Polypropylen, Abk. PP, ein Polyolefin, das durch Niederdruckpolymerisation von Propen (Propylen) mit Hilfe metallorganischer Mischkatalysatoren (Ziegler-Natta-Katalysatoren; Katalyse) entsteht. P. kann in 3 verschiedenen Strukturen polymerisieren (Abb. 1).

Von technischer Bedeutung ist das isotaktische P., dessen Eigenschaften um so besser sind, je niedriger sein ataktischer Anteil ist. Es ist dem Polyethylen in vielen Einsatzgebieten überlegen. Wie die meisten isotaktischen Vinylpolymeren weist es Helixstruktur auf (Abb. 2), in der die Methylgruppen von der Achse weg nach außen gerichtet sind. Ataktisches P., das zwangsläufig mit bei der Produktion von P. anfällt und durch Extraktion mit Heptan weitgehend aus dem Polymerisat abgetrennt wird, kann begrenzt als Kleber, Dämmstoff u. a. eingesetzt werden.

Polypropylen. Abb. 1: Verschiedene Strukturen.

Polypropylen. Abb. 2: Helixstruktur.

Eigenschaften. Durch die Ausbildung eines weitgehend kristallinen Strukturverbandes im fertigen Polymerisat ergeben sich die besonders günstigen thermischen und mechanischen Eigenschaften des P. So liegt der Erweichungspunkt eines P. mit einer relativen Molekülmasse von über 100000 bei etwa 160 °C. Die aus P. hergestellten Faserstoffe erreichten die Festigkeit von Stahl, obwohl ihre Dichte nur ¹/₆ der von Eisen beträgt. P. hat die Dichte von 0,90 bis 0,91 g cm^-3, eine Zugfestigkeit von 34 bis 38 N/mm² und eine Reißfestigkeit von etwa 40 N/mm². Seine elektrischen Eigenschaften sowie die Beständigkeit gegenüber von Chemikalien sind mit dem Polyethylen vergleichbar. Bei Temperaturen unter 0 °C versprödet P. Durch Copolymerisation mit Ethylen kann dieser Nachteil behoben werden.

Herstellung. P. wird analog zur Niederdruckpolymerisation des Ethylens (Polyethylen) nach dem Fällungsverfahren bei Temperaturen von 40 bis 80 °C und einem Druck von 0,5 MPa erzeugt. Die relative Molekülmasse und die Stereospezifität werden neben der Temperatur, Monomer- und Katalysatorkonzentration hauptsächlich von der Katalysatorzusammensetzung bestimmt. Mit den ursprünglich eingesetzten Katalysatoren aus Titan(III)-chlorid und Ethylaluminiummonochlorid (Katalysatoren der 1. Generation) wurde ein Anteil an isotaktischem P. von 85 bis 90 % erreicht. In den 70er Jahren wurden Katalysatorsysteme entwickelt, die neben Titan(III)-chlorid und der aluminiumorganischen Komponente noch Elektronendonatoren, wie Phosphorverbindungen, α,β-ungesättigte Carbonylverbindungen u. a., enthielten (Katalysatoren der 2. Generation). Mit ihnen wird über 90 % isotaktisches P. erreicht. Die Katalysatoren der 3. Generation sind Trägerkatalysatoren von Titan(IV)-chlorid auf kristallinem, wasserfreiem Magnesiumchlorid, die mit Aluminiumtriethyl und Elektronendonatoren aktiviert werden. Mit diesen Katalysatoren kann die Polymerisation des Propens in der Gasphase durchgeführt werden, wobei je kg Katalysator 10 bis 50 t P. erhalten werden mit einem isotaktischen Anteil von 93 bis 97 %, so daß eine nachträgliche Reinigung und Katalysatorabtrennung nicht mehr erforderlich ist. Die Polymerisationswärme wird bei dieser Verfahrensweise durch Entspannungskühlung abgeführt.

Verwendung. P. wird vorzugsweise für hochbeanspruchte technische Teile, z. B. elektrische und mechanische Haushaltsgeräte, im Apparatebau und Fahrzeugbau eingesetzt. Ferner kann es zu hochwertigen Folien, Rohrleitungen und Faserstoffen (Polyolefinfasern) verarbeitet werden. Wegen seiner unpolaren Struktur ist P. nicht bedruckbar und anfärbbar. Die Farbgebung von P. erfolgt darum ausschließlich durch Zugabe von Pigmenten. Glasfaserverstärktes P. ist ein wertvoller Konstruktionswerkstoff im Automobilbau. Große Bedeutung haben Copolymere des Propens mit Ethylen (Polyallomere, Ethylencopolymere) wegen ihrer hohen Formbeständigkeit, Dimensionsstabilität und geringeren Spannungsrißbildung.