Polypropylene (PP) là một trong những loại nhựa nhiệt dẻo được sử dụng nhiều nhất trên Thế giới. Các ứng dụng từ nhựa PP đa dạng như bao bì, sợi vải và các sản phẩm phục vụ cho ngành công nghiệp sản xuất. Hãy cùng Havico tìm hiểu nhựa Polypropylene là gì? Ứng dụng của nhựa PP để sản xuất những sản phẩm gì?

Nhựa Polypropylene là gì?

Polypropylene là một sản phẩm nhựa từ phản ứng trùng hợp propylen, bằng cách nối hàng nghìn monome lại với nhau để tạo thành polymer. Nhựa Polypropylene thường được gọi bằng tên thông dụng hơn là nhựa PP. Vật liệu có độ bền cơ học cao.

Bản chất chúng trong suốt nhưng trong quá trình sản xuất vật liệu, nhà sản xuất tiến hành bổ sung thêm các hạt màu để tạo màu sắc đa dạng cho vật liệu.

Nhu cầu sử dụng nhựa PP ngày càng cao, trung bình khoảng 45 tấn và ngày càng có xu hướng tăng lên góp phần giúp cho ngành nghiên cứu vật liệu nhựa phát triển.

Nhựa PP được phân loại thành 2 nhóm:

Homopolymers: Loại này chứa các monome propylene ở dạng bán tinh thể. Các ứng dụng chính của nhóm này như bao bì nhựa, ống, dệt may, đồ dùng điện…
Copolymers: Có copolymer ngẫu nhiên và copolyme khối. So với Homopolymers thì chúng mềm hơn nhưng lại có khả năng chịu va đập tốt hơn

Nhựa PP có thể được sản xuất ở những dạng khác nhau như hạt nhựa PP, tấm nhựa PP…

Hạt nhựa PP gồm có các loại như:

Hạt nhựa PP nguyên sinh: Phân tách dầu mỏ bằng quy trình chưng cất. Hạt nhựa Polypropylene nguyên sinh là vật liệu nguyên chất, không có tạp chất hay phụ gia. Đây là vật liệu PP có chất lượng rất cao.
Hạt nhựa PP tái sinh: Là hạt nhựa được tái chế từ sản phẩm nhựa và có pha trộn chất phụ gia
Hạt nhựa PP kéo sợi: Là vật liệu có độ bền cao, không biến dạng khi bị kéo giãn. Khả năng chịu nhiệt của loại hạt nhựa này lên đến 100^oC, có ưu điểm về chống oxy hóa và chống ăn mòn khi tiếp xúc dầu mỡ.

Tấm nhựa PP

Tấm nhựa PP được tạo thành từ hạt nhựa PP có bổ sung thêm chất phụ gia trong quá trình sản xuất đùn ép, cán mỏng… Tên gọi khác của tấm nhựa PP là PP board, PP panel hay PP sheet. Nhựa tấm có các khổ phổ biến 1500x3000mm, 1220x2440mm, 1000x2000mm hoặc kích thước theo yêu cầu của nhà sản xuất.

Ống nhựa PP

Ống nhựa PP được gia công từ tấm nhựa PP, có khả năng chống ăn mòn hóa chất và khả năng chịu nhiệt tốt. Ống PP được ứng dụng nhiều trong cả dân dụng lẫn công nghiệp.

Ống có đường kính đa dạng phục vụ cho những nhu cầu sử dụng khác nhau, được hoàn thiện bởi phương pháp hàn nhiệt, độ bền mối nối và thẩm mỹ cao.

Nên xem: Polyethylene là gì? Những điều cần biết về nhựa PE

Các đặc tính cơ – lý – hóa của nhựa PP.

Polypropylene plastic có cấu tạo hóa học là (C3H6)n ở dạng trong suốt, không màu không mùi không vị, độ bóng cao, có đặc tính linh hoạt, mật độ nhẹ hơn và có ưu điểm về khả năng thích ứng với các phương pháp chế tạo.

Bảng thông số vật lý của nhựa PP:

Độ bền kéo	30 – 40 N/mm2
Độ dai va đập	3.28 – 5.9 kJ/m2
Nhiệt độ nóng chảy	130°C – 165°C
Modun đàn hồi	1.5–2 GPa
Hệ số co rút	1-3%

Độ bền: Nhựa PP có độ bền cơ học cao, độ bền kéo tốt. Độ cứng vững cao hơn so với nhựa PE và đặc biệt là trọng lượng nhẹ.

Khả năng chịu nhiệt: Có nhiều câu hỏi đặt ra về tính chịu nhiệt của nhựa PP như “Nhựa PP có chịu nhiệt không?”. Câu trả lời là có. Nhựa Polypropylene chịu được nhiệt độ cao lên đơn hơn 100^oC, nhiệt độ nóng chảy ở 165 °C. Trong điều kiện không bị tác động bởi ngoại lực, ở nhiệt độ 150^oC nhựa PP có thể duy trì trạng thái 3 chiều. Khi đốt cháy nhựa PP, chúng tạo lửa có màu xanh nhạt, mùi gần giống với cao su.

