Полипропилен (ПП) синтезируют из мономера пропилена при контролируемой температуре и давлении с использованием металлоорганических стереоспецифических катализаторов (типа Циглера-Натта), таких как δ-TiCl3-(C2H5)2AlCl или TiCl3-(C2H5)3Al (с эффективностью 300–900 г полипропилена на грамм TiCl3). В зависимости от используемого катализатора и процесса полимеризации полученный полимер демонстрирует три различных типа стереохимических структур в различных пропорциях: изотактическую, синдиотактическую и атактическую. В изотактическом полипропилене,-наиболее распространенной коммерческой форме-метильные группы расположены на одной стороне основной цепи полимера, такая конфигурация легко облегчает кристаллизацию. Кристалличность изотактической формы придает превосходную стойкость к растворителям и теплу. Каталитические технологии, разработанные за последнее десятилетие, свели к минимуму образование не-изотактических изомеров, тем самым устраняя необходимость выделения малоценных атактических компонентов и упрощая этапы производства. Существует два основных процесса производства полипропилена: газофазный процесс и процесс с использованием жидкой суспензии пропилена. Кроме того, некоторые старые шламовые технологические установки продолжают работать, используя в качестве реакционной среды жидкие насыщенные углеводороды.
Для сравнения, полиэтилены как высокой-плотности, так и низкой-плотности обладают относительно высокой плотностью, значительно более низкими температурами плавления и более низкими модулями упругости при изгибе (т. е. жесткостью). Эти различия в свойствах приводят к различным приложениям конечного-использования. Жесткость и легкость ориентации делают гомополимеры полипропилена пригодными для производства различных волокон и натянутых лент, а их превосходная термостойкость позволяет использовать их в жестких сосудах высокого-давления, приборах и формованных автомобильных компонентах.
Ключевые факторы, влияющие на технологические характеристики и физические свойства гомополимеров полипропилена, включают молекулярную массу (обычно выражаемую как скорость течения расплава), молекулярно-массовое распределение (MWD), стереоспецифичность и добавки. Средняя молекулярная масса полипропилена колеблется примерно от 200 000 до 600 000. Молекулярно-массовое распределение обычно выражается как отношение массы полимера-средней молекулярной массы ($M_w$) к его номеру-средней молекулярной массе ($M_n$); это соотношение известно как индекс полидисперсности.
Распределение молекулярной массы полимера существенно влияет на его технологичность и эффективность конечного-использования. Это связано с тем, что расплавленный полипропилен -чувствителен к сдвигу-, что означает, что его кажущаяся вязкость уменьшается с увеличением приложенного давления. Полипропилен с широким молекулярно-массовым распределением более чувствителен к сдвигу-, чем полипропилен с узким распределением; следовательно, материалы с широким распространением легче обрабатывать при литье под давлением. Некоторые конкретные применения, особенно волокна, требуют узкого молекулярно-массового распределения. На молекулярно-массовое распределение влияют как каталитическая система, так и процесс полимеризации. Пероксиды обычно используются на стадии после-реакторной экструзии, чтобы вызвать химическое разложение (контролируемое расщепление), тем самым сужая молекулярно-массовое распределение. Этот процесс известен как контролируемая реология (CR).
По сравнению с полиэтиленом изотактический полипропилен-благодаря своей уникальной молекулярной структуре и спирально-кристаллической форме-имеет молекулярные цепи, которые более подвержены окислительной деструкции, вызываемой светом и теплом. При типичных условиях обработки и конечного-использования полипропилен подвергается случайному разрыву цепи, что приводит к снижению молекулярной массы и увеличению скорости течения расплава. Все полипропилены коммерческого-класса содержат стабилизаторы, защищающие материал во время обработки и обеспечивающие удовлетворительные эксплуатационные-конечные характеристики. Специализированные применения требуют дополнительных добавок помимо антиоксидантов и УФ-стабилизаторов; например, в рецептуры пленок добавляются смазочные материалы и анти-адгезивы, чтобы снизить коэффициент трения и предотвратить прилипание пленки к самой себе. Антистатики добавляются в упаковочные материалы для устранения статических зарядов, а зародышеобразователи используются для повышения прозрачности или сокращения циклов формования. Гомополимерные смолы обычно классифицируются на основе скорости течения расплава и конечного применения. Скорость течения расплава определяется как средней молекулярной массой, так и молекулярно-массовым распределением. В то время как некоторые специализированные применения требуют скорости течения расплава до 400 дг/мин, стандартные коммерческие гомополимеры обычно находятся в диапазоне от 0,5 до 50 дг/мин. Скорость течения расплава обычно является основным фактором, определяющим характеристики обработки.