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O que é o Polipropileno (PP), e Para que é usado?

Polipropileno (PP) é um “polímero de adição” termoplástico feito a partir da combinação de monômeros de propileno. É usado em uma variedade de aplicações para incluir embalagens para produtos de consumo, peças plásticas para várias indústrias, incluindo a indústria automotiva, dispositivos especiais como dobradiças vivas, e têxteis. O polipropileno foi polimerizado pela primeira vez em 1951 por um par de cientistas petrolíferos Phillips chamados Paul Hogan e Robert Banks e mais tarde pelos cientistas italianos e alemães Natta e Rehn. Tornou-se proeminente extremamente rápido, pois a produção comercial começou apenas três anos depois que o químico italiano, Professor Giulio Natta, o polimerizou pela primeira vez. Natta aperfeiçoou e sintetizou a primeira resina de polipropileno na Espanha em 1954, e a capacidade de cristalização do polipropileno criou muita excitação. Em 1957, a sua popularidade tinha explodido e a sua produção comercial começou em toda a Europa. Hoje é um dos plásticos mais comumente produzidos no mundo.

Protótipo de Polipropileno com Dobradiça Cortada em Polipropileno Tampa Segura para Crianças por Mecanismos Criativos

De acordo com alguns relatórios, a atual demanda global pelo material gera um mercado anual de cerca de 45 milhões de toneladas métricas e estima-se que a demanda subirá para aproximadamente 62 milhões de toneladas métricas até 2020. Os principais usuários finais de polipropileno são a indústria de embalagens, que consome cerca de 30% do total, seguida pela fabricação de equipamentos elétricos e de equipamentos, que utilizam cerca de 13% cada um. Tanto a indústria de eletrodomésticos como a automotiva consomem 10% cada uma e a de materiais de construção segue com 5% do mercado. Outras aplicações em conjunto compõem o resto do consumo global de polipropileno.

Polipropileno tem uma superfície relativamente escorregadia que pode torná-lo um possível substituto para plásticos como o Acetal (POM) em aplicações de baixo atrito como engrenagens ou para uso como ponto de contato para móveis. Talvez um aspecto negativo desta qualidade seja que pode ser difícil ligar o Polipropileno a outras superfícies (ou seja, não adere bem a certas colas que funcionam bem com outros plásticos e por vezes tem de ser soldado no caso de ser necessária a formação de uma junta). Embora o polipropileno seja escorregadio a nível molecular, tem um coeficiente de atrito relativamente elevado – razão pela qual seria utilizado acetal, nylon, ou PTFE. O polipropileno também tem uma baixa densidade em relação a outros plásticos comuns, o que se traduz em economia de peso para fabricantes e distribuidores de peças moldadas por injeção de polipropileno. Tem uma resistência excepcional à temperatura ambiente a solventes orgânicos como gorduras, mas está sujeito à oxidação a temperaturas mais altas (um problema potencial durante a moldagem por injeção).

Um dos maiores benefícios do Polipropileno é que ele pode ser fabricado (seja através de CNC ou moldagem por injeção, termoformagem ou crimpagem) em uma dobradiça viva. As dobradiças vivas são peças de plástico extremamente finas que se dobram sem se quebrarem (mesmo em alcances extremos de movimento próximos de 360 graus). Não são particularmente úteis para aplicações estruturais como segurar uma porta pesada, mas são excepcionalmente úteis para aplicações sem carga, como a tampa de um frasco de ketchup ou shampoo. O polipropileno é um material único para dobradiças vivas, pois não se parte quando dobrado repetidamente. Uma das outras vantagens é que o polipropileno pode ser usinado CNC para incluir uma dobradiça viva que permite o desenvolvimento mais rápido de protótipos e é menos caro do que outros métodos de protótipos. Os mecanismos criativos são únicos em nossa capacidade de usinar dobradiças vivas a partir de uma única peça de polipropileno.

Outra vantagem do Polipropileno é que ele pode ser facilmente copolimerizado (essencialmente combinado em um plástico composto) com outros polímeros como o polietileno. A copolimerização altera significativamente as propriedades do material, permitindo aplicações de engenharia mais robustas do que são possíveis com o polipropileno puro (mais de um plástico de base por si só).

As características mencionadas acima e abaixo significam que o polipropileno é usado em uma variedade de aplicações: pratos, bandejas, copos, etc., recipientes opacos e muitos brinquedos.

Quais são as características do polipropileno?

algumas das propriedades mais significativas do polipropileno são:

1. Resistência Química: Bases diluídas e ácidos não reagem prontamente com polipropileno, o que o torna uma boa escolha para recipientes de tais líquidos, tais como agentes de limpeza, produtos de primeiros socorros, e muito mais.
2. Elasticidade e Resistência: O polipropileno atuará com elasticidade sobre uma certa faixa de deformação (como todos os materiais), mas também sofrerá deformação plástica no início do processo de deformação, por isso é geralmente considerado um material “resistente”. Resistência é um termo de engenharia que é definido como a capacidade de um material de deformar (plasticamente, não elasticamente) sem se quebrar.
3. Fatigue Resistance: O polipropileno mantém a sua forma após muita torção, flexão, e/ou flexão. Esta propriedade é especialmente valiosa para fazer dobradiças de vida.
4. Isolamento: o polipropileno tem uma resistência muito alta à eletricidade e é muito útil para componentes eletrônicos.
5. Transmissividade: Embora o polipropileno possa ser tornado transparente, normalmente é produzido para ser naturalmente opaco na cor. O polipropileno pode ser usado em aplicações onde alguma transferência de luz é importante ou onde é de valor estético. Se a alta transmissividade é desejada, então plásticos como Acrílico ou Policarbonato são melhores escolhas.

O polipropileno é classificado como um material “termoplástico” (em oposição ao “termoendurecido”) que tem a ver com a forma como o plástico responde ao calor. Os materiais termoplásticos tornam-se líquidos no seu ponto de fusão (cerca de 130 graus Celsius no caso do polipropileno). Um importante atributo útil dos termoplásticos é que eles podem ser aquecidos até seu ponto de fusão, resfriados e reaquecidos novamente sem degradação significativa. Ao invés de queimar, os termoplásticos como o polipropileno liquefazem, o que permite que sejam facilmente moldados por injeção e depois reciclados. Em contraste, os plásticos termoplásticos só podem ser aquecidos uma vez (normalmente durante o processo de moldagem por injeção). O primeiro aquecimento faz com que os materiais termoplásticos se fixem (semelhante a um epóxi de 2 partes) resultando em uma mudança química que não pode ser revertida. Se você tentasse aquecer um plástico termoelétrico a uma temperatura alta uma segunda vez, ele simplesmente queimaria. Esta característica torna os materiais termofixos candidatos pobres para reciclagem.

Por que o Polipropileno é usado com tanta frequência?

Polipropileno é usado tanto em aplicações domésticas como industriais. As suas propriedades únicas e a sua capacidade de adaptação a várias técnicas de fabrico fazem dele um material inestimável para uma vasta gama de utilizações. Outra característica inestimável é a capacidade do polipropileno de funcionar tanto como material plástico como como fibra (como aquelas sacolas promocionais que são dadas em eventos, corridas, etc). A capacidade única do polipropileno de ser fabricado através de diferentes métodos e em diferentes aplicações, logo começou a desafiar muitos dos antigos materiais alternativos, notadamente nas indústrias de embalagens, fibras e moldagem por injeção. O seu crescimento tem sido sustentado ao longo dos anos e continua a ser um dos principais actores na indústria do plástico a nível mundial.

Nos Mecanismos Criativos, temos utilizado o polipropileno em várias aplicações numa série de indústrias. Talvez o exemplo mais interessante inclua a nossa capacidade de usinagem CNC de polipropileno para incluir uma dobradiça viva para o desenvolvimento de protótipos de dobradiças vivas. O polipropileno é um material muito flexível, macio e com um ponto de fusão relativamente baixo. Estes fatores têm impedido a maioria das pessoas de usinar adequadamente o material. O polipropileno goma para cima. Ele não corta limpo. Começa a derreter a partir do calor do cortador CNC. Normalmente precisa de ser raspado suavemente para obter algo próximo a uma superfície acabada. Mas conseguimos resolver este problema que nos permite criar novos protótipos de dobradiças vivas a partir do polipropileno. Dê uma olhada no vídeo abaixo:

Quais são os diferentes tipos de polipropileno?

Existem dois tipos principais de polipropileno disponíveis: homopolímeros e copolímeros. Os copolímeros são ainda divididos em copolímeros em bloco e copolímeros aleatórios. Cada categoria se encaixa melhor em certas aplicações do que as outras. O polipropileno é frequentemente chamado de “aço” da indústria do plástico devido às várias formas em que pode ser modificado ou personalizado para melhor servir um determinado propósito. Isto é normalmente conseguido através da introdução de aditivos especiais ou fabricando-o de uma forma muito particular. Esta adaptabilidade é uma propriedade vital.

