Mi interessa sapere se c’è qualche relazione fra il peso molecolare del polipropilene, la viscosità e la sua resistenza all’ ossidazione. Ho notato che diversi manufatti, giocattoli, tende, sedie, esposti nelle stesse condizioni alla luce solare ed a cicli caldo/freddo, si deteriorano in modo diverso; mi hanno detto che dipende dal polipropilene usato: non è sempre lo stesso ?

Il polipropilene è un polimero che può presentare diversa tatticità, cioè diversa configurazione stereochimica relativa tra atomi di carbonio non simmetrici adiacenti lungo la catena di un polimero. Un polimero può essere:

Isotattico, quando tutti i sostituenti sono sul medesimo piano spaziale del polimero
Sindiotattico, quando i sostituenti occupano posizioni alternate ed opposte l’uno rispetto all’altro
Atattico, quando i sostituenti occupano posizioni spaziali casuali

La scoperta di catalizzatori capaci di orientare la sintesi del polipropilene verso la configurazione isotattica o sindiotattica è valsa ai suoi scopritori, Giulio Natta e Karl Ziegler, il premio Nobel per la chimica nel 1963. Tecnicamente si tratta di una reazione di sterosintesi, in quanto la stessa è progettata in modo da produrre il polimero in una certa conformazione spaziale.

Il Polipropilene più utilizzato commercialmente è l’isotattico. Si produce come polimero semicristallino caratterizzato da un elevato carico di rottura, una bassa densità, una buona resistenza al calore e all’abrasione.

 Densità del polipropilene isotattico: 900 kg/m³ Punto di fusione: > 165 °C.
 
Le proprietà chimiche sono determinate in produzione e comprendono la stereoregolarità, la massa molecolare e l’indice di polidispersione.
 
Il polipropilene atattico consiste in un materiale dall’aspetto gommoso con scarso interesse commerciale (usato solo come additivo).
 
Il propilene proviene dal cracking di raffineria e deve essere purificato da residui di acqua, ossigeno, monossido di carbonio e composti solforati che possono avvelenare il catalizzatore. Il processo avviene a 60-70 °C e 10 atm di pressione. La reazione è esotermica e l’ambiente di reazione è raffreddato.
 
Il propilene non reagito viene quindi rimosso e riciclato. Il prodotto isotattico viene recuperato per centrifugazione, mentre il solvente di reazione dovrebbe contenere il prodotto atattico in soluzione. Il prodotto isotattico viene quindi asciugato e additivato da stabilizzanti prima di essere esposto all’aria (la polvere è sensibile all’ossidazione atmosferica). La polvere viene quindi estrusa in pellet.
 
La resistenza all’ossidazione è più bassa di quella presentata dal polietilene, a causa della presenza nella catena molecolare di atomi di Carbonio terziari legati a gruppi metilici.
Come per altri polimeri esistono antiossidanti, generalmente derivati fenolici orto impediti, che proteggono validamente il prodotto ad alte temperature.
Per l’esposizione all’esterno è necessario ricorrere ad agenti assorbitori di raggi UV, quali derivati benzofenonici, benzotriazolici e derivati dell’acido salicilico, per gli articoli chiari; al nerofumo, ad alto grado di finezza, per gli articoli neri.
Il rame favorisce i fenomeni di ossidazione, però adatti inibitori possono opporsi a questa azione degradante.

In alto polipropilene Isotattico
In basso polipropilene Atattico

Link a risposte Chiedi all’Esperto riferite al Polipropilene

http://www.vialattea.net/esperti/php/risposta.php?num=8602

Bibliografia:

Whiteley, Kenneth S., T. Geoffrey Heggs, Hartmut Koch, Ralph L. Mawer, Wolfgang Immel (2000). Polyolefins. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry

Villavecchia – Eigenman – Nuovo dizionario di merceologia e chimica applicata – Hoepli

William D. Callister, Material Science and Engineering: An Introduction, 5a ed.  John Wiley & Sons Inc, 1999. Ed. Inglese