Гомополимер изготавливается из одного мономера, а сополимер — из двух или более, и в коммерческих смолах второй мономер является незначительной добавкой, вносимой для исправления конкретного недостатка гомополимера. Как в полипропилене, так и в ацетале (POM) гомополимер жёстче и прочнее и лучше выдерживает кратковременное воздействие тепла, тогда как сополимер лучше справляется с тем, для чего был добавлен сомономер: ударная прочность или прозрачность в полипропилене, долговременная термостойкость и химическая стойкость в ацетале.
Одно и то же свойство может изменяться в противоположных направлениях в этих двух семействах. Сополимеры PP более ударопрочные, чем гомополимер PP, тогда как гомополимер ацеталя более ударопрочный, чем сополимер ацеталя.
Что такое гомополимер
Гомополимер — это полимер, изготовленный из одного мономера, поэтому его цепь повторяет одно звено. Гомополимер полипропилена, изготовленный только из пропилена, и гомополимер ацеталя (POM-H) являются распространёнными примерами. Polypropylene продаётся в обоих вариантах — как гомополимер и как сополимеры с этиленом или бутеном.
Нейлон 6,6 и PET, каждый из которых получают реакцией двух комплементарных мономеров, также являются гомополимерами по Глоссарий полимеров ИЮПАК, которая рассматривает реагирующую пару как один неявный мономер.
Что такое сополимер
Сополимер — это полимер, изготовленный из двух или более мономеров. В коммерческих смолах сомономер составляет меньшую долю рядом с основным мономером: этилен в большинстве сополимеров полипропилена и оксид этилена или диоксолан, в зависимости от производителя, в сополимере ацеталя (POM-C).
Мономеры могут быть расположены вдоль цепи несколькими способами:
- Статистический: звенья следуют без порядка, и звено в любой точке не зависит от своих соседей.
- Чередующийся: два звена чередуются.
- Блочный: длинные последовательности одного звена соединены конец в конец с длинными последовательностями другого.
- Привитой: цепи иного состава свисают в виде боковых ответвлений от основной цепи.
В PP “сополимер” обозначает два разных продукта, статистический сополимер и ударопрочный сополимер. Статистический сополимер содержит несколько процентов этилена, распределённого вдоль цепи полипропилена. В опубликованном исследовании коммерческих марок одного производителя, его основные семейства статистических сополимеров содержали в среднем около 4 и 5,4 мас%.
Ударопрочный сополимер, который в ценовых отчётах и многих котировках называют блочным сополимером, представляет собой матрицу полипропилена с диспергированной фазой этилен-пропиленового каучука, а не цепь блоков. Он содержит больше этилена — около 8–14 мас% в сумме в марках того же производителя, большая часть которого находится в каучуке.
Сополимер не обязательно получают другим способом полимеризации. Гомополимер PP и статистический сополимер выходят из одних и тех же реакторов на одном и том же катализаторе.
Разница между гомополимером и сополимером
Жёсткость, прочность и температура тепловой деформации выше у гомополимера как PP, так и ацеталя. Ударная прочность благоприятствует сополимеру в PP и гомополимеру в ацетале, а химическая стойкость разделяет два ацеталя гораздо сильнее, чем два PP.
Направление каждого различия следует из того, для чего был добавлен сомономер. В PP он присутствует для ударной прочности или прозрачности, в ацетале — для стабильности против тепла и химического воздействия. В статистической цепи PP и в цепи ацеталя сомономер также делает цепь менее регулярной, поэтому она кристаллизуется меньше, и сополимер менее жёсткий.
Сравнивайте гомополимер и сополимер по техническим паспортам одного производителя при близком показателе текучести расплава, поскольку между производителями различия в марке и испытательных образцах могут изменить даже направление разрыва.
Жёсткость и прочность
Гомополимер является более жёстким и прочным материалом в обоих семействах. По техническим паспортам одного производителя для каждого семейства модуль упругости при изгибе и предел текучести снижаются от гомополимера к каждому сополимеру.
Насколько жёсткость ударопрочного сополимера PP снижается, зависит от марки. Высокожёсткая ударопрочная марка другого производителя имеет номинальный модуль упругости при изгибе 1 517 МПа против 1 586 МПа для его гомополимера, при ударной вязкости по Изоду с надрезом в 2,5 раза выше (ASTM D790 и D256).
