Tìm hiểu nhựa Polypropylene: Đặc điểm, độ an toàn và ứng dụng

Các sản phẩm được làm từ nhựa từ lâu đã quá quen thuộc với con người trong đời sống hiện đại. Trong đó, Polypropylene (PP) là một loại nhựa có nhiều đặc tính ưu việt và được ứng dụng vô cùng rộng rãi, đa dạng trong nhiều lĩnh vực. 

Vậy bạn đã hiểu rõ được tính chất, tính an toàn và những ứng dụng quan trọng của nhựa Polypropylene chưa? Cùng Salub Việt Nam tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

Tìm hiểu nhựa Polypropylene

Polypropylene là gì?

Nhựa Polypropylene (hay còn gọi là nhựa PP) là một loại polymer nhiệt dẻo thuộc họ polymer polyolefin có nhiều ứng dụng đa dạng, được sản xuất thông qua quá trình trùng hợp monome propen. 

Hạt nhựa PP nguyên sinh có màu trắng, có tính chất tương tự như nhựa PE (Polyethylene), nhưng cứng hơn và chịu nhiệt tốt hơn. 

Một số thông tin của nhựa PP:

Công thức hóa học	(C3H6)n
Khối lượng riêng	Dạng vô định hình: 0.85 g/cm3 Dạng tinh thể: 0.95 g/cm3
Độ bền kéo	30 – 40 N/mm2
Độ dãn dài	250 – 700 %
Điểm nóng chảy	Khoảng 165 °C
Tên gọi	PP, Polypropylene, nhựa tái chế số 5, nhựa PP 5,…

Nhựa PP có thể dễ dàng tổng hợp từ vật liệu giá rẻ và an toàn nên được ứng dụng rất rộng rãi trong sản xuất công nghiệp và gia dụng.

Xem thêm: Nhựa PP nguyên sinh là gì? Đặc tính và ứng dụng

Lịch sử hình thành

Năm 1954, Polypropylene lần đầu tiên được polyme hóa bởi hai nhà hóa học Karl Rehn (Đức) và Giulio Natta (Ý), mở ra cánh cửa cho sản xuất PP quy mô lớn.

Năm 1957, công ty Montecatini của Ý bắt đầu đưa nhựa PP vào sản xuất quy mô lớn. Giulio Natta và các đồng nghiệp của ông là những người đầu tiên tổng hợp Polypropylene Syndiotactic – biến thể quan trọng của nhựa PP.

Cách tổng hợp Polypropylene

Ngày nay, nhựa Polypropylene được tạo ra từ quá trình trùng hợp monome propen (C3H6) thông qua hai phương pháp chính:

• Trùng hợp Ziegler-Natta.
• Phản ứng trùng hợp xúc tác metallocene.

Sau khi trùng hợp, tùy thuộc vào vị trí các nhóm metyl mà PP có thể tạo thành ba cấu trúc chuỗi cơ bản sau:

• Atactic (aPP): Nhóm metyl (CH3) sắp xếp không đều.
• Isotactic (iPP): Nhóm metyl (CH3) sắp xếp ở một phía của mạch carbon.
• Syndiotactic (sPP): Nhóm metyl (CH3) sắp xếp xen kẽ nhau.

Nhờ vào khả năng tạo cấu trúc đa dạng này, nhựa PP có thể được tùy chỉnh trong sản xuất để phù hợp với các ứng dụng cụ thể.

Đặc tính của nhựa PP

Đặc tính vật liệu

Khi nói đến việc lựa chọn loại nhựa nhiệt dẻo phù hợp cho các ứng dụng cụ thể, việc hiểu rõ về các đặc tính của nhựa PP (Polypropylene) là vô cùng quan trọng:

• Điểm nóng chảy của Polypropylene

Polypropylene tồn tại dưới hai dạng chính là Homopolymer và Copolymer (đồng trùng hợp) với điểm nóng chảy khác nhau:

Homopolymer: 160 – 165°C

Copolymer: 135 – 159°C

Điểm nóng chảy quyết định khả năng chịu nhiệt của sản phẩm nhựa PP trong quá trình sản xuất và sử dụng, là chỉ số  quan trọng cho các ứng dụng đòi hỏi độ ổn định ở nhiệt độ cao.

• Mật độ

Nhựa PP là một trong những loại nhựa có mật độ thấp nhất, là lựa chọn  tối ưu cho các ứng dụng cần trọng lượng nhẹ. Mật độ của PP khác nhau tùy thuộc vào loại:

Homopolymer: 0,904 – 0,908g/cm3

Copolymer ngẫu nhiên: 0,904 – 0,908g/cm3

Tác động Copolymer: 0,898 – 0,900g/cm3

• Khả năng kháng hóa chất 

PP thể hiện khả năng tốt trong việc chống chịu các hóa chất như axit, rượu, bazơ pha loãng và đậm đặc, andehit, este, hydrocacbon béo, xeton,… Tuy nhiên, chất liệu này lại bị hạn chế với các hydrocacbon thơm, halogen hóa và các chất oxy hóa.