Khả năng chống biến dạng: Nhờ được chế tạo thành sợi, nhựa PP không bị biến dạng hay giãn ra về chiều dài. Chúng vẫn giữ được hình dạng và bản chất cho dù bị tác động xoắn hay uốn nên phù hợp với nhiều ứng dụng.

Tính cách điện: Polypropylene có điện trở cao nên tính cách điện là ưu điểm để chúng được ứng dụng nhiều trong các sản phẩm ngành điện.

Khả năng kháng hóa chất: Polypropylene plastic có khả năng chống thấm oxy và kháng hóa chất tốt (axit, bazo). Ngoài ra, vật liệu còn chống thấm đối với dầu mỡ, khí O2 và các loại khí khác

Khả năng gia công: Nhựa PP phù hợp với nhiều loại phương pháp kỹ thuật nên khả năng gia công sản xuất vô cùng đa dạng.

Quy trình sản xuất nhựa Polypropylen.

Polypropylene được tạo ra bởi phản ứng trùng hợp của chuỗi proben. Quá trình này sử dụng lò phản ứng pha khí hoặc lò phản ứng số lượng lớn và chất xúc tác là Ziegler-Natta hoặc metallocene hòa tan. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trùng hợp như nhiệt độ, áp suất và nồng độ chất phản ứng…sẽ phụ thuộc vào mức độ polymer được tạo thành.

Quy trình sản xuất Polypropylen là quá trình pha khí hoặc quá trình pha lỏng.

Quá trình pha khí

Quá trình pha lỏng

Phản ứng trùng hợp pha khí có tính kinh tế, linh hoạt hơn và có thể chứa nhiều loại xúc tác, trở thành công nghệ phổ biến nhất trong các cơ sở sản xuất polypropylene ngày nay.

Quá trình sản xuất theo phương pháp trùng hợp pha khí diễn ra trong lò phản ứng tầng sôi. Proben được đưa qua chất xúc tác. Sau đó polymer được tách ra thành dạng bột mịn rồi sang dạng viên.
Khí chưa phản ứng sẽ tiếp tục được tái chế và quay trở về lò phản ứng.
Trong trùng hợp khối lượng lớn thường được áp dụng trong các lò phản ứng vòng, proben dạng lỏng đóng vai trò như chất dung môi nhằm ngăn chặn sự kết tủa của polymer.
Trong trùng hợp bùn, C4 – C6 ankan đóng vai trò là chất pha loãng và có tính trơ nhằm ngăn chặn hạt polyme đang phát triển.
Proben dạng khí được đưa vào hỗn hợp, đặc tính của nhựa polypropylene ảnh hưởng bởi sự định hướng của nhóm metyl (CH3) và các nhóm này trong monome lân cận. Ngoài ra, còn ảnh hưởng bởi chất xúc tác được bổ sung vào phản ứng.

Các chất xúc tác trong phản ứng tạo ra polypropylene:

Ziegler – Natta: Chất xúc tác sử dụng để tạo ra iPP (polypropylene isotactic)
Metallocene hòa tan: Chất xúc tác sử dụng để tạo ra sPP (polypropylene syndiotactic)
Kết hợp Ziegler – Natta và Metallocene: Chất xúc tác sử dụng để tạo ra aPP (polypropylene atactic)

Có thể bạn chưa biết: Vật liệu composite là gì? Quy trình sản xuất vật liệu composite

Thu nhựa Polypropylene bằng cách nào?

Thu Polypropylene bằng các phương pháp ép đùn và đúc. Trong đó, các phương pháp ép đùn phổ biến nhất trong sản xuất nhựa PP là sợi dệt thoi và sợi liên kết. Các phương pháp này tạo ra các cuộn Polypropylene dài phù hợp với sản xuất các sản phẩm như bộ lọc, khăn/ khăn ướt, tả, khẩu trang…

Phương pháp ép phun phổ biến dùng để sản xuất các sản phẩm như chai lọ, nắp, dao kéo, đồ dùng gia dụng…

Các phụ gia được bổ sung với một tỷ lệ nhất định để cường một số đặc tính cho vật liệu. Chất phụ gia chống tĩnh điện giúp bề mặt vật liệu chống bám bụi bẩn.