В ацетале гомополимер также обладает лучшей стойкостью к ползучести при длительной нагрузке и к усталости, хотя длительное воздействие тепла сокращает разрыв.
Стекловолокно меняет порядок в ацетале, делая сополимер, наполненный стекловолокном, более жёстким и прочным, чем гомополимер, наполненный стекловолокном.
Ударная прочность
Ударная прочность — это то, где два семейства расходятся: в PP оба сополимера более ударопрочные, чем гомополимер, тогда как в ацетале гомополимер является более ударопрочным. Технические паспорта тех же производителей показывают это расхождение в ударной вязкости по Шарпи с надрезом при 23 °C.
Гомополимер ПП становится хрупким при приближении к его температура стеклования. При −20 °C ударопрочный сополимер всё ещё показывает 6 кДж/м² по Шарпи с надрезом, больше, чем даёт гомополимер при 23 °C.
Термостойкость
Для кратковременного нагрева гомополимер лучше в обоих семействах; при длительном воздействии тепла ацетальный сополимер дольше сохраняет свои свойства, поскольку лучше сопротивляется окислению. По данным технических паспортов тех же производителей, гомополимер имеет более высокую температуру тепловой деформации при 0,45 МПа в обоих семействах.
Два сополимера ПП различаются по температура плавления. Ударопрочный сополимер плавится при 165 °C, так же как гомополимер, а статистический сополимер — при 146 °C.
Chemical Resistance
В ацетале сополимер более химически стойкий; в ПП оба одинаково устойчивы к химикатам, за исключением органических жидкостей.
Производитель ацеталевого гомополимера сам оценивает его как неудовлетворительный в 10% гидроксиде натрия и 10% аммиаке, тогда как ацеталевый сополимер не подвержен воздействию щелочей, даже горячих. Это делает сополимер более безопасным выбором для деталей в горячей воде, особенно хлорированной.
Таблица химической стойкости одного производителя ПП оценивает гомополимер и сополимеры как один материал, за исключением того, что сополимеры больше набухают, чем гомополимер, в органических жидкостях, больше всего в неполярных, таких как бензол и петролейный эфир.
Как выбрать правильный
Что лучше — зависит от свойства, которое наиболее необходимо детали:
- Жёсткость, прочность или кратковременная термостойкость: гомополимер, в ПП или ацетале.
- Ударная вязкость, особенно ниже точки замерзания: ударопрочный сополимер ПП.
- Clarity
: статистический сополимер ПП, марка, продаваемая для прозрачный полипропилен деталей. - Горячая вода, щёлочи или длительный нагрев: ацеталевый сополимер.
- Стеклонаполненный ацеталь: сополимер.
Их применения пересекаются: крышки, укупорочные средства и тонкостенные контейнеры формуются как из гомополимера ПП, так и из статистического сополимера, тогда как ящики, вёдра и корпуса аккумуляторов — типичные детали из ударопрочного сополимера.
Плотность едва различается между гомополимером и сополимером одного семейства.
В ПП они перерабатываются одинаково; один производитель даёт своему гомополимеру, статистическому и ударопрочному сополимеру одинаковую усадку при формовании 1–2% и почти одинаковый диапазон температур расплава. В ацетале сополимер имеет более широкое окно переработки, поскольку плавится при более низкой температуре и выдерживает более высокие температуры расплава, чем гомополимер.
Что дешевле
В полипропилене гомополимер обычно является более дешёвой смолой, на несколько процентов. В еженедельном отчёте Argus по полипропилену, блочный (ударопрочный) сополимер стоял на 2,0 ¢/фунт выше гомополимера инжекционного класса на контрактном рынке США как в январе, так и в июле 2026 года. В Западной Европе контрактный разрыв составлял €60/т как в феврале, так и в августе 2026 года. При ценах тех месяцев это около 3–5,5%.
Спотовые цены могут полностью закрыть разрыв: 21 августа 2026 года Argus оценил гомополимер и сополимер китайского происхождения одинаково в $1 400/т cfr на западном побережье Южной Америки.
Argus не оценивает статистический сополимер ПП, и надбавка за ПП не является ориентиром для ацеталя, поэтому устанавливайте цены на них по фактическим котировкам.