Полистирольный: Полистирол – характеристики, свойства, область применения

что это за материал? Применение и получение гранул, плотность прозрачного и другого полистирола, температура плавления и другие свойства

Различные виды пластмассы радикально изменили наше представление о повседневной жизни – сегодня наш быт уже невозможно представить без тех или иных пластиковых вещей. Однако пластик существует разных видов, и каждая его разновидность отличается собственными специфическими характеристиками, определяющими применение конкретного вещества в тех или иных сферах. Поскольку полистирол является одним из наиболее ходовых на сегодняшний день вариантов пластика, стоит рассмотреть его особенности более пристально.

Содержание

Что это за материал?

Полистирол представляет собой полимеризованный стирол, то есть является продуктом химической промышленности. Добиться его изготовления можно при помощи различных методов, каждый из которых имеет собственные достоинства и недостатки, а самые популярные мы более подробно рассмотрим в этой статье ниже. При этом

в состав полистирола входят только молекулы таких распространенных веществ, как углерод и водород, но делается он из жидкого стирена, а тот, в свою очередь, получают из нефти и каменного угля.

Выглядит полимеризованный стирол как твердое и упругое, бесцветное и даже прозрачное вещество, способное изгибаться, не ломаясь, и обладающее высокой гигроскопичностью.

Впервые полистирол был получен еще на ранних этапах промышленной революции – известно, что в 1839 году его удалось синтезировать в Германии. Другое дело, что его производство в промышленных масштабах началось значительно позже – лишь с 1920 года, да и то в первые десятилетия он применялся не так уж активно. Лишь в годы Второй мировой войны в Штатах им заинтересовались по-настоящему, производя на основе полистирола искусственный каучук, а в СССР промышленное производство этого материала и вовсе было отложено до послевоенных лет.

Нельзя сказать, что современный полистирол полностью соответствует образцам столетней давности – в течение всего этого времени ученые искали способы улучшить свойства материала. Благодаря этому пластик после Второй мировой войны стал куда более прочным, в том числе стал значительно лучше выдерживать удары – это стало возможным благодаря созданию сополимеров стирола, получаемых благодаря еще более сложным химическим процессам.

Свойства

Точные физические характеристики современного полистирола сильно зависят от того, каким способом он был произведен, но в целом, когда говорят о простом полистироле без каких-либо уточнений, имеется в виду материал с вполне конкретными параметрами. Плотность у него не самая высокая (1060 кг/м3), а вот конкретной температуры плавления у материала нет – уже при 60 градусах выше нуля он начинает терять форму, при 105 может самовоспламениться, при нагревании до 200 градусов начинается разрушение его химической структуры.

Молекулярная масса вещества также отнюдь не является конкретной и сильно зависит от методики получения полистирола – она обычно составляет от 50 тысяч до 300 тысяч, хотя эмульсионные варианты иногда демонстрируют и значительно более высокие показатели. Растворимость полистирола значительна в ряде веществ, среди которых его же собственный мономер, а также ацетон, ароматические углеводороды и сложные эфиры.

Ряду растворителей, среди которых простые эфиры, низшие спирты, фенолы и алифатические углеводороды, он не поддается.

Полистирол обладает ярко выраженными диэлектрическими свойствами, которые не меняются вне зависимости от окружающей среды. Этот материал также практически равнодушен к разрушающему воздействию кислот и щелочей, солей, спиртов. Выше мы уже перечислили вещества, которые все-таки могут его растворить, а еще он окисляется, галогенируется, нитруется и сульфируется.

В оригинальном виде, без дополнительного подкрашивания, полистирол (по крайней мере, блочная его разновидность) является не только бесцветным, но и прозрачным. Структура практически не задерживает видимый свет, пропуская 90% его количества, и это позволяет использовать такой материал в изготовлении оптических стекол. При этом ультрафиолет и инфракрасное излучение проходят через полистирольные поверхности не так уверенно.

Если рассматривать свойства полистирола как преимущества, которые делают его таким популярным в различных сферах, в первую очередь стоит выделить следующие немаловажные моменты.

  • Сочетание невысокой стоимости и простоты обработки. При своей цене полистирол можно считать одним из главных двигателей современной цивилизации, учитывая, какие у него свойства. Недаром сегодня так много продукции производится при непосредственном участии этого материала – у него просто толком нет альтернативы.
  • Неплохая химическая стойкость. Большинство веществ, которые могут в быту попасть на полистирольную поверхность, для нее не представляют какой-либо опасности – это отличная новость для производителей, желающих выпускать продукцию, отличающуюся долговечностью. При этом в условиях химической лаборатории, имея под рукой внушительный набор реактивов, растворить полистирол не представляет труда.
  • Токсичность в пределах относительно безопасной. Полистирол выделяет сравнительно мало каких-либо вредных испарений и с экологической точки зрения, с определенными оговорками, считается безвредным. По крайней мере, специалисты не выдвигают никаких ограничений относительно использования полистирольных материалов внутри жилых помещений, и даже посуду из полистирола делать можно.
  • Широкий спектр применения. Благодаря своим качествам, простоте обработки и окрашивания полистирол может быть использован в качестве сырья для производства чего-либо.

При всех преимуществах полистирола есть у него и недостатки, и хотя их не так много, иногда они играют весьма существенную роль.

В первую очередь, любой перегрев для такого пластика опасен, и даже в бытовых условиях еще надо задуматься, где можно использовать полистирол, а где не стоит. Кроме того, для большинства разновидностей материала, кроме ударостойкого, удары представляют существенную опасность, да и в целом общая хрупкость является проблемой.

Сравнение c полипропиленом

Одним из главных конкурентов полистирола является еще один популярный полимер – полипропилен. В некоторых сферах, вроде производства упаковочных материалов, они являются прямыми конкурентами, но разница между двумя материалами довольно существенна. Начать стоит хотя бы с того, что полистирол сложно перерабатывать, и хотя часто можно услышать, что он безопасен, экологи все-таки любят к нему придираться.

Полипропилен также не безгрешен, но к нему вопросов все-таки немного меньше, и переработать его проще. Если же говорить сугубо о физических качествах двух материалов, то полипропилен еще и отличается повышенной гибкостью – там, где полистирол уже ломается или трескается, податливый полипропилен просто гнется. Что касается цены, то полистирол, возможно, давно проиграл бы конкуренцию своему сопернику, но вот более

низкая стоимость – тот фактор, который пока держит его на плаву.

Визуально отличить одно от другого не так уж сложно, однако надо знать, на что смотреть. Полистирол кажется более красивым, он глянцевый и блестящий, без дополнительного окрашивания выглядит прозрачным, хотя может иметь характерный холодный оттенок синего. Полипропилен кажется чуть более грязным ввиду своей мутности, светорассеивающий эффект у него намного выше. Различить два материала можно и методом постукивания: полистирол звонкий и при ударах издает характерные щелчки, тогда как полипропилен звучит глухо.

Вреден ли для человека?

Полистирол является одним из наиболее контроверсионных материалов в плане оценки вреда и опасности для здоровья. С одной стороны, он интенсивно используется в человеческих жилищах и даже для производства посуды, что уже наводит на мысль, что это не запрещено. С другой стороны, многочисленные заявления, ставящие экологичность пластика под сомнение, относятся в первую очередь именно к полистиролу. Справедливо будет сказать, что он, не являясь наиболее опасным из существующих материалов, все-таки далеко не может считаться и безопасным – использовать его можно было бы не так активно.

Надо понимать, что стирол, являющийся сырьем для производства полистирола, считается очень токсичным.

Полистирол может выделять не так уж много отравляющих веществ, которые не так уж сильно скажутся на здоровье человека, но это лишь до тех пор, пока вы не контактируете с ним постоянно, и пока он не нагревается. Чем выше температура, тем опаснее соседство с полистирольными изделиями, особенно если начался пожар, и материал горит. Сильнее всего химические испарения нарушают работу печени, но проблемы могут быть даже с сердцем и легкими, а некоторые специалисты считают, что банальное вдыхание паров стирола чревато развитием гепатита.

Надо также понимать, что полистирол полистиролу рознь: для улучшения свойств пластмассы производитель может добавлять в состав материала различные пластификаторы, красители, другие добавки, влияющие на прочность и эластичность.

В некоторых случаях эти добавки могут оказаться даже более опасными, чем сам стирол, а производитель может и не указать данные о дополнительной опасности, чтобы не терять покупателей.

Когда выше мы назвали полистирол сравнительно безопасным, то имелось в виду, что есть и другие, еще более вредные продукты человеческой деятельности, от которых мы все никак не откажемся – например, автомобильные выхлопы. Кроме того, теоретически полистирол можно использовать и почти полностью безопасно – при условии, что знаешь и четко соблюдаешь инструкции, в частности, не способствуя нагреванию материала, а защищая его от этого. Но даже в этом случае не стоит воспринимать полистирол как полностью безопасное вещество, поскольку даже в мире пластика, который в последние годы получает все больше критики, полистирол не является самым безопасным.

Обзор видов

На данный момент для производства полистирола используют несколько способов получения желанного материала, причем по своим свойствам готовый результат не всегда будет одинаковым. Чтобы разобраться, как это работает, рассмотрим каждый из трех популярных способов.

У каждого из таких материалов есть маркировка с характерным обозначением способа получения полистирола.

Эмульсионный

На сегодняшний день этот метод уже во многом устарел и на производстве практически не используется. Принцип действия следующий: сначала стирол очищается от ингибиторов, после чего его соединяют в воде с эмульгаторами (соли жирных и сульфокислот, мыло), а также инициаторами полимеризации – персульфатом калия и двуокисью водорода. При нагреве до 85-95 градусов происходит химическая реакция – постепенный процесс полимеризации, который считается законченным, если количество стирола падает ниже 0,5%.

Получившаяся эмульсия далее коагулируется при помощи раствора обыкновенной поваренной соли и подлежит сушке, в результате которой образуется мелкий гранулированный порошок, каждая гранула которого имеет размер не более 0,1 мм. Хотя полистирол обычно описывается как белый и прозрачный, получить такие характеристики этим методом не удастся – у шариков остается желтоватый оттенок, свидетельствующий о наличии примесей щелочи, устранить которые полностью невозможно.

Хотя метод сегодня непопулярен, именно он обеспечивает получение вещества с максимально возможной молекулярной массой.

Суспензионный

Еще один способ, который уже принято считать устаревшим, хотя он все еще считается пригодным для вторичной переработки полистирола в сополимеры вроде пенополистирола. Для производства нужен подготовленный стирол, а точнее, его суспензия в воде, гидроокиси магния, поливиниловом спирте, полиметакрилате натрия и инициаторах полимеризации. Все это отправляется в реактор, где вещество активно перемешивается с постепенным нагревом вплоть до 130 градусов и повышенным давлением. После этого получившуюся суспензию еще надо подвергнуть обработке на центрифуге, и только после промывки и сушки собранного материала получают полистирол.

Блочный

Данный метод на сегодняшний день считается наиболее востребованным и актуальным, и большую часть полистирола сегодня производят именно этим способом. Обоснование весьма простое: на выходе получается чистый, идеальный по светотехническим параметрам материал, отличающийся стабильностью параметров. При этом использование рассматриваемой технологии и эффективно, и гарантирует практически полное отсутствие отходов производства.

Блочное получение полистирола основано на перемешивании стирола в бензоловой среде в два этапа – сначала при температуре около 90 градусов, а потом с постепенным нагревом от 100 до 220. Производство блоков прекращают на этапе, когда примерно 85% массы стирола превратилось в полистирол. Удаление стирола, не успевшего полимеризоваться, производят при помощи вакуума.

Применение

Полистирол применяется в огромном количестве областей человеческой деятельности и даже используется для изготовления поделок своими руками. В домашних условиях из него делают мелкие сувениры, используя лазерную резку, фрезеровку, окрашивание в любые цвета – от красного до золотого и черного, а в некоторых случаях – и печать по полистирольной поверхности. Широчайшее применение полистирол нашел в строительстве, где из него делают стеновые панели и потолочные плитки, различные перегородки и багеты. В листовом виде этот материал может быть использован также и для отделки фасадов. В конце концов, на основе этого материала производят популярный в последнее время полистиролбетон.

Мебельная отрасль также все активнее использует этот материал, хотя в данный момент он не является конкурентом для древесины и ее производных. Однако там, где влажность высокая, он используется постоянно – например, целиком из него уже сегодня может быть изготовлен душевой поддон. Кроме того, полистирольные гранулы используются как наполнитель в подушках, и для этих целей уже в готовом виде продаются в мешках.

Рядовому обывателю пищевая разновидность полистирола хорошо известна как едва ли не основной материал для изготовления одноразовой посуды. Большинство пластиковых стаканов, столь популярных для разлива прохладительных напитков, на сегодняшний день делаются именно из него. Кроме того, пищевой полистирол интенсивно используется в качестве упаковочного материала благодаря своей дешевизне и сравнительной прочности. Учитывая диэлектрические свойства материала, стоит отметить, что он также нашел широкое применения в электротехнике.

При этом на самом деле вариантов использования изделий из полистирола так много, что перечислить их все просто не представляется возможным.

Как с ним работать?

В быту чаще всего приходится работать с листовым полистиролом, обрабатывать который можно как механически, так и термически. Формовать методом гибки, клеить, резать и сверлить можно как обыкновенную разновидность материала, так и ударопрочную. Для фрагментации листа толщиной менее 2 мм используется обыкновенный лобзик, тогда как более толстые листы получится взять болгаркой либо ручным инструментом. В условиях промышленной мастерской возможна резка лазером. Линия реза получается немного рваной, потому требует последующей обработки – ее проходят сначала напильником, а потом наждаком.

При необходимости проделать в листе отверстие используют дрель, для которой нужно сверло, созданное специально для сверления листового пластика. Если толщина листа невелика, при сверлении он может деформироваться вопреки желанию мастера – избежать такого развития событий можно, подложив под лист деревянный брусок. Формовка листа происходит либо по вакуумной методике, либо нагнетанием воздуха под большим давлением. Обработка любым из обозначенных способов предполагает значительный (до 160-200 градусов) нагрев материала.

Соединение отдельных деталей из полистирола допускается как методом сварки, так и склеиванием. В обоих случаях перед соединением фрагментов поверхности сначала надо старательно обезжирить. Варить надо либо газовым, либо ультразвуковым способом, клеить – полимерными составами на основе цианакрилата или неопрена.

Если говорить о матовом полистироле, то он может подвергаться еще такому виду обработки, как шлифование и полировка. Для этого используется шлифмашина, но ни в коем случае не с абразивным кругом – вместо него берут мягкий круг, на который наносится специальная паста для полировки. Если деталь небольшая, отполировать или зашлифовать ее можно и вручную.

Помимо прочего, на полистирольную поверхность можно наносить любые специальные покрытия от металлического слоя до зеркальной пленки. По ней можно и печатать черным или цветным, любым из известных способов. При этом для защиты получившегося текста или изображения необходимо вскрыть поверхность лаком, ведь полимер не впитывает влагу.

Переработка

В чистом виде полистирол вроде бы и не приносит окружающей среде особого вреда, но в то же время его отходы, как и положено пластику, сохраняются на протяжении огромного периода времени, загрязняя планету. Кроме того, пребывая в природной среде, полимер и его сополимеры могут подвергаться чрезмерному нагреванию, в том числе и горению в пожаре, и вот тогда последствия могут быть куда более страшными. Точно так же нежелателен неконтролируемый контакт полистирольных предметов с веществами, способными растворить материал, иначе не избежать выделения токсичных паров стирола, бензола, толуола, оксида углерода и этилбензола.

Относительным преимуществом материала является то, что его в большинстве случаев можно перерабатывать, утилизируя как непосредственно отходы, так и просто изношенные изделия из него. В качестве методик переработки прибегают к экструзии, прессованию и литью. На выходе получаются изделия, не уступающие по качеству новым, при этом мусор не образуется. Кроме того, в последние годы на основе полистирола делают еще и новый строительный материал – полистиролбетон, который уместен для малоэтажного строительства. К сожалению, огромные объемы отходов полистирола, особенно в бедных странах, просто сжигаются. Такое поведение с пластиковыми отходами крайне отрицательно сказывается на окружающей среде.

В следующем видео рассказано о листовом полистироле и особенностях его применения.

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.

Полистирол

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.

полистирол

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.

полистирол

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.

полистирол
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.

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

растяжении

изгибе

сжатии

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/(м*К)

Теплоемкость, с, кДж/(кг*К)

Температуропроводность, a*107, м2

Средний КЛР (β*105),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

верхний

нижний

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

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

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

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

Полистирол (ПС) - это, его свойства, способы получения

Полистирол (сокращенно ПС) является прочным, бесцветным стеклоподобным материалом, который способен пропускать до 90% лучей видимого света и относится к группе синтетических полимерных продуктов класса термопластов. Обозначается химической формулой [СН2 СН (С6Н5)]n.

Сам термин «полистирол», уже исходя из его названия, говорит о том, что в качестве первичного материала выступает стирол (жидкость, обладающая достаточно неприятным и сильным запахом), а получен он посредством полимеризации.

Полистирол представляет собой полимерный материал, обладающий небольшой механической прочностью, который производится в виде прозрачных гранул, имеющих цилиндрическую форму. Из этих гранул затем изготавливают листы и другую продукцию экструзионным и литьевым способом.

Физические свойства

1. Плотность материала составляет 1060 кг/м3

2. Насыпная плотность гранул составляет от 550 кг/м3 до 560 кг/м3

3. Устойчивость к перепадам температуры - материал выдерживает морозы до -40°C и жару до +60°C, при иных значениях начинает менять изначальную форму

4. Усадка линейная в форме составляет 0,4-0,8%

5. Диэлектрическая проницаемость равняется от 2,4 до 2,6

6. Электрическая прочность с частотой 50Гц - 20-23 кВ/мм

7. Теплоемкость имеет значение 34х103 Дж/кг*К

8. Электрическая прочность составляет частоту 50 Гц

9. Тангенс угла при диэлектрических потерях с частотой 1 МГц имеет значение 3-4х10-4

10. Термическая стойкость может достигать до 100°C, а температурное значение, при котором материал начинает плавиться - ~240°C

11. Не происходит растворения материала в простых эфирах, низших спиртах, алифатических углеводородах, уксусной кислоте, воде и фенолах, устойчив к действию минеральных и растительных масел, растворам солей

12. Растворение происходит в углеводородах (хлорированных и ароматических), сложных эфирах, ацетоне

Для улучшения качественных характеристик полистирола проводят его сополимеризацию с разнообразными виниловыми мономерами. Немаловажное значение также имеют привитые и блок-сополимеры стирола, которые имеют высокую ударную вязкость. Проведение данного процесса имеет название модификации материала.

В производстве получают 3 способами:

1. Эмульсионный

2. Суспензионный

3. Блочный

Самый 1-й метод получения - это эмульсионный способ (ПСЭ), предполагающий ведение процесса со значительной скоростью при достаточно умеренном температурном режиме. Для производства полистирола таким способом требуется вода, регулятор, инициатор процесса полимеризации и эмульгатор. Сам процесс полимеризации выполняется при температуре от +85°C до +95°C, и подходит к концу, когда остается менее 0,5% свободного стирола. Эмульсионный способ позволяет на выходе получить высокомолекулярный полимер, но материал при этом не получится в конечном счете «чистым», а будет иметь желтоватый оттенок за счет того, что не представляется возможным удалить полностью все посторонние включения.

Суспензионный способ (ПСС) используется для изготовления пенополистирола и сополимеров. Выполняется этот метод в реакторах с рубашкой для нагрева и при непрерывном смешивании, с использованием таких компонентов, как инициатор процесса полимеризации (в роли него применяют перекись бензола, гидроперекись кумола и др.), стабилизатор, эмульсии. Температура в ходе процесса постепенно увеличивается (до +120°C), и процесс полимеризации длится 12-15 ч. В результате теплового воздействия получается суспензия. Из нее путем разделения неоднородных систем получают нужное вещество, подвергающееся промыванию и высушиванию.

Самым эффективным считается блочный способ (ПСМ), обеспечивающий получение полимерного вещества с высокой молекулярной массой и почти свободного от остаточного мономера. Изготовление данным методом возможно осуществить путем термически инициируемой полимеризