Полипропилен, впервые синтезированный в Италии в 1957 году, представляет собой один из ключевых продуктов нефтехимической промышленности. Его получают в процессе полимеризации пропилена с использованием металлокомплексных катализаторов. Стандартные условия процесса — температура около 70 °C и давление 1-4 МПа — позволяют добиться высокой степени кристалличности (до 80%) и получить стереорегулярный полимер. Интересно, что процесс эффективен даже при использовании сырья с низкой концентрацией пропилена, например, пропан-пропиленовой фракции (ППФ), где пропан выступает в роли растворителя, не мешая реакции.
Свойства и области применения
Будучи крупнотоннажным материалом, полипропилен сочетает в себе ряд ценных свойств. По сравнению с полиэтиленом он обладает более высокой температурой плавления, повышенной жёсткостью, прочностью и теплостойкостью. Его плотность составляет 900-910 кг/м³, а прочность на сжатие и изгиб вдвое превышает аналогичные показатели полиэтилена низкого давления. Однако морозостойкость полипропилена ограничена температурой около -30 °C. Благодаря этому набору характеристик материал находит применение в производстве труб, корпусов изделий, арматуры, плёнок, электроизоляции, канатов и рыболовных сетей. Особый интерес представляют сополимеры пропилена с этиленом, которые обладают улучшенными свойствами и используются, в том числе, для производства этилен-пропиленовых каучуков. Переработка полипропилена осуществляется методами литья под давлением, экструзии и прессования.
Роль в мировой промышленности и конкурирующие технологии
Производство полипропилена является одним из самых масштабных в нефтехимии. Этот относительно недорогой и универсальный полимер конкурирует с полиэтиленом и активно вытесняет другие пластики, например, в составе АБС-пластиков. Сфера его использования чрезвычайно широка: от упаковки, синтетической бумаги и автомобильных деталей до бытовой техники, ковровых покрытий и текстильных волокон. По данным 2007 года, полипропиленовые волокна занимали второе место в мире по объёму производства среди синтетических.
На рынке доминируют несколько крупных технологических процессов, разработанных ведущими химическими компаниями, такими как «Himont», «BASF», «Union Carbide» и «Mitsui». Наиболее распространённой является технология «Spheripol» (Сферипол), которая позволяет гибко производить как гомополимеры, так и сополимеры. Этот процесс, протекающий в среде жидкого пропилена, отличается высокой производительностью и качеством продукции, а также позволяет значительно экономить капитальные затраты по сравнению с устаревшими суспензионными методами. Конкуренцию ему составляют газофазные процессы, такие как «Unipol» от Union Carbide и «Targor» от BASF и Chisso.
Современные тенденции и рыночные показатели
Современное развитие отрасли связано с внедрением металлоценовых катализаторов, которые открывают возможности для создания новых видов полипропилена с заданными свойствами: стереорегулярных структур, блок-сополимеров и материалов на основе сополимеризации с α-олефинами, стиролом и другими мономерами.
Мощности мирового производства полипропилена демонстрируют устойчивый рост: с около 42 млн тонн в 2005 году до 45 млн тонн в 2007 году, что в денежном выражении составило примерно 65 млрд долларов США. При этом наблюдается тенденция к увеличению единичной мощности установок, что повышает экономическую эффективность.
Сегодня полипропилен нового поколения, сочетающий высокое качество и доступную стоимость, продолжает расширять сферы своего влияния. Он вытесняет полистирол в экструзионных изделиях, нейлон в производстве ковров, АБС-пластики в товарах широкого потребления и даже поливинилхлорид в некоторых видах плёнок и медицинских изделий, подтверждая свой статус одного из самых востребованных полимеров современности.