Polipropilen (PP), kot pomemben termoplastični polimer, svoje vrhunske makroskopske lastnosti dolguje svoji edinstveni molekularni strukturi. Razumevanje njegovih strukturnih značilnosti je temeljnega pomena za razumevanje meja uporabe in inovacijskih smeri tega materiala.
PP nastane z adicijsko polimerizacijo propilenskih monomerov (CH₂=CH-CH3), da se ustvari linearna polimerna veriga. Glavna veriga je sestavljena iz ogljikovih atomov, povezanih s kovalentnimi vezmi, in vsaka ponavljajoča se enota nosi stransko skupino metil (-CH3). Ta struktura daje PP pol-kristalno značilnost-, ko so molekularne verige pravilno razporejene, lahko nastanejo urejena kristalna območja, medtem ko so neurejeni deli amorfna območja. Na razmerje med obema pomembno vpliva stereopravilnost molekulskih verig. Na podlagi razporeditve metilnih skupin na obeh straneh glavne verige lahko polipropilen (PP) razvrstimo v tri stereotipe: izotaktični, sindiotaktični in ataktični. Izotaktični PP ima vse metilne skupine na isti strani glavne verige, kar ima za posledico tesno pakiranje molekularnih verig in visoko kristaliničnost (50%-70%), kar kaže odlično togost, trdnost in toplotno odpornost. Sindiotaktični PP ima izmenično metilne skupine, kar ima za posledico nekoliko šibkejšo kristaliničnost, vendar izboljšano preglednost. Ataktični PP je zaradi svoje neurejene porazdelitve metila težko kristalizirati, kaže gumijasto stanje in ima zato omejeno praktično uporabo. Trenutno so glavni industrijski izdelki večinoma izotaktični PP, ki dosegajo visoko stereopravilnost s pomočjo katalizatorjev Ziegler-Natta ali metalocenskih katalizatorjev za uravnavanje procesa polimerizacije.
Stopnja razvejanosti molekularne verige vpliva tudi na lastnosti PP: običajni PP ima linearno strukturo, medtem ko lahko nekatere modificirane različice izboljšajo pretočnost obdelave z uvedbo kratkih vej, vendar lahko zmanjšajo kristaliničnost. Poleg tega šibke medmolekularne sile v PP (obstajajo le van der Waalsove sile) povzročijo nizko gostoto (0,90-0,91 g/cm³), majhno težo in enostavno obdelavo. Vendar sta njegova odpornost na toploto (tališče približno 160-170 stopinj) in odpornost na nizke temperature (temperatura krhkosti približno -10 stopinj do -20 stopinj) omejena z značilnostmi toplotnega gibanja molekulskih verig.
Prisotnost kristalnih območij je ključna za PP-jevo kombinacijo togosti in žilavosti-kristalna območja zagotavljajo mehansko podporo, medtem ko amorfna območja absorbirajo udarno energijo. Kristalno morfologijo je mogoče nadzorovati s kopolimerizacijo (npr. z uvedbo monomerov etilena) ali dodatkom nukleacijskih sredstev. Na primer, blok kopolimer PP zaradi motenj v pravilnosti molekularne verige zaradi etilenskih segmentov kaže zmanjšano kristaliničnost in izboljšano odpornost na udarce, kar širi njegovo uporabo v avtomobilskih delih in na drugih področjih.
Če povzamemo, struktura PP, od pravilnosti molekularne verige in stereotipa do kristalizacijskega obnašanja, skupaj določa njegov raznolik spekter delovanja, ki zagotavlja bogate dimenzije za oblikovanje materialov in inženirske aplikacije.