Полистирольный – Полистирол: виды, свойства, применение — АртСтрой — строительные материалы в Санкт-Петербурге

Содержание

Полистирол. Свойства. Применение. Пенополистиролбетон. Потолок.

Полистирол является одним из множества видов пластика, который в настоящий момент широко применяют не только в производстве товаров бытового назначения, но и в строительстве и даже в рекламе. Сам материал получают, применяя метод экструзии. Материал считается довольно хрупким, но если при его изготовлении в него ввести специальные добавки, то в итоге получается ударопрочный полистирол, который в международной маркировке обозначают HIPS.

Для нашего ресурса, полистирол интересен с точки зрения технологий производственных процессов, когда путем добавок и экструзии получается пенопласт. Пенопласт получают при воздействии пара на полистирол, он увеличивается в 20 -50 раз, и на 98% состоит из воздуха. и лишь 2% пластика. Полистирол в виде пенопласта находит различное применение во всех сферах жизнедеятельности, от одноразовой посуды, до утеплителя во внутренних и наружных стен сооружений. Нас заинтересовал материал, поэтому мы решили узнать, что такое полистирол и каким образом его лучше использовать на строительных площадках.

На сегодняшний день полистирол является довольно распространенным материалом, который широко применяют в строительстве. Одной из наиболее востребованных сфер применения материала – теплоизоляция фасадов зданий, которую выполняют при помощи специальных полистирольных плит. Данная плита представляет собой конструкцию из трех слоев, в состав которой входят два слоя полистиролбетона, между которыми располагается пенополистирольный слой. Листовой полистирол великолепно монтируется на фасад здания привычным методом за счет малой плотности (клей, специальные дюбеля).

Цветной полистирол

Материал может быть как прозрачным, так и нет. Для изготовления прозрачных листов в полистирол примешивают меньшее количество добавок. В итоге получается материал, который имеет маркировку GPPS. Он имеет свои недостатки, такие как хрупкость и меньшая пластичность.

Прозрачный полистирол, как следует из его названия, используется для остекления внутренних помещений. Это остекление является наиболее безопасным, листы такого полистирола могут быть также рифлеными или тонированными, такие материалы чаще всего применяют для построения перегородок и душевых кабинок. Рифленые листы белого цвета чаще всего используются при монтаже подвесных потолков. Их этого полимера также изготавливают антибликовую защиту, например для картин, при этом сохранятся натуральные цвета живописи.

Прозрачные гранулы полистирола, изготавливаются в виде цилиндрической формы. Переработка осуществляется путем литья или экструзийного процесса сопровождаемого высокой температурой до +230°С. Полистирол служит сырьевой базой в изготовлении различных пластиков. Низкая себестоимость полистирола, способствует развитию производства и в свет выходит огромное количество марок по классификациям.

Предметы обихода из полистирола буквально заполнили наши дома, к счастью полистирол абсолютно не наносит вред здоровью человека. Детские игрушки, всевозможная упаковка, зубные щетки, одноразовая посуда — малая толика окружения нас полистиролом. Строителей в больше степени интересует вспененный полистирол, характеристики материала, позволяют сооружать утеплительные конструкции даже во влажном климате.

Достоинства полистирола:

- Легкая обработка;
- Легкая транспортировка;
- Приемлемая цена полистирола;
- Водонепроницаемость;
- Отсутствие запаха;
- Полистирол экологически безвредный продукт;

Полистирол имеет недостатки:

хрупкая структура материала;
низкая тепловая стойкость;
малое сопротивление ударным нагрузкам.

Невысокая стоимость способствует широкому применению полистирола (ПС). Большая классификация по маркам позволяет подобрать полистирол для любых нужд в народном хозяйстве. Повсеместное применение получил полистирол с жесткими и ударопрочными характеристиками.

Применение полистирола

Строительный комплекс. Полистирол основное сырье для изготовления полистиролблоков востребованных при возведении перегородок. Востребован как отделочный материал в обустройстве потолков полистирольными панелями. О многочисленных преимуществах полистиролбетона ходят легенды. Полистирол участвует в производстве теплоизоляционных плит. Существует несъемная опалубка из полистирола и многое другое.

Декоративные и облицовочные панели в избытке заполнили витрины магазинов. Без полистирольных звукопоглощающих конструкций не обходится ни одна звукозаписывающая компания. Бесконечное число полимерных концентратов, клеевых составов, как вы догадались — полимер.

Подготовка и очистка сточной воды, так же не обходится без вспененного полистирола. После термической обработки паром, полистирол применяется как фильтрующий элемент при водоподготовке или очистке сточных вод. Из полистирола получают тончайшие мембраны паро- и гидроизоляции.

Медицинская промышленность. Полимерная продукция из полистирола повсеместно встречается в медучреждениях. Шприцы, накладки емкости всего не перечислить. В полюзу экологии полистирола выступает факт того, что он участвует в комплексах по переливанию крови, всевозможные одноразовые зажимы и пластиковые элементы, также изготавливаются из этого материала.

Пищевая промышленность. Трудно переоценить применение полистирола в пищевом комплексе. Упаковка, приборы и комбайны, тарелки и одноразовые вилки — везде полистирол. Особые ударопрочные виды полистирола, служат корпусом кухонной бытовой техники или жаропрочными прихватками для горячей посуды.

