants

Applications

On trouve beaucoup de pièces moulées en polypropylène pour la construction automobile, notamment les pare-chocs, les tableaux de bord, l'habillage de l'habitacle et les réservoirs d'essence et de liquide de frein. Le polypropylène est aussi beaucoup utilisé pour les emballages alimentaires pour sa résistance à la graisse (ex. : emballages de beurre) et son aspect brillant. Il est également utilisé pour la fabrication de tissus d'ameublement, de vêtements professionnels jetables (combinaisons de peinture, charlottes, masques chirurgicaux, etc.), de sacs tissés à haute résistance, de géotextiles et de géomembranes ; on le trouve aussi sous forme de fibres dans les cordages et les tapis synthétiques. Des pailles à boire sont également fabriquées en polypropylène.

En longueur nominale de 6 à 18 mm, la fibre de polypropylène est l'adjuvant idéal dans les mélanges en béton pour diminuer le retrait plastique, les fissurations et les lézardes, et augmenter les propriétés de la surface du béton. Les fibres ne remplacent pas le renforcement structurel traditionnel en acier ou les procédés habituels de bonne prise du ciment, mais il est très souvent possible de remplacer les treillis par ces fibres.

Plusieurs pays ont émis des billets en polypropylène, dont le Canada, l'Australie, le Mexique et Israël.

Pour gagner du poids tout en renforçant la rigidité, il peut être moulé comme du carton ondulé ; on parle alors de polypropylène alvéolaire (PPA). Il peut aussi avoir une structure en nid d'abeille (honeycomb en anglais).

Le polypropylène expansé est utilisé en aéromodélisme pour la construction de petits modèles volants (moins d'un mètre d'envergure le plus souvent). Ses propriétés mécaniques (légèreté, souplesse et mémoire de forme) permettent de créer des modèles très résistants aux chocs, et faciles à réparer (collage rapide à la colle cyanoacrylate).

Avantages et inconvénients

Polluants atmosphériques produits lors de la fabrication du polypropylène (PP). Diagrammes pour le CO (monoxyde de carbone) et les COV (composés organiques volatils).

Le polypropylène présente de nombreux avantages : il est bon marché, alimentaire (inodore et non toxique), indéchirable, très résistant à la fatigue et à la flexion (fabrication de charnières), très peu dense, chimiquement inerte, stérilisable et recyclable. C'est de plus un excellent isolant électrique, qui est une alternative à l'utilisation du PVC pour la fabrication de câbles à faible fumée.

Par contre, il est fragile (cassant) à basse température (car sa température de transition vitreuse (Tv) est proche de la température ambiante), sensible aux UV, moins résistant à l'oxydation que le polyéthylène et difficile à coller.

La résilience du polypropylène peut être améliorée en malaxant du PPi avec les élastomères EPR ou EPDM.

Sa production en masse est source d'impacts environnementaux et de consommation de pétrole, ainsi que d'émission de gaz à effet de serre. Son impression ou certains additifs (fibres, ignifugeants — les métaux lourds sont interdits depuis quelques années) peuvent rendre son recyclage difficile ou impossible de manière rentable.

Les progrès de l'écoconception dans la plasturgie pourraient faciliter le tri et le recyclage de ce matériau.

Commerce

En 2014, la France était exportatrice de polypropylène (homo- et copolymère).

En 2014, le prix moyen observé de l'homopolymère est de 1 300 €/t.

澳大利亚二十元纸币。因为是用塑胶制，所以透光度很高，而且有部份地方完全透明。

一个用聚丙烯为原料的即弃食物容器盖子

聚丙烯（Polypropylene，简称PP）是一种半结晶的热塑性塑料。具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。在工业界有广泛的应用，包括包装材料和标签，纺织品（例如，绳，保暖内衣和地毯），文具，塑料部件和各种类型的可重复使用的容器，实验室中使用的热塑性聚合物设备，扬声器，汽车部件，和聚合物纸币，是平常常见的高分子材料之一。在2013年，聚丙烯全球市场约55万吨。 澳大利亚和加拿大的塑料钱币也使用聚丙烯制作。

结构

聚丙烯结构示意图

聚丙烯的重复单元由三个碳原子组成。其中两个碳原子在主链上，一个碳原子以支链的形式存在。

性质

聚丙烯的结构和聚乙烯接近，因此很多性能也和聚乙烯类似，特别是在溶液中的行为和电性能。由于其存在一个甲基构成的侧枝，改善机械性能和耐热性，但是聚丙烯更易在紫外光和热能作用下氧化降解，耐化学性降低。 耐热且化学稳定性比较高。本质上和高密度聚乙烯接近，结晶度比高密度聚乙烯略低，所以一般呈现半透明的状态，而硬度与高密度聚乙烯差不太多。 聚丙烯的特性取决于分子量和分子量分布，结晶度，类型和共聚单体（如果使用的话）的比例和等规度。 机械性质 聚丙烯的密度是0.895和0.92克/立方厘米之间。因此，聚丙烯是商品化塑料中具有最低密度，可以制造具有较低的重量和一定质量的的塑料。不像聚乙烯，结晶和无定形区域在它们的密度仅略有不同。然而，聚乙烯的密度可显著与填料变化。 聚丙烯的 Young's modulus 介于1300 至 1800 N/mm²之间。 聚丙烯通常是坚韧而有弹性，尤其是与乙烯共聚时，这使得聚丙烯被用作工程塑料，具有材料如丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯（ABS）的竞争。聚丙烯是相当经济的。 热性能 聚丙烯的熔点发生在一个范围内，因此，熔点是通过找到一个差示扫描量热图的最高温度来决定。完美等规聚丙烯具有171℃的熔点。商业规聚丙烯具有范围从160至166℃，这取决于无规立构材料和结晶的熔点。间同立构聚丙烯与30％的结晶度为130℃的熔点。当环境温度低于0℃，聚丙烯会变脆。 聚丙烯的热膨胀是非常大的，但比聚乙烯的稍差。 老化问题 PP是安全的食品容器用塑胶，但若老化就不安全，例如**就有热水器内PP塑胶老化的先例。由于侧甲基连接的主碳链骨架碳原子是叔碳原子，使PP更易受氧攻击而氧化，且在铜的作用下降解速率急剧增大。

回收及循环再利用

资源回收再利用：塑胶分类标志中，PP代码是5。塑料本体底部或包装上须列明，以便消费者及回收商能分类妥当。

分类

历史

1954年，居里奥·纳塔Giulio Natta合成了聚丙烯。随后在不同的国家和地区不同的聚丙烯合成技术被多次“发明”。大量的知识产权官司同聚丙烯的发展卷在一起。

生产与应用

PP熔点高达167℃，耐热，制品可用蒸气消毒是其特点。

以PP制瓶的，最常见的是豆浆、米浆瓶，还有用来装100％纯果汁、优酪乳、果汁饮料、乳制品（如布丁）等，

较大的盛器，像水桶、垃圾桶、洗衣槽、箩筐、篮子等等多是以PP做成。

近年来亦大量使用于制成免洗餐具或免洗杯（供速食餐饮业者装填冰品使用，如市面盛行之「快可利」连锁店所用之盛装容器）

该材质容器系属不透明或半透明容器，具备有耐酸碱、耐化学物质、耐碰撞及耐高温（约-20℃~120℃）等优点。