Ưu nhược điểm của nhựa PP

Nhựa PP có nhiều ưu điểm giúp chúng trở thành vật liệu phù hợp với nhiều sản phẩm và mục đích sử dụng. Những ưu điểm nổi trội nhất của PP:

Chi phí thấp so với nhiều loại vật liệu khác giúp chúng phù hợp với điều kiện ngân sách và đa dạng đối tượng người dùng.
Sự linh hoạt của vật liệu giúp chúng dễ dàng được đúc thành nhiều hình dạng, kích thước khác nhau.
Nhựa PP ưu điểm về độ bền màu. Vật liệu có dạng trong suốt nhưng được pha trộn nhiều màu sắc trong quá trình sản xuất để đáp ứng nhu cầu đa dạng của thị trường. Màu sắc sáng bóng và bắt mắt, không dễ bị phai màu khi sử dụng trong thời gian lâu.
Khả năng chống mỏi tốt nên được ứng dụng làm bản lề.
Tính cách nhiệt cao.
Khả năng chống chịu va đập tốt
Chống ẩm, chống ăn mòn hóa chất, dầu mỡ, và oxy hóa tuyệt vời.
Khả năng chống ẩm mốc, nấm mốc, thối rữa và vi khuẩn.

Bên cạnh những ưu điểm vượt trội, nhựa PP cũng có một số hạn chế:

Khả năng chịu nhiệt độ của vật liệu là có nhưng duy trì trong một thời gian nhất định. Vì vậy, khi sử dụng sản phẩm từ nhựa PP trong lò vi sóng, cần chú ý chỉ nên để quay trong thời gian từ 2 – 3 phút.
Độ bám dính kém nên khó kết dính với sơn hay keo.
Nhựa PP có thể tái chế nhưng chi phí rất cao.
Hạn chế trong khả năng chống tia cực tím

Phân biệt nhựa PP và nhựa ABS

Nhựa PP và nhựa ABS đều được dùng để sản xuất nhiều sản phẩm đồ dùng. Tuy nhiên, mỗi loại có đặc tính riêng phù hợp với những ứng dụng khác nhau.

Nhựa PP có mã ký hiệu số 5 có độ bền và linh hoạt cao. PP kháng hóa chất, chống va đập tốt, dai và khó bị gãy vỡ. Vật liệu chịu được nhiệt độ cao từ 100^oC đến 120^oC nên có thể đặt trong lò vi sóng với một thời gian nhất định. Nhựa PP có độ an toàn và có thể được dùng để đựng thực phẩm, thức ăn, nước uống, sữa… Lưu ý tránh sử dụng sản phẩm từ nhựa PP tái chế để đựng thức ăn. Ứng dụng phổ biến của nhựa PP là đồ dùng, chai lọ chứa thực phẩm, bao bì, ly uống nước, hộp cơm….
Nhựa ABS (hỗn hợp gồm acrylonitrile, butadiene, styrene) không có mã, thông thường chúng được phân vào nhóm số 7 – các loại nhựa khác. Nhựa ABS có độ bền tương đối cao, khả năng chịu nhiệt độ thấp. So với nhựa PP thì ABS có độ giòn hơn nên mặc dù có khả năng chống va đập nhất định nhưng nó dễ vỡ hơn so với Polypropylene. Giá thành nhựa ABS rẻ hơn so với nhựa PP. Nhựa ABS không được khuyến cáo để chứa đựng thực phẩm, thức ăn. Ứng dụng của nhựa này phổ biến trong sản xuất đồ gia dụng, vỏ máy móc văn phòng.

Ký hiệu:

Ứng dụng của nhựa PP để sản xuất những sản phẩm gì?

Nhựa PP được sử dụng cho nhiều sản phẩm khác nhau. Các dạng sản phẩm của polypropylene phù hợp với nhiều ứng dụng.

Hạt nhựa PP:

Nhờ có độ trong suốt và độ bóng bề mặt cao, khả năng chống thấm tốt, phù hợp với kỹ thuật lưu trữ mực in được ứng dụng phổ biến trong ngành công nghiệp bao bì và in ấn.
Hạt nhựa PP nguyên sinh có độ an toàn nên được ứng dụng làm đồ chơi trẻ em, đồ dùng cho bé hoặc dụng cụ y tế.
Hạt nhựa PP có thể kéo thành sợi, tính cứng và không dẻo như các loại nhựa khác nên ứng dụng trong sản xuất dệt bao bì sản phẩm, thảm trải sàn.

Tấm nhựa PP

Nhựa PP dạng tấm được ứng dụng sản xuất các bể chứa hóa chất, bồn chứa nước sinh hoạt.
Các loại thùng với kích thước và hình dáng đa dạng như: thùng chứa hàng, thùng đựng trái cây, rau quả, thùng rác sinh hoạt, các loại hộp dùng cho văn phòng phẩm…
Hệ thống xử lý khí thải trong khu công nghiệp
Khuôn dập trong các nhà máy công nghiệp, các bàn thao tác trong nhà máy.