Военный комплекс. Взрывчатые вещества содержат полистирол в структуре наполнителя. Ударопрочные характеристики полистирола и имеют большое значение для применения материала в военной промышленности. Твердый полистирол даже служит остновой дорожного строительства.

Утепление фасада полистиролом

Полистирол вспенивающийся можно монтировать на фасад несколькими способами. Так, существует традиционный способ утепления фасадов зданий путем наклеивания на них полистирольных плит с последующей шпаклевкой, проводимой сквозь специальное стекловолокно.

Кроме этого метода, специалисты прибегают к использованию такой разновидности материала, как полистирол ударопрочный. Данный вид полистирольных плит отличается повышенной стойкостью к механическим повреждениям. К тому же такие плиты просто монтируют на стену фасада, а процесс грунтовки и шпаклевки можно проводить до их монтажа. Следует отметить, что фасадные полистирольные плиты в последствие подвергают отделке в виде облицовки или покраски.

Перед началом работ по отделке фасадной части дома, большинство застройщиков уверенно говорят «куплю полистирол», только зачастую у них возникает проблема, где можно купить вспененный полистирол? На самом деле сегодня не должно возникать подобных вопросов, поскольку данный материал пользуется огромным спросом, его реализацией занимаются специализированные строительные супермаркеты. Один из ведущих производителей, предлагает продукцию под брендом пеноплекс.

Наряду с распространенным вспененным полистиролом, также актуален и экструдированный полистирол, получаемый при смешивании гранул материала при высоких температурных режимах, с последующим отделением из экструдера и дополнением вспенивающего элемента. Полистирол данного вида за счет неординарной структуры отличается стабильными характеристиками теплоизоляции и теплопроводности. Как правило, используется в сочетании со штукатуркой, бетоном и иными цементными смесями.

Продажа полистирола

Продается полистирол в гранулах – относится к экологически чистым материалам с высокой степенью теплоизоляции и звукоизоляции. В строительстве используется в качестве утеплителя: межэтажных перекрытий; полов с вязкостью к ударам; полов индустриального назначения, предназначенных для перемещения транспорта; кровель с максимальным наклоном угла до 40 градусов.

Полистирол, цена которого в значительной мере зависит от применяемого оборудования, доступен в свободной продаже. Полистирол купить может каждый застройщик, имеющий в планах провести процесс утепления различной сложности. Пластик из этого материала обычно продается в виде готовых изделий. При этом, его монтаж должны вести только специалисты, поскольку не стоит забывать про то, что материал не особо прочен, а также обладает высокой горючестью.

Не рекомендуется бить по листам из полистирола тяжелыми предметами и даже кулаком. Экологически материал признан полностью безопасным, его можно спокойно использовать в жилых помещениях, это допускают даже санитарные нормы.

Пенополистиролбетон

В настоящее время строители все чаще отказываются от использования традиционных материалов, выбирая продукцию, созданную по новейшим технологиям. Благодаря таким разработкам можно строить и утеплять дома при помощи современных материалов, отличающихся прочностью, долговечностью и невысокой стоимостью. Полистиролбетон является одной из разновидностей бетонного раствора, которую изготавливают в форме блоков с пористой или плотной структурой.

Этот универсальный материал применяется как в промышленном, так и в частном строительстве. Блоки из такого раствора без труда можно изготовить самостоятельно в домашних условиях. Для качественного проведения работ по утеплению при использовании гранулированного полистирола, его необходимо смешать с цементом и водой. В результате получается пенополистиролбетон, отличающийся высокой прочностью и легкостью, что немаловажно при проведении строительных работ.

После затвердения состав получает прочный внутренний слой, выполняющий функцию стяжки с высокими теплоизоляционными характеристиками. Пенополистирольные плиты, как правило, можно монтировать при любых погодных условиях, поскольку повышенная влажность и низкие температуры не оказывают воздействия на этот материал.

Состав легкой бетонной смеси:

1. Полистирол – гранулы пенопласта в форме шариков разного диаметра. Для производства строительных блоков выбирают шарики диаметром до 10 мм. Они добавляют готовым изделиям легкость в весе и наделяют их прекрасными теплоизоляционными свойствами.

2. Цемент. Он обеспечивает прочность блокам и надежно связывает шарики между собой.

3. Песок. Его можно не добавлять в смесь для производства блоков. Он подходит только в виде наполняемого материала.

4. Синтетические волокна

. Они снижают вероятность появления трещин в материале в результате резкого перепада температур.

Для того чтобы равномерно распределить гранулы пенопласта внутри блока, потребуется использование поверхностно-активного вещества. Подойдет любое моющее средство или шампунь.

Преимущества

Этот универсальный строительный материал отличается долговечностью и хорошими звукоизоляционными свойствами. Также он устойчив к воздействию высокой температуры и не представляет опасности для окружающей среды. Данный материал легко подвергается любой механической обработке. Изготавливается прямо на месте использования. Сделать блоки самостоятельно из приготовленного материала будет намного дешевле, чем купить готовые изделия.

Недостатки

Полистиролбетон не пропускает пар, поэтому при строительстве необходимо выполнить обустройство вентиляции. Под воздействием высокой температуры гранулы не горят, а плавятся. От этого могут образоваться пустые места, снижающие теплоизоляционные свойства.