O polipropileno homopolímero é uma qualidade de uso geral. Você pode pensar nisto como o estado padrão do material de polipropileno. O polipropileno copolímero em bloco tem unidades co-monómeras dispostas em blocos (ou seja, num padrão regular) e contém entre 5% a 15% de etileno. O etileno melhora certas propriedades, como a resistência ao impacto, enquanto outros aditivos melhoram outras propriedades. Polipropileno copolímero aleatório – ao contrário do polipropileno copolímero em bloco – tem as unidades de co-monômero dispostas em padrões irregulares ou aleatórios ao longo da molécula de polipropileno. Eles são geralmente incorporados com 1% a 7% de etileno e são selecionados para aplicações onde um produto mais maleável e claro é desejado.

Como é feito o Polipropileno?

Polipropileno, como outros plásticos, normalmente começa com a destilação de combustíveis hidrocarbonados em grupos mais leves chamados “frações”, alguns dos quais são combinados com outros catalisadores para produzir plásticos (normalmente via polimerização ou policondensação).

Polipropileno para Desenvolvimento de Protótipos em Máquinas CNC, Impressoras 3D, & Máquinas de Moldagem por Injeção:

Polipropileno para Impressão 3D:

Polipropileno não está disponível em forma de filamento para impressão 3D.

Usinagem CNC de Polipropileno:

Polipropileno é amplamente utilizado como estoque de chapas para a fabricação de máquinas CNC. Quando nós prototipamos um pequeno número de peças de polipropileno nós tipicamente as usinamos CNC. O polipropileno ganhou uma reputação como um material que não pode ser usinado. Isto porque tem uma temperatura de recozimento baixa, o que significa que começa a deformar-se sob o calor. Por ser um material muito macio em geral, requer um nível de habilidade extremamente alto para ser cortado com precisão. Os Mecanismos Criativos têm sido bem sucedidos em fazê-lo. Nossas equipes podem usar uma máquina CNC e cortar o polipropileno de forma limpa e com extremo detalhe. Além disso, somos capazes de criar dobradiças vivas com polipropileno que têm uma espessura de apenas 0,010 polegadas. Fazer dobradiças vivas é um esforço difícil por si só, o que torna o uso de um material difícil como o polipropileno ainda mais impressionante.

Injection Molding Polypropylene:

Polipropileno é um plástico muito útil para moldagem por injeção e está tipicamente disponível para este fim na forma de pellets. O polipropileno é fácil de moldar apesar da sua natureza semi-cristalina, e flui muito bem devido à sua baixa viscosidade de fusão. Esta propriedade aumenta significativamente a taxa na qual você pode encher um molde com o material. A retração no polipropileno é de cerca de 1-2%, mas pode variar com base em vários fatores, incluindo pressão de retenção, tempo de retenção, temperatura de fusão, espessura da parede do molde, temperatura do molde e a porcentagem e tipo de aditivos.

Outros:

Além das aplicações plásticas convencionais, o polipropileno também se presta bem a aplicações de fibras. Isso lhe dá uma gama ainda maior de usos que vão além de apenas moldagem por injeção. Estes incluem cordas, tapetes, estofos, roupas e similares.

Image From AnimatedKnots.com

Quais são as vantagens do Polipropileno?

1. Polipropileno é facilmente disponível e relativamente barato.
2. Polipropileno tem alta resistência à flexão devido à sua natureza semi-cristalina.
3. Polypropylene has a relatively slippery surface.
4. Polypropylene is very resistant to absorbing moisture.
5. Polypropylene has good chemical resistance over a wide range of bases and acids.
6. Polypropylene possesses good fatigue resistance.
7. Polypropylene has good impact strength.
8. Polypropylene is a good electrical insulator.

What are the Disadvantages of Polypropylene?

1. Polypropylene has a high thermal expansion coefficient which limits its high temperature applications.
2. Polypropylene is susceptible to UV degradation.
3. Polypropylene has poor resistance to chlorinated solvents and aromatics.
4. Polypropylene is known to be difficult to paint as it has poor bonding properties.
5. Polypropylene is highly flammable.
6. Polypropylene is susceptible to oxidation.

Despite its shortcomings, polypropylene is a great material overall. It has a unique blend of qualities that aren’t found in any other material which makes it an ideal choice for many projects.

What are the properties of Polypropylene?

Property	Value
Technical Name	Polypropylene (PP)
Chemical Formula	(C3H6)n
Resin Identification Code (Used For Recycling)
Melt Temperature	130°C (266°F)
Typical Injection Mold Temperature	32 – 66 °C (90 – 150 °F) ***
Heat Deflection Temperature (HDT)	100 °C (212 °F) at 0.46 MPa (66 PSI) **
Tensile Strength	32 MPa (4700 PSI) ***
Flexural Strength	41 MPa (6000 PSI) ***
Specific Gravity
Shrink Rate	1.5 – 2.0 % (.015 – .02 in/in) ***