ポリプロピレンは、史上 2 番目に収益性の高いポリマーです。その熱可塑性と低生産技術が人気の主な理由です。
今すぐ自分の周りを見てください。何が見えますか？部屋のプラスチック製の椅子に座って、プラスチック製のスマートフォンやラップトップを快適に保持し、プラスチック製のパケットからチップを食べている可能性があります。ここまでで、私がこれでどこに行くのか理解できるでしょう。プラスチックは私たちの身の回りにあり、好むと好まざるとにかかわらず、おそらく 21 世紀で最も重要な発見です。
私たちの生活にプラスチックが導入されたことで、プラスチックは計り知れないほど変化しました。それが製品の低コストであろうと、その耐久性であろうと。プラスチック帝国の台頭により、すべてが改善されました。このプラスチックは、世界中で驚くべき速度で環境問題をゆっくりと引き起こし始めていますが、研究者は、安全で生分解性のある代替品を作成するために継続的に取り組んでいます.
ポリプロピレンとは?
ポリプロピレンはプラスチックポリマーです。ポリマーとは、鎖のように見える分子組成を持つ化学物質です。チェーンは、モノマーと呼ばれる多数の同一のリンクで構成されています。単一のポリマー鎖内のモノマーの数は、100 未満から数十万の範囲である可能性があります。プロペン (IUPAC) またはプロピレン (一般名) は、ポリプロピレンのモノマーまたは基本的なビルディング ブロックです。これは、3 つの炭素原子と 6 つの水素原子、および任意の 2 つの炭素原子間の二重結合を含む単純な不飽和炭化水素です。
プロペン（モノマー）とポリプロピレン（写真提供：molokuul_be/Shutterstock）
ポリプロピレンの歴史は、2 人のアメリカ人化学者、ロバート・バンクスと J. ポール・ホーガンが最初にポリエテンを重合する方法を発見した 1960 年代にさかのぼります。彼らのプロセスからの最終製品は驚くべきものでした。これにより、ポリプロピレンの製造技術が大幅に研究されました。今日、プロピレンはポリマー市場で最大のシェアを占めており、歴史上、ポリエテンに次いで 2 番目に収益性の高いポリマーです。 2016 年の世界市場は 710 億米ドルを超え (Cresana)、この数字は 2020 年までに 1,000 億ドルを超えると予想されています。では、なぜこれほど有用で収益性が高いのか?
ポリプロピレンはどのように製造されますか?
ポリマーは、主にそれぞれのモノマーから、2 種類の製造技術、すなわち逐次重合と連鎖重合によって製造されます。ポリプロピレンの製造には、後者を使用します。重合技術は一般に非常に遅く、生産を加速するには触媒が必要です。ポリプロピレンには、チーグラー・ナッタ触媒またはメタロセン触媒が使用されます。今日、広範な研究により、ポリプロピレンを製造するためのさまざまな種類の触媒と製造技術が利用可能になっています。そのため、独自のコストはそれほど高くありません。
ポリマー産業 (写真提供:manine99/Shutterstock)
製造技術は、気相または液相のいずれかです。気相法は、流動床、または連続フロー撹拌反応器を含みます。モノマーは非常に高い温度で溶融され、重合が行われる触媒床の上を流れます。液相プロセスは、触媒の液滴と共に、モノマーのスラリーまたは溶液を含む。この混合物が急速に攪拌されると、触媒がモノマーと反応し、必要な生成物に重合します。このプロセスは、ミセル形成技術に似ています。このプロセスで使用されるリアクターは、多額の設備投資を必要としない単純なバッチまたは連続リアクターです。
プロピレンはどこから得られますか?
プラスチック ポリマーは、一般に低分子量から中分子量の炭化水素に由来します。これらの炭化水素は、天然ガスまたは原油から回収されます。これらの化石燃料の分留により、揮発性に基づいてさまざまな炭素ベースのエンティティに区別されます。揮発性は、分子量に依存します。そのような画分の 1 つは、エチレンやプロピレンなどのモノマーを生成し、後でそれぞれのポリマーを形成するために使用されます。これらの化学物質は、すでに活況を呈している産業の副産物であるため、その生産は非常に大規模に行われ、比較的低価格で入手できます。
ポリプロピレンを特別なものにしている特性は何ですか?
ポリプロピレンは、他のほとんどのプラスチックと同様に、酸性または塩基性溶液と反応しません。酸化しにくく、油脂や有機溶剤にも強いです。その耐薬品性は、最も重要な特性の 1 つである木材や金属よりもはるかに優れており、非常に貴重な産業資源となっています。
ポリマーの熱特性は、基本的に市場での関連性を決定します。ほとんどの業界では、高温または低温で化学物質や溶液を扱っており、関連するポリマーが実際に使用されるためには、そのような作業環境に適合する必要があります。 市販のポリプロピレンの融点は約 165°C です 、製造工場で流体とガスを保持するのに十分です。
工業用パイプは主にポリプロピレンでできています (写真提供:ivandan/Shutterstock)
ポリプロピレンは熱可塑性ポリマーです。つまり、融点よりも高い温度で溶融しますが、冷却すると元の組成に固まります。これは、融点から冷却されると一定の温度に設定される熱硬化性ポリマーとは異なります。温度が再び上昇すると、焦げる傾向があります。ポリプロピレンの熱可塑性により、任意の形状に射出成形することができ、ある程度のリサイクルも可能です。
最後の言葉
ポリプロピレンは家庭用および産業用電化製品の製造に使用されているため、その市場ははるかに広くなっています。環境基準が厳しくなる中、木材や金属の採掘のために木を伐採することは非常に困難になっています。このように、ポリプロピレン市場は、これらの従来の材料の使用の減少によって生じる空白を捉える絶好の機会を持っています.
2016 年のポリプロピレン ポリマーの世界生産量は 7,300 万トンを超え、人口と消費傾向の増加に伴い、この数は将来指数関数的に増加するでしょう。自動車、建設、使い捨て消費財業界からの需要がすべてのプラスチックの需要を牽引するため、ポリプロピレンの未来は非常に明るいと思われます!