Использование самостоятельно изготовленных блоков из легкой бетонной смеси поможет сэкономить деньги – не нужно тратиться на дорогостоящие строительные материалы. При этом строительные работы будут выполнены очень качественно.

Применение полистирольных плиток для потолка

Полистирол как отделочный материал, отличается своей дешевизной и простотой монтажа, к тому же он обеспечивает хорошую тепловую и звуковую изоляцию. Потому успешно применяется в помещениях, имеющих хорошую вытяжную вентиляцию. Если в помещении имеются проблемы с вентиляцией, то их надо разрешить до монтажа таких потолков, потому что при плотной подгонке плиток возникнут затруднения с обеспечением паропроницаемости.

Современные магазины строительных материалов предлагают много разновидностей полистирольных плиток. Они выпускаются ламинированными и не ламинированными, с разными рисунками и теснением, для сухих и влажных помещений, предназначенные для покраски или вовсе без нее, имитирующие древесину и другие материалы. Не говоря уже о цветах и оттенках полистирола – их сотни.

К достоинствам относится стойкость при использовании и уходе. Плитку из полистирола можно протирать не только мягкой, но и грубой тканью, допускается влажная обработка. Качественный монтаж дает практически однородную поверхность, не имеющую швов и нарушений непрерывности рисунка.

Важно понимать, что для конкретных квартир необходим подбор полистирольных плиток не только по цвету и оттенку, но и по рисунку. Крупный рисунок подойдет для больших помещений с высокими потолками, а мелкий только для небольших комнат, когда помещение узкое и длинное. Ради справедливости надо заметить, что для наклейки полистирольных плиток, необходима хорошая подготовка потолочной поверхности. Хотя они неплохо маскируют незначительные дефекты, но не смогут дать идеальный потолок, если он был изначально неровный.

Подготовительные работы и монтаж полистирольных плиток

Подготовка основания включает в себя следующие работы: очистку поверхности потолка от грязи и жира (бензином или нитрорастворителем), грунтовку рекомендуемыми материалами. Сейчас, клеивые составы имеют способность проходить сквозь водоэмульсионную краску, меловую и иную побелку, поэтому удаление этих покрытий перед приклеиванием плиток из полистирола не требуется.

Могут возникнуть проблемы с масляной краской, но она сейчас все реже используется для потолков даже на промышленных объектах, не говоря уже о жилье, офисах и торговых залах. Поэтому не имеет смысла уделять данной проблеме много внимания, но надо сказать, что имеются такие клеи, которые способны проникать даже через масляную краску, схватываясь с плитой перекрытия.

Если плитки полистирола монтируются на гипсокартон, он обязательно проклеивается слоем бумаги или чем-то ее заменяющим, например, старыми обоями. Это необходимо для защиты материала от чрезмерного проникновения клея.

Если этого не предпринять, то последующий ремонт может принести дополнительные проблемы: демонтаж плиток полистирола вызовет разрушение на листах гипсокартона. В таком случае потолок окажется неремонтопригодным, а это значит, что придется снимать еще и поврежденный гипсокартон. Так что, если лишние трудовые и материальные затраты для вас нежелательны, выполните простую рекомендацию и примените бумагу.

teplogalaxy.ru

Полистирол | Poliamid.ru

Полистирол

Сырье и марки
Производители
Рейтинг производителей полистирола
Полистирольные изделия и продукция
Оборудование для получения и переработки полистирола
Книги и журналы о полистиролах
Фотографии
Видео
Процесс производства полистирола
Исторические факты
Перспективы и прогнозы развития
Краткие характеристики и свойства:

Полистирол получают полимеризацией стирола в массе (ПСМ), в эмульсии (ПСЭ) и реже-в суспензии (С). Средняя молекулярная масса (ММ) =80-100тысяч в зависимости от способа получения.
Формула полистирола:
[Ch3-CH-]n
          |
       C6H5
Полистирол и материалы на его основе относятся к конструкционным полимерным материалам. Они характеризуются достаточно высокой прочностью, жесткостью, высокой размерной стабильностью, отличными декоративными свойствами. Полистирол — аморфный полимер, характеризующийся высокой прозрачностью (светопропускание до 90%).
Полистирол (ПС, бакелит, вестирон, стирон, фостарен, эдистер и др.). Плотность 1,04-1,05 г/см3, tразм 82-95 С. Полистирол растворяется в стироле и ароматических углеводородах, кетонах. Полистирол не растворяется в воде, спиртах, слабых растворах кислот, щелочей. Модуль при изгибе 2700-3200 МПа. Теплопроводность 0,08-0,12 Вт/(м*К). Ударная вязкость по Шарпи с надрезом 1,5-2 кДж/м2. Полистирол склонен к растрескиванию. Температура самовоспламенения 440 С. КПВ пылевоздушной смеси 25-27,5 г/м3.Полистирол хрупок, стоек к щелочам и ряду кислот, к маслам, легко окрашивается красителями, не теряя прозрачности, имеет высокие диэлектрические свойства. Полистирол не токсичен, допущен к контакту с пищевыми продуктами и к использованию в медико — биологической технике.
     УПС (ударопрочный полистирол) получают привитой сополимеризацией стинола с полибутадиеновыми или бутадиенстирольными каучуками. Ударопрочный полистирол (УП, каринекс, люстерекс, стернит, стирон, хостирен идр.)Структурно УПС представляет собой трехфазную систему, состоящую из ПС (полистирола), гель Фракии привитого сополимера и каучука с привитым стиролом в виде частиц размером до 15 мкм, равномерно распределенным по объему УПС. Несмотря на низкую молекулярную массу матричного полистирола (70-100 тыс.), присутствие каучука существенно замедляет рост микротрещин, что и повышает прочность материала (табл. 1).
     В марке УПС указывается метод синтеза (М, С), цифровое обозначение ударной вязкости (две первые цифры) и десятикратное значение содержания остаточного мономера. Кроме того, в марку могут включать букву, обозначающую предпочтительный способ переработки. Например, УПМ-0703 Э — ударопрочный полистирол, полученный полимеризацией в массе; его ударная вязкость 7 кДж/м², остаточное содержание мономера 0,3%, переработка — экструзией.

Таблица 1.

Основные свойства полистирольных пластиков

Свойства полистирола	ПС	УПС	АБС	МСН
Плотность, кг/м³	1050	1060	1040	1040
Температура плавления, ⁰С	190-230	190-230	210-240	205-220
Разрушающее напряжение, МПа, при:
Растяжении	35-40	27-56	36-60	90-100
Изгибе	55-70	55-60	50-87	—
Сжатии	80-100	—	46-80	—
Относительное удлинение при разрыве, %	1,0-1,5	1,0-2,0	1,0-3,0	—
Ударная вязкость, кДж/м²	12-20	40-50	80-100	11-18
Твердость по Бринеллю, МПа	150	110	100	170
Теплостойкость по Мартенсу, ⁰С	60-70	65	86-98	70-72
Диэлектическая проницаемость при 10⁶ Гц	2,5	2,7	2,4-5,0	2,9
Тангенс угла диэлектрических потерб при 10⁶ Гц, х10⁴	2-4	4-8	300	1,8
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом∙м	10¹⁵	5∙10¹³	5∙10¹³	4∙10¹⁴
Электрическая мощность, МВ/м	25-40	—	12-15	24

АБС — пластик является продуктом привитой сополимеризации трех мономеров — акрилонитрила, бутадиена и стирола, причем статический сополимер стирола и акрилонитрила образует жесткую матрицу, в которой распределены частицы каучука размером до 1 мкм. Повышение ударной прочности сопровождается сохранением на высоком уровне основных физико-механических и теплофизических свойств (табл. 1). АБС непрозрачен. Выпускается стабилизированным в виде порошка и гранул. Применяется для изготовления изделий технического назначения.
В марке АБС первые две цифры означают величину ударной вязкости по Изоду, следующие две — ПТР (показатель текучести расплава), буква в конце марки указывает на метод переработки или на особые свойства. Например, АБС-0809Т характеризуется ударной вязкость — 8 кДж/м², ПТР — 9г/10 мин, повышенной теплостойкостью (Т).
В промышленности используются сополимеры стинола с акрилонитрилом (САН), стинола с метилиетакрилатом (МС) и стинола с метиметакрилатом и акрилонитрилом (МСН).
Полистирол перерабатывается всеми известными способами.

Механические свойства полистирола

Полистирол	Разрушающее напряжение , МПа при:			Е, ГПа
Полистирол	растяжении	изгибе	сжатии	Е, ГПа
ПС	95	60	70	1,2

Механическая стойкость полистиролов к кислотам и растворителям:

Полистирол	Н₂SO₄ 20-60%	HNO₃ 50%	HCl до 37%	Ацетон	Этанол	Бензол	Фенол
ПС	3	2	3	1; 2	3	1-3	—
УПС	3	2	3	1; 2	3	1	—
АБС	3	2	3	—	—	—	—

Теплофизические свойства полистиролов:

Полистирол	*Теплопроводность, λ, Вт/(мК)**	*Теплоемкость, с, кДж/(кгК)**	*Температуропроводность, a10⁷, м²/с**	*Средний КЛР (β10⁵),К^-1**
ПС	0,09-0,14	1,16-1,3	0,94	6-7
АБС	0,12	1,24	0,9	8-10

Температурные характеристики:

Полистирол	Пределы рабочих температур, С		Температура размягчения по Вика	Теплостойкость по Мартенсу	Температура плавления С
Полистирол	верхний	нижний	Температура размягчения по Вика	Теплостойкость по Мартенсу	Температура плавления С
ПС	65-70	-40	82-105	76-82	160-175
АБС	75-85	-60	99-100	90-104	165-180

Диэлектрическая проницаемость полистиролов:

Полистиро	έ при v, Гц
Полистиро	50	10³	10⁶
ПС	2,65	2,6	2,6

Показатель возгораемости (К) — безразмерная величина, выражающая отношение количества тепла, выделенного при горении к количеству тепла, затраченному на поджигание образца материала. Материал с показателем К>0,5 является горючим. Для полистирола показатель К-1,4 материал является горючим

Показатели пожароопасности полистиролов:

Полистиро	*Температура, С*		*Теплота сгорания*
	Тв	*Тсв*	*МДж/кг*
Полистирол ПС	345	490	39-41

Особенности горения полистирола и ударопрочного полистирола:
Поведение пламени: Вспыхивает при поджигании, горит легко. Горит и после удаления из пламени.
Окраска пламени: Оранжево-желтое, светящееся.
Характер горения: Горит с образованием большого количества копоти, плавится.
Запах : Сладковатый цветочный с оттенком запаха бензола. Запах корицы, если уколоть раскаленной иглой. Сладковатый запах стирола.

Краткое описание, методы переработки, основное назначение, качественная оценка свойств полистиролов и специфические особенности

Полистирол блочный, эмульсионный, суспензионный: Более жесткий материал чем ПЭВД И ПЭНД, с хорошими диэлектрическими свойствами, недостаток хрупкость и низкая теплостойкость. Химическистоек. Для повышения ударной вязкости и теплостойкости используют сополимеризацию стирола с другими мономерами или совмещение его с каучуками. При введении в полистирол порофоров м последующем вспенивании получают пенополистирол, отличающийся высоким тепло и звукоизоляционными свойствами, плавучестью, химической стойкостью и водостойкостью

Методы переработки: Литье под давлением. Пневматическое и вакуумное формование. Экструзия. Штамповка. Прессование. Склейка. Механическая обработка

Основное назначение: Для корпустных деталий приборов, ридиоэлектронной аппаратуры, изоляторов, крупногабаритных деталей холодильников, внутренней отделки самолетов. Пенополистрирол для тепло и звукоизоляции в строительстве

Полистрирол ударопрочный: Более высокая ударная вязость чем у полистрирола

Основное назначение: Для технических изделий и деталей

Модифицированный полистирольный пластик: Высокая ударная вязкость при низких и высоких температурах, повышенная нагревостойкость, стойкость к щелочам и смазочным маслам

Методы переработки: Литье под давлением. Экструзия. Раздувка

Основное назначение: Для крупногабаритных изделий в автомобилестроении и в электротехнике

poliamid.ru

Пенопласт полистирольный

Пенопласт полистирольный – современный, экологически чистый материал, позволяющий не только обеспечить высокую теплоизоляцию, пожаробезопасность, но и принести приличную экономическую выгоду. Это один из самых дешевых утеплителей. Пенополистирол незаменим для утепления подземных частей здания, фундаментов, стен подвалов, цокольных этажей, где применение других видов теплоизоляции недопустимо вследствие капиллярного поднятия грунтовых вод. Также он широко применяется при утеплении стен, крыш и перекрытий. Обусловлено это его теплоизоляционными, влагостойкими качествами, а также легкостью и долговечностью. Пенополистирольные плиты удобны при транспортировке и монтаже, долговечны и надежны. Гарантированный срок их эксплуатации не менее 50 лет.

Что же представляет из себя полистирольный пенопласт? Это изоляционный материал преимущественно белого цвета, изготовленный путем термального вспучивания гранул полистирола при воздействии газообразователя. Полное название пенопласта, полученного таким образом (в отличие от, например, фенольных пенопластов или пенопластов на основе полиэфиров) — газонаполненный полистирольный пенопласта или пенополистирол. По внешнему виду полистирол представляет собой небольшие влагостойкие гранулы, спекшиеся между собой под воздействием высокой температуры. Размер гранул колеблется от 5 до 15 мм. и они неоднородны по структуре. Огромное количество тонкостенных микроячеек в материале многократно увеличивает общую площадь соприкосновения с воздухом. В результате этого плиты почти полностью состоят из воздуха (около 98%), что обусловливает их основные свойства.

Эксплуатационные свойства полистирольного пенопласта

Теплосберегающие и шумопоглащающие свойства

Тот факт, что пенопласт почти полностью состоит из воздуха и только на 2% из полистирола, обеспечивает высокую теплосберегающую способность плит. Это связано с тем, что воздух обладает одним из самых низких показателей теплопроводности. Поэтому теплопроводность полистирольного пенопласта находится в пределах от 0,037 до 0,043 Вт/мК. Для сравнения, аналогичный показатель для воздуха – 0,027 Вт/мК. Это значительно ниже, чем теплопроводность дерева (0,12 Вт/мК), кирпича (0,7 Вт/мК), керамзита (0,12 Вт/мК) и других строительных материалов. Низкая теплопроводность пенополистирольных плит обеспечивает высокий уровень энергосбережения. Достаточно всего 12 см полистирольного пенопласта там, где необходимая толщина стен из кирпича должна составлять 2 м. 10 см., а из дерева – 45 см. Это позволяет считать пенополистирол одним из самых эффективных средств теплоизоляции. Использование данных плит в строительстве позволяет в дальнейшем значительно сократить расходы на отопление. Высокие энергосберегающие свойства также обусловили применение такого материала для защиты трубопроводов от промерзания, при строительстве холодильных установок, холодильного оборудования, складских помещений.

Эффект звукоизоляции и шумопоглощения зависит от способности материала преобразовывать звуковую энергию в тепловую. Поэтому высокой звукоизоляционной способностью обладают, прежде всего, пористые материалы с низкой теплопроводностью, способные пропускать воздух. В связи с этим именно ячеистая структура полистирольного пенопласта обусловила его высокие звукоизоляционные и шумопоглотительные свойства. Так, например, для обеспечения высокой звукоизоляции достаточно пенополистирольной плиты, толщиной всего 2-3 см. С увеличением толщины слоя пенопласта шумопоглощающие и звукоизолирующие свойства возрастают.

Пожароустойчивость

Полистирольный пенопласт обладает высокой пожароустойчивостью. Температура самовозгорания +491 ºС. Это в 2,1 раза выше, чем температура возгорания бумаги (+ 230 ºС), и в 1,8 раза выше, чем у древесины (+260 ºС). Несмотря на то что пенополистирольные плиты, как и многие другие строительные материалы, подвержены горению, тем не менее, горение они не поддерживают и при отсутствии огня затухают в течение 4 секунд. Другими словами, горение плит возможно только в открытом пламени, и после удаления материала из огня горение прекращается. Количество энергии, выделяемой при горении пенопласта, в 7-8 раз меньше энергии, выделяемой при горении древесины (соответственно 1000 МДж/м.куб. против 7000-8000 МДж/м.куб.). Количество энергии, выделяемой полистирольным пенопластом при горении здания, составляет менее 5% (по некоторым данным – 2%) от остальных веществ объекта, подверженных горению. Кроме того, существуют плиты, обогащенные антипиренами, способствующие самозатуханию. При соблюдении правил противопожарной безопасности полистирольный пенопласта менее опасен, чем другие широко распространенные строительные материалы.

Влагоустойчивость

Плиты полистирольного пенопласта устойчивы к влаге: они не растворяются, не впитывают воду и, вследствие этого, не деформируются (не разбухают). Тем не менее, вода при помощи механизма капиллярной диффузии может проникнуть в полости между гранулами. Однако ее количество весьма незначительно (1,5 – 3,5 % по отношению к весовому объему плиты). Кроме того, тот же диффузионный механизм приводит и к выходу воды из пенопласта. При этом свойства пенополистирольных плит (прочность, физический вид, размеры, изоляционные способности) остаются неизменными. Были проведены исследования воздействия воды на полистирольный пенопласт в условиях повышенного гидростатического давления. Оказалось, что при небольшом повышении давления водопроницаемость плиты незначительно изменяется и с дальнейшим ростом давления остается практически неизменной. Однако следует помнить, что при давлении, близком к критическому, гранулы пенополистирола могут разрушаться, что ведет к росту водопоглощения. Чтобы избежать разрушения пенопласта, необходимо использовать специальные покрытия. Скорость проникновения паров воды в данные плиты составляет менее 1% от скорости перемещения пара в воздухе. Так же, как и вода, пар легко выходит из пенопласта. Избежать конденсации позволяет соблюдение правил проектирования. Устойчивость к воздействию влаги позволяет использовать плиты пенопласта для утепления фундамента зданий, когда необходим контакт утепляющего материала с грунтом.

Устойчивость к химическим и биологическим воздействиям

Пенополистирольные плиты обладают высокой устойчивостью к воздействию различных химических веществ. В частности, данный материал сохраняет свои свойства при длительном контакте с солевыми растворами (в том числе морской водой), мыльными растворами, отбеливающими веществами (растворы перекиси водорода, хлорная вода, гипохлорид), кислотами (кроме концентрированной азотной и уксусной), нашатырным спиртом, известью, битумом, клеящими водорастворимыми красками, гипсом, кремнийорганическим маслом и другими агрессивными средами. Будучи полностью синтетическим продуктом, пенополистирольные плиты не используются в пищу животными и микроорганизмами. Так, натурные исследования, проводившиеся в естественных условиях влажного субтропического климата (оптимальные условия для размножения микроорганизмов) в течение 18 месяцев, показали, что полистирольный пенопласта оказался непригодным для выживания бактерий и грибков. Однако нужно иметь в виду, что, в отличие, например, от железобетона, кирпича и других минеральных строительных материалов, плиты пенопласта гораздо сильнее подвержены воздействию грызунов и термитов. Этот факт следует учесть при эксплуатации и преградить доступ к пенопласту, используя специальные защитные материалы.

Долговечность и прочность

Поскольку пенопласт полистирольный – это пластик, то он способен при правильной эксплуатации сохранять свои физические свойства длительное время. Чтобы доказать или опровергнуть это утверждение, проводились натурные и лабораторные исследования пенопласта. Объектом натурных исследований выступала строительная конструкция, возраст которой составлял 30 лет. Это достаточный срок, учитывая, что рассматриваемый нами синтетический материал был открыт в 1950 году. Изучение пенополистирольных плит, лежащих в основе этой конструкции, показало, что пенопласта не подвергся необратимым изменениям: сохранил свою форму, механические и теплофизические свойства. В ходе лабораторных испытаний плит были смоделированы климатические условия, с учетом циклических годовых колебаний температуры воздуха. Всего было проведено 80 циклов, что соответствует 80 годам. Исследования полистирольного пенопласта показали, что при амплитуде температуры ±40 ºС свойства материала остаются неизменными. В ходе испытаний плиты подвергались также воздействию различных температур. Было установлено, что нижний предел для пенопласта составляет -180 ºС, а верхний +80 ºС. Однако максимально допустимой температурой, которой в течение непродолжительного времени (несколько минут) может подвергаться пенопласта, считается температура +95 ºС. Это делает возможным контакт плит, например, с горячим битумом. При более длительном воздействии температуры, превышающей +80 ºС, полистирольный пенопласта разрушается.

Плотность пенополистирольных плит невысока – 0,015-0,05 г/см3 (для сравнения плотность воды – 1,0 г/см3). Однако при этом пенопласта имеет достаточно высокую прочность на сжатие и растяжение. Это позволяет использовать плиты как строительный материал, способный длительное время нести высокую равномерную механическую нагрузку, не подвергаясь деформации. Примером может служить использование полистирольного пенопласта в ремонте и строительстве взлетно-посадочных полос. При этом прочность плит зависит от толщины плиты и правильности укладки. Пенополистирольные плиты обладают некоторыми несущими свойствами, поэтому при строительстве жилых домов или промышленных помещений риск «провисания» пенопласта (например, внутри стены) невелик, если соблюдены все правила, регламентированные стандартами.

Виды полистирольного пенопласта

Беспрессовый пенополистирол ПСБ

Беспрессовый пенополистирол ПСБ более распространеный вариант. Беспрессовый пенопласт изготавливается разной плотности — от 15 до 50 кг/м³. Прочность материала определяет его стоимость, физические характеристики и сферу применения. Наиболее популярными и востребованными марками ПСБ являются: ПСБ-С 15У плотностью до 10 кг/м³, ПСБ-С 15 плотностью от 10,1 до 13 кг/м³, ПСБ-С 25, имеющий плотность в диапазоне от 15,1 до 17 кг/м³, ПСБ-С 25Ф плотностью в диапазоне от 18 до 19 кг/м³; ПСБ-С 35, имеющий плотность от 25,1 до 27 кг/м³, ПСБ-С 50 плотностью от 35,1 до 37 кг/м³.

Беспрессовый пенополистирол широко используется при утеплении фундаментов зданий, квартир, балконов, крыш, кровель, вагонов, контейнеров и др. Также ПСБ нашел свое применение в гидроизоляции и теплоизоляции подземных стоянок для автомобилей и подземных коммуникаций. Данный вид пенополистирола также отлично подходит для предотвращения промерзания земли. Его широко используют при отводе стоков, укреплении откосов, при строительстве спортивных площадок и бассейнов.

Прессовый пенополистирол ПС

Прессовый пенополистирол ПС производится прессовым методом на основе газообразователей и латексных марок поливинилхлорида. Он имеет замкнуто-ячеистую структуру, обладает хорошими электрическими показателями, малым водопоглощением, отличными теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами.

Прессовый пенополистирол применяется как теплоизоляционный и звукоизоляционный материал для изоляции специальной тары, холодильников и термосов, кузовов автомобильного транспорта и вагонов, а также в судостроительной промышленности для уменьшения массы корпуса судна. В связи с тем, что прессовый пенопласт также обладает отличными электроизоляционными свойствами, он нашел свое применение при изготовлении различных изделий в радио- и электропромышленности.

Экструдированный пенополистирол ЭПС

Данный вид имеет мелкоячеистую однородную структуру, состоящую из практически полностью закрытых ячеек. Данный материал является лучшим видом полистирольных пластмасс. ЭПС изготавливают методом экструзии, в результате чего шарики полистирола плавятся, образуя однородную массу, которая заливается в форму, где и остывает. Такой метод изготовления пенополистирола делает материал водонепроницаемым, увеличивает его плотность, повышает стойкость к механическим нагрузкам, в результате чего продлевается срок службы конструкции.
ЭПС намного прочнее простого ПСБ по всем параметрам, но и стоимость его намного выше. Экструдированный пенополистирол сохраняет свои теплоизоляционные свойства длительное время при отрицательных температурах окружающей среды, а добавки антипиренов позволяют его применять в пожароопасных помещениях.
Экструдированный пенополистирол применяется в следующих случаях:

При обустройстве стен в сырых и влажных помещениях.
При строительстве перегородок.
При утеплении крыш всех видов.
При утеплении фасадов и стен здания.
При обустройстве «теплых» полов.
При теплоизоляции полов первых этажей.
При теплоизоляции фундаментов.

В итоге, можно выделит следующие преимущества, которыми обладает пенопласт полистирольный.Рассмотренный материал не ядовит, не образует пыли, не имеет запаха, не выделяет токсичные вещества. Он прост в обращении, плиты легко поддаются обработке, не раздражают кожу и слизистые оболочки, а также не являются аллергеном и не оказывают другое негативное воздействие на организм. С экологической чистотой и теплоизоляционными свойствами пенополистирольных плит связан широкий спектр их применения: строительство жилых зданий и промышленных объектов, ремонт и строительство железных и автомобильных дорог, судостроение, изоляция труб, а также холодильного оборудования и техники. Кроме того, во всем мире полистирольный пенопласта используется в качестве упаковки для пищевых продуктов и частично детских игрушек.

poweredhouse.ru

формула, свойства, получение, применение :: SYL.ru

В широком разнообразии полимерных материалов особое место занимает полистирол. Из этого материала производят огромное количество различных пластиковых изделий как для бытового, так и для промышленного использования. Сегодня мы с вами познакомимся с формулой полистирола, его свойствами, способами получения и направлениями использования.

Общая характеристика

Полистирол является синтетическим полимером, относящимся к классу термопластов. Как можно понять из названия, он представляет собой продукт полимеризации винилбензола (стирола). Это твердый стеклообразный материал. Формула полистирола в общем виде выглядит следующим образом: [СН₂СН(С₆Н₅)]_n. В сокращенном варианте она выглядит так: (C₈H₈)_n. Сокращенная формула полистирола встречается чаще.

Химические и физические свойства

Наличие фенольных групп в формуле структурного звена полистирола препятствует упорядоченному размещению макромолекул и образованию кристаллических структур. В этой связи материал является жестким, но хрупким. Он представляет собой аморфный полимер с малой механической прочностью и высоким уровнем светопропускания. Он производится в виде прозрачных цилиндрических гранул, из которых путем экструзии получают необходимую продукцию.

Полистирол является хорошим диэлектриком. Он растворяется в ароматических углеводородах, ацетоне, сложных эфирах, и собственном мономере. В низших спиртах, фенолах, алифатических углеводородах, а также простых эфирах полистирол не растворим. При смешивании вещества с другими полимерами, происходит «сшивание», в результате которого образуются сополимеры стирола, обладающие более высокими конструктивными качествами.

Вещество обладает низким влагопоглощением и устойчивостью к радиоактивному облучению. Вместе с тем оно разрушается под действием ледяной уксусной, и концентрированной азотной кислот. При воздействии ультрафиолета полистирол портится – на поверхности образуется микротрещины и желтизна, увеличивается его хрупкость. При нагревании вещества до 200 °С оно начинает разлагаться с выделением мономера. При этом, начиная с температуры в 60 °С, полистирол теряет форму. При нормальной температуре вещество не токсично.

Основные свойства полистирола:

Плотность – 1050-1080 кг/м³.
Минимальная рабочая температура – 40 градусов мороза.
Максимальная рабочая температура – 75 градусов тепла.
Теплоемкость – 34*10³Дж/кг*К.
Теплопроводность – 0,093-0,140 Вт/м*К.
Коэффициент термического расширения – 6*10^-5Ом·см.

Получение полистирола

В промышленности полистирол получают с помощью радикальной полимеризации стирола. Современные технологии позволяют проводить этот процесс с минимальным количеством непрореагировавшего вещества. Реакция получения полистирола из стирола осуществляется тремя способами. Рассмотрим отдельно каждый из них.

Эмульсионный (ПСЭ)

Это самый старый метод синтеза, который так и не получил широкого промышленного применения. Эмульсионный полистирол получают в процессе полимеризации стирола в водных растворах щелочей при температуре 85-95 °С. Для этой реакции необходимы такие вещества: вода, стирол, эмульгатор и инициатор процесса полимеризации. Стирол предварительно избавляют от ингибиторов (гидрохинона и трибутил-пирокатехина). Инициаторами реакции выступают водорастворимые соединения. Как правило, это персульфат калия или двуокись водорода. В качестве эмульгаторов применяют щелочи, соли сульфокислот и соли жирных кислот.

Процесс происходит следующим образом. В реактор наливают водный раствор касторового масла и при тщательном перемешивании вводят стирол вместе с инициаторами полимеризации. Полученную смесь греют до 85-95 градусов. Растворенный в мицеллах мыла мономер, поступая из капель эмульсии, начинает полимеризоваться. Так получаются полимер-мономерные частицы. На протяжении 20 % времени реакции мицеллярное мыло идет на образование слоев адсорбции. Далее процесс идет внутри частиц полимера. Реакция завершается, когда содержание стирола в смеси будет составлять примерно 0,5 %.

Далее эмульсия поступает на стадию осаждения, позволяющую снизить содержание остаточного мономера. С этой целью ее коагулируют раствором соли (поваренной) и высушивают. В результате получается порошкообразная масса с размером частиц до 0,1 мм. Остаток щелочи сказывается на качестве получаемого материала. Устранить примеси полностью невозможно, а их наличие обуславливает желтоватый оттенок полимера. Этот метод позволяет получить продукт полимеризации стирола с наибольшей молекулярной массой. Получаемое таким способом вещество имеет обозначение ПСЭ, которое периодически можно встретить в технических документах и старых учебниках по полимерам.

Суспензионный (ПСС)

Этот метод осуществляется по периодической схеме, в реакторе, оборудованном мешалкой и теплоотводящей рубашкой. Для подготовки стирола его суспензируют в химически чистой воде с помощью стабилизаторов эмульсии (поливиниловый спирт, полиметакрилат натрия, гидроксид магния), а также инициаторов полимеризации. Процесс полимеризации проходит под давлением, при постоянном повышении температуры, вплоть до 130 °С. В итоге получается суспензия, из которой первичный полистирол отделяют с помощью центрифугирования. После этого вещество промывают и высушивают. Этот метод также считается устаревшим. Он пригоден в основном для синтезирования сополимеров стирола. Его применяют в основном в производстве пенополистирола.

Блочный (ПСМ)

Получение полистирола общего назначения в рамках этого метода можно проводить по двум схемам: полной и неполной конверсии. Термическая полимеризация по непрерывной схеме осуществляется на системе, состоящей из 2-3 последовательно соединенных колонных аппаратов-реакторов, каждый из которых оборудован мешалкой. Реакцию проводят постадийно, увеличивая температуру с 80 до 220 °С. Когда степень превращения стирола доходит до 80-90 %, процесс прекращается. При методе неполной конверсии степень полимеризации достигает 50-60 %. Остатки непрореагировавшего стирола-мономера удаляют из расплава путем вакуумирования, доводя его содержание до 0,01-0,05 %. Полученный блочным методом полистирол отличается высокой стабильностью и чистотой. Эта технология является наиболее эффективной, в том числе и потому, что практически не имеет отходов.