Ця тенденція обумовлена ​​деякими перевагами ПП. Так, наприклад, в порівнянні з ПЕТ, ПП дешевше, легше, стійкіше до впливу високих температур при гарячої розфасовці і менше пропускає вологу. Нові прояснені марки ПП володіють прозорістю і блиском, порівнянними з характеристиками ПЕТ.
З іншого боку, для виготовлення пляшок з ПП, як правило, необхідний довший виробничий цикл, ніж для виготовлення пляшок з ПЕТ. Для ПП також характерний менш широкий діапазон температур переробки, ніж для ПЕТ. Параметри газонепроникності у ПП не такі високі, як у ПЕТ, і ПП також поступається ПЕТ в жорсткості. Але виробники поліпропіленових смол і вводяться в них добавок роблять великі успіхи в справі подолання цих недоліків.

застосування
Хоча сам по собі ПП дешевше, ніж ПЕТ, це цінова перевага може бути значно знижено необхідністю введення: добавок, додаткових етапів обробки або додаткових бар'єрних шарів для того, щоб зробити ПП конкурентоспроможним по відношенню до ПЕТ. Але для цілого ряду застосувань ПП як і раніше є більш економічним вибором упаковки, ніж ПЕТ.
ПП не витіснив ПЕТ в якості матеріалу для виготовлення пляшок при виробництві газованих напоїв через свою відносної проникності для вуглекислого газу. Але в області упаковки води, фруктових соків гарячого наповнення, холодного чаю і спортивних напоїв виготовлені видувним формуванням пляшки з ПП набувають все більшого поширення. ПП пляшки також стають все більш звичною упаковкою для соусів, заправок, заливок та готових харчових продуктів, а також для миючих речовин. Найбільш перспективною сферою розширення використання ПП вважаються ємності для харчових продуктів з широким горлом.

Мал. 1. Пляшки для води з освітленого ПП (зліва) є рентабельною альтернативою пляшках з ПЕТ (праворуч).

порівняння властивостей
За оцінками виробників, пляшки з ПП стоять на 10-30% менше порівнянних пляшок з ПЕТ. Поліпропілен має меншу щільність, ніж поліетилентерефталат (0,9 г / см3 проти 1,35 г / см3), тому пляшки з ПП легше, ніж пляшки з ПЕТ. У пляшки з ПП можна виробляти гарячу розфасовку при температурах до 100 ° C, а саме при таких температурах виробляють фасовку фруктових соків і сиропів. Звичайні пляшки з ПЕТ, навпаки, не можуть витримувати температури фасування, які перевищують температуру переходу ПЕТ в склоподібний, яка становить 76 ° C. (Тим не менш, деякий здійснене останнім часом удосконалення технології дозволило підвищити температури заповнення ємностей з ПЕТ).

Мал. 2. Пляшки, виготовлені з статистичного ПП сополимера, можна використовувати для гарячої фасування при температурах до 100 ° C без будь-якої залишкової деформації.

ПП має в п'ять разів більшою вологостійкістю, ніж ПЕТ, але ПП приблизно в 30 разів більше проникний для газів, таких як кисень і вуглекислий газ. З цієї причини, для пляшки з ПП, яка повинна не допускати проникнення газів в ємність або їх витоку з неї, може знадобитися бар'єрний шар, який не знадобиться пляшці з ПЕТ.
У чистому стані ПП менш прозорий, ніж ПЕТ. В результаті, в ПП необхідно додавати освітлювачі для того, щоб він міг досягти прозорості ПЕТ. ПП має більше низьку теплопровідність, ніж ПЕТ, тому при обробці для розігріву та охолодження ПП потрібно більше часу. В результаті тривалість виробничого циклу для пляшок з ПП може бути на 25% більше, ніж для пляшок з ПЕТ. Добавки, звані ініціаторами утворення активних центрів, можуть прискорити крісталлообразованія в ПП під час охолодження, скорочуючи, таким чином, виробничий цикл і іноді також підвищуючи прозорість.
Пляшки з ПП повинні оброблятися при температурному діапазоні, що становить всього 3-5 ° C; при використанні ПЕТ діапазон становить 10-15C °. При виробництві пляшок, формованих з роздуванням і витяжкою, обладнання, необхідне для виробничих ліній попереднього формування ПП, часто дешевше, ніж порівнянне обладнання для виробництва ПЕТ.

технологія виготовлення
Для виробництва поліпропіленових пляшок для упаковки таких продуктів, як: кетчуп, соуси, миючі речовини, мінеральна вода, харчові продукти і напої - може бути використаний екструзійно-видувного метод формування.

Мал. 3. Пляшка з ПП, виготовлена ​​екструзійно-видувним методом формування, забезпечена ручкою, яку не можна виготовити при використанні стандартної технології виробництва пляшок - метод орієнтованого формування роздуванням з ПЕТ.

Виробництво пляшок, формованих методом орієнтованого формування роздуванням, зазвичай використовується для виготовлення з ПП пляшок для води, фармацевтичної продукції, зневоднених продуктів харчування і спецій, побутових миючих речовин, изотонических і спортивних напоїв, дитячого харчування, господарського приладдя, рідкого мила і пральних порошків.

Освітлюючі речовини і зародки кристалізації
Освітлюючі речовини є добавки до ПП, які є зародками кристалізації особливого виду. Зародки кристалізації це добавки, які збільшують швидкість кристалізації полімеру у міру охолодження. Це прискорює охолодження полімеру, скорочуючи, таким чином, тривалість виробничого циклу; поліпшується також модуль пружності полімеру. Освітлюючі речовини є зародками кристалізації, вони змушують полімер утворювати сфероліти (мікроскопічні ділянки кристалічних структур, утворюються при охолодженні), які менше довжини хвилі видимої частини спектра. Через це полімер розсіює світло менше, ніж зазвичай, що забезпечує в результаті високу ступінь прозорості. Деякі - але не всі - промислові зародки кристалізації багатодітній родині і освітлюючі вплив.
Освітлюючі речовини це зазвичай органічні сполуки, такі як похідні сорбіту, які розчиняються в термопластичних розплавах. Зародки кристалізації, які зазвичай нерозчинні в розплавлених полімери, складені з таких матеріалів, як тальк, солі карбонових кислот або ефірів ортофосфорної кислоти.
Існувало кілька поколінь осветляющих речовин. Дібензіліден сорбіт, запропонований в середині сімдесятих, все ще широко використовується. Його використання, проте, має деякі обмеження, такі як відсутність прозорості при певних умовах і забруднення при високих температурах. Були запущені у виробництво інші похідні сорбіту, які вирішували ці проблеми, але у них проявилися небажані органолептичні властивості (смак і запах).

Мал. 4. Освітлюючі речовини останнього покоління (Millad 3988) забезпечують значно більше зниження каламутності, ніж попереднє речовина, дібензіліден сорбіт, DBS.

За твердженням розробників зовсім недавно впроваджених у виробництво освітлювачів на основі сорбіту, їх речовини вільні від органолептичних проблем. Однією з таких добавок є Millad 3988 від компанії Milliken & Company. Найбільше зниження каламутності в поліпропілені для даного осветляющего речовини досягається при діапазоні концентрації 0,24-0,35%. Термогравіметричний аналіз показує, що добавка стійка до впливу температурного режиму переробки до 370 ° C, в порівнянні з 325 ° C для добавки з дібензіліден сорбіту. За наявними даними, продукт, який також є і зародком кристалізації, знижує тривалість формувального циклу на 5-20%, що може сприяти підвищенню конкурентоспроможності ПП в порівнянні з ПЕТ в області економіки процесу.

Мал. 5. Залежність ступеня каламутності від концентрації осветляющего речовини. Збільшення концентрації осветляющего речовини знижує мутність і варіативність прозорості ПП до тих пір, поки не буде досягнутий оптимальний рівень вмісту добавки.

В цілому, статистичні сополімери ПП демонструє меншу каламутність, ніж гомополімери при тих же концентраціях осветляющего речовини. Але гомополімери ПП, виготовлені з металлоценовий каталізаторами, володіють тією ж прозорістю, що і статистичні сополімери ПП, виготовлені з каталізатором Циглера-Натта.

Поліпшення бар'єрних властивостей
Іншим способом підвищення конкурентоспроможності ПП в порівнянні з ПЕТ при виробництві пляшок методом видувного формування є зменшення газопроникності ПП. Це здійснюється за рахунок використання формування з роздуванням і витяжкою при виробництві пляшок з тришарової структури, що складається з двох шарів ПП зовні і бар'єрного шару з етилену і вінілового спирту (EVOH) всередині. За ступенем витратності такі пляшки можуть конкурувати зі склом і ємностями з ПЕТ при використанні для упаковки багатьох харчових продуктів і напоїв.

Мал. 6. Багатошарові пляшки для кетчупу, формовані з роздуванням, мають поліпшені бар'єрними властивостями завдяки зовнішнім верствам з ПП і внутрішнім верствам з EVOH.

Іншим підходом до проблеми вдосконалення бар'єрних властивостей ПП є використання спеціальних покриттів. Одним з таких матеріалів є аміноепоксідное покриття, яке напилюють на зовнішню сторону пляшки, потім здійснюється вулканізація гарячим способом. За наявними даними, матеріал, який пропонується на ринку компанією PPG Industries під назвою Bairocade, істотно підвищує кіслородонепроніцаемость використовуваних при виготовленні пляшок пластмас, ПЕТ, ПП, або інших поліолефінів.

Збільшення міцності ПП
Пляшки з поліпропілену, як правило, мають меншу ударопрочностью при падінні в порівнянні з пляшками з ПЕТ при температурах холодильних установок і морозильних камер, і навіть при кімнатній температурі, якщо пляшка великого розміру. Дослідження показали, що змішування освітленого статистичного сополимера ПП з вмістом приблизно 15% Пластомір (етилен / альфа-олефінових сополімер, виготовлений з металлоценовий каталізатором) може істотно поліпшити параметри ударопрочности пляшок з ПП при падінні. В ході одного з стандартних випробувань, про який повідомлялося дослідниками компанії ExxonMobil, пляшка, виготовлена ​​з освітленого статистичного сополимера ПП-Пластомір, мала значно кращі показники удароміцності при падінні (висота 2,4 м), ніж пляшка з чистого статистичного полімер ПП (1, 4 м).

Хоча представляється малоймовірним, що поліпропілен повністю замінить ПЕТ при виготовленні пляшок для газованих напоїв, є безліч інших областей, де можна застосовувати пляшки, що виготовляються методом видувного формування. При цьому більш низькі витрати і менша маса ПП дозволяє йому ефективно конкурувати з ПЕТ. До числа таких застосувань відносяться: ємності для харчових продуктів, напоїв, миючих речовин і інші продукти. Багато з початкових недоліків ПП в порівнянні з ПЕТ - менша прозорість, більш тривалі цикли обробки, велика газопроникність і менша ударостійкість - були подолані за допомогою осветляющих речовин і зародків кристалізації, використання бар'єрних шарів, отриманих з використанням металлоценовий каталізаторів. Подальше вдосконалення властивостей ПП дозволить йому проникати на нові ринки.

Гордон Грефф, http://www.omnexus.com