Ống nhựa PP

Ống dẫn nước, dẫn hóa chất hoặc dẫn khí trong các nhà máy, khu công nghiệp, tòa nhà cao tầng, hệ thống ống cấp thoát nước trong nhà ở, hệ thống xử lý nước thải môi trường.
Các loại ống tưới tiêu, truyền dẫn và khai thác khoáng sản.

Ngoài ra, nhựa PP còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác của đời sống và sản xuất công nghiệp:

Dân dụng – gia dụng

Hạt nhựa PP nguyên sinh, tái sinh được sử dụng để làm chai lọ đựng nước uống, sữa, nước giải khát, hộp đựng thực phẩm.
Chai lọ chiết mỹ phẩm, chai lọ, hũ đựng gia vị, hũ sữa chua, bình đựng chất tẩy rửa, dung dịch vệ sinh
Ly nhựa PP dùng một lần
Hộp bảo quản, khay đựng thực phẩm, túi zip đựng thực phẩm
Bình sữa, bình uống nước cho trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ.
Đồ dùng văn phòng phẩm: Vỏ bút bi, bìa đựng hồ sơ, khay đựng đồ dùng, lọ bút…

Công nghiệp sản xuất

Thớt nhựa công nghiệp
Bàn thao tác chống tĩnh điện
Chất liệu nền trong vật liệu nhựa tổng hợp composite có gia cố là sợi thủy tinh.
Nắp chai, pallet
Bao bì sản phẩm, hàng hóa
Nhựa PP được ép đùn thành màng nhựa PP mỏng sử dụng làm bao bì thực phẩm, bánh kẹo, bao bì quần áo.
Sợi nhựa PP được sử dụng để làm băng keo, dây đai, dây tóc
Lớp màng nhựa PP mờ trên các ấn phẩm quảng cáo, banner

Hạ tầng xây dựng

Tấm ốp, vách ngăn nhựa, thảm trải sàn thang máy hay tòa nhà
Bản lề sống
Màng lợp công nghiệp
Dây thừng, dây buộc
Vật liệu gia cố trong xây dựng kết cấu hạ tầng

Ngành điện

Cáp dây điện và các ứng dụng cách điện

Ngành y tế

Ống tiêm và các dụng cụ trong phòng thí nghiệm
Chỉ khâu tổng hợp
Bộ phận hỗ trợ thoát vị ở một số vị trí trên cơ thể như vùng chậu.
Khẩu trang y tế, đồ bảo hộ phòng chống dịch
Thùng rác phân loại trong bệnh viện

Nhựa PP có độc hại không?

Quá trình sản xuất nhựa Polypropylene có sử dụng một số hóa chất nhưng các sản phẩm từ vật liệu này được đánh giá là an toàn để sử dụng. Điển hình, các sản phẩm tiêu dùng như ly nhựa, hộp đựng thực phẩm, đồ uống và vật tư y tế có sử dụng loại nhựa này.

Tuy không phải là một vật liệu thân thiện với môi trường vì khả năng tái chế gặp nhiều khó khăn, chi phí cao… nhưng nó lại là sản phẩm có thể tái sử dụng và chúng có độ bền cao giúp tuổi thọ sử dụng lâu dài hơn các loại vật liệu khác.

Quá trình tái chế nhựa PP gồm:

Nấu chảy nhựa phế thải ở nhiệt độ 250^oC, loại bỏ các chất độc hại, chất gây ô nhiễm
Loại bỏ các hạt phân tử còn sót lại trong chân không, đông đặc hỗn hợp ở 140^oC

Các sản phẩm điển hình sử dụng nguyên vật liệu từ Polypropylene tái chế như: Hộp đựng pin ô tô, chổi, bàn chải, đèn tín hiệu…

Mặc dù khả năng tái chế của nhựa PP là 100% nhưng quá trình tái chế không dễ dàng, chi phí đầu tư công nghệ khá cao nên hiện tại, chỉ có khoảng 1% chai bằng nhựa PP được tái chế. Đây vẫn luôn là thách thức lớn của ngành vật liệu nhựa. Các nhà nghiên cứu và sản xuất luôn tìm tòi, sáng kiến những phương pháp tái chế phù hợp và tính thực tế cao.

Với nhiều ưu điểm tuyệt vời, nhựa polypropylene được xem là “thép” của ngành công nghiệp sản xuất vật liệu nhựa. Xu hướng sử dụng nhựa PP ngày càng phổ biến, đồng thời các phương pháp tái chế vẫn luôn được nghiên cứu, phát triển nhằm mang đến một vật liệu tối ưu hơn trong tương lai.

Mời xem thêm: Một số sản phẩm bàn ghế được làm từ nhựa PP kết hợp với vật liệu composite tại đây

Ban biên tập: Havico

5/5 - (1 bình chọn)

Nhựa Polypropylene (PP) là gì? Ứng dụng và chúng có tốt không?