• Khả năng chịu nhiệt

Một điểm cần lưu ý là PP khá dễ cháy, cần được xem xét khi sử dụng trong các môi trường có nguy cơ cháy nổ. 

• Đặc tính cơ điện

Nhựa Polypropylene không chỉ giữ được các đặc tính cơ điện ở nhiệt độ cao, mà còn có khả năng chống nứt và ứng suất môi trường tốt. 

Mặc dù loại nhựa này có thể bị ảnh hưởng bởi vi sinh vật như vi khuẩn và nấm mốc, nhưng vẫn có thể được xử lý tiệt trùng bằng hơi nước, giúp duy trì tính chất của PP trong thời gian dài và tăng tuổi thọ của sản phẩm.

Kết hợp PP và phụ gia

Một điểm đáng chú ý là có thể cải thiện các tính chất vật lý và cơ học của nhựa PP bằng việc kết hợp với các chất phụ gia polymer, bao gồm chất làm lắng, chống cháy, sợi thủy tinh, khoáng chất, chất độn dẫn điện, bôi trơn, màu và nhiều loại phụ gia khác.

Ví dụ: 

• PP có khả năng chống tia cực tím kém, do đó các chất phụ gia như amin cản trở giúp ổn định ánh sáng và nâng cao tuổi thọ so với polypropylene không biến tính. 
• Các chất độn (đất sét, bột talc, canxi cacbonat…) và chất gia cường (sợi thủy tinh, sợi cacbon…) cũng có thể được thêm vào quy trình sản xuất nhựa PP để đạt được các đặc tính liên quan đến quá trình xử lý và ứng dụng cuối cùng.

Điều kiện xử lý PP

Polypropylene có khả năng xử lý bằng nhiều phương pháp khác nhau như ép phun, ép đùn, thổi khuôn và đùn đa năngP:

Ép phun

• Nhiệt độ nóng chảy: 200-300°C
• Nhiệt độ khuôn: 10-80°C
• Sấy khô: Không cần thiết nếu được bảo quản đúng cách.
• Độ co ngót của khuôn: Nằm trong khoảng từ 1,5 – 3%, tùy thuộc vào điều kiện xử lý, tính lưu biến của polymer và độ dày của miếng cuối cùng. Nhiệt độ khuôn cao sẽ cải thiện độ sáng và vẻ ngoài của bộ phận.

Ép đùn (ống, màng thổi và đúc, dây cáp,…)

• Nhiệt độ nóng chảy: 200-300 ° C
• Tỷ lệ nén: 3: 1
• Nhiệt độ xi lanh: 180-205 ° C
• Sấy trước: 3 giờ ở 105-110°C (221-230°F) để làm khô lại

In 3D bằng Polypropylene

Trước đây, nhựa Polypropylene không thích hợp cho quá trình in 3D do cấu trúc bán tinh thể và độ cong vênh lớn. Tuy nhiên, một số nhà sản xuất ngày nay đã tối ưu hóa các đặc tính của PP hoặc tạo ra hỗn hợp mới nhằm cải thiện độ dẻo dai để phù hợp cho các ứng dụng in 3D.

Polypropylene phù hợp với các loại in 3D như mô hình chức năng, mô hình phức tạp, nguyên mẫu hoặc các thành phần nhỏ,…

Ưu điểm và hạn chế của nhựa Polypropylene

Ưu điểm	Hạn chế
Dễ tổng hợp, chi phí rẻ.	Hệ số giãn nở nhiệt cao.
Độ bền uốn cao.	Dễ bị suy giảm bởi tia cực tím.
Khả năng hút ẩm tốt.	Khả năng kháng dung môi Clo và chất thơm kém.
Khả năng kháng hóa chất tốt trên nhiều loại bazơ và axit.	Khó sơn vì có tính liên kết kém.
Chịu lực va đập tốt.	Dễ cháy.
Cách điện tốt.	Dễ bị oxy hóa.
Chống mỏi tốt.

Nhìn chung, nhựa PP là một vật liệu tuyệt vời với nhiều ưu điểm nổi bật, thích hợp cho nhiều ứng dụng trong nhiều ngành nghề, lĩnh vực.

Độ an toàn và khả năng tái chế của nhựa Polypropylene

Nhựa PP có an toàn không?

Một trong những câu hỏi phổ biến nhất về loại nhựa này là liệu nhựa PP có an toàn không? Câu trả lời là nhựa PP được xem là an toàn do loại nhựa này không có bất kỳ tác động đáng kể nào khi tiếp xúc với hóa chất, không gây biến đổi hay ảnh hưởng đến thực phẩm, sản phẩm mà nó tiếp xúc.

Nhựa PP thường được ứng dụng để sản xuất đồ dùng gia đình, đồ chơi trẻ em, nội thất và nhiều sản phẩm công nghiệp nhờ tính năng ổn định, độ bền và tính an toàn, không gây độc.

Nhựa PP có tái chế được không?

Nhựa PP còn được gọi là nhựa tái chế số 5, có thể tái chế nhiều lần – còn được gọi là nhựa tái sinh PP. Đóng góp cho sự phát triển bền vững của môi trường và ngành công nghiệp tái chế.

Có nhiều sản phẩm được làm từ nhựa PP tái chế (rPP) như hộp đựng pin ô tô, đèn tín hiệu giao thông, cáp pin, chổi, bàn chải,… 

Quy trình tái chế nhựa PP bao gồm: Thu gom và phân loại sản phẩm nhựa PP, nấu chảy nhựa đến nhiệt độ khoảng 250°C để loại bỏ các chất gây ô nhiễm. Sau đó, nhựa được đông đặc dưới áp suất và nhiệt độ gần 140°C để loại bỏ các phân tử còn sót lại.

Nhựa PP tái sinh có thể được pha trộn với PP nguyên sinh với tỷ lệ lên đến 50% nhằm giảm lượng nhựa mới cần được sản xuất giúp tiết kiệm nguồn tài nguyên và năng lượng sản xuất, giảm áp lực cho môi trường..

Tuy nhiên, có một thách thức quan trọng trong quá trình tái chế PP là số lượng tiêu thụ của sản phẩm tái chế nhựa PP chỉ khoảng 1% so với 98% sản phẩm chai nhựa PET và HDPE tái chế, đòi hỏi sự tập trung và nỗ lực hơn từ cả người tiêu dùng và các nhà sản xuất.

Ứng dụng của Polypropylene

Nhựa Polypropylene là một loại vật liệu có khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, chủ yếu nhờ vào khả năng hàn và kháng hóa chất tuyệt vời:

Ứng dụng ô tô

PP được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp ô tô nhờ chi phí rẻ, khả năng chịu lực tốt và tính linh hoạt:

• Bộ phận ô tô: hộp đựng pin, cản va chạm, lót chắn bùn, trang trí nội thất, bảng điều khiển và trang trí cửa. 
• Các bộ phận kỹ thuật khác.

Ứng dụng công nghiệp

Polypropylene chịu được nhiệt độ cao, bền bỉ và có khả năng kháng hóa chất nên được ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp:

• Sản xuất bồn chứa axit và hóa chất
• Tấm, ống dẫn và bao bì vận chuyển nhiều lần (RTP)

Ứng dụng y tế

Nhựa PP là một lựa chọn hàng đầu trong ngành y tế do khả năng kháng hóa chất và kháng khuẩn:

• Ống tiêm dùng một lần
• Lọ y tế, thiết bị chẩn đoán, đĩa petri, lọ tiêm tĩnh mạch, hộp đựng thuốc,…

Sợi và vải

Sợi Polypropylene được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm màng raffia/khe, băng keo, dây đai, dây bệnh,… 

Bao bì, đóng gói

Polypropylene được ưa chuộng trong ngành đóng gói bao bì nhờ khả năng ngăn cách tốt, độ bền cao, bề mặt hoàn thiện tốt và giá thành thấp:

• Bao bì linh hoạt: Bọc màng co, phim công nghiệp điện tử, ứng dụng nghệ thuật đồ họa, bỉm đóng dùng một lần,…
• Bao bì cứng: Thùng, chai và chậu,… đóng gói thực phẩm, mỹ phẩm.

Hàng tiêu dùng

Nhựa Polypropylene không chỉ tồn tại trong ngành công nghiệp và y tế, mỹ phẩm mà còn xuất hiện trong nhiều sản phẩm hàng tiêu dùng như các sản phẩm gia dụng, đồ nội thất, thiết bị, hành lý, đồ chơi…

 

Liên hệ với Salub Việt Nam ngay để được hỗ trợ và tư vấn thiết kế – sản xuất chai lọ mỹ phẩm nhựa Polypropylene cao cấp dành riêng cho thương hiệu của bạn!

Địa chỉ showroom: 872A Trường Chinh, P15, Tân Bình, TP. HCM

Hotline: 0914.08.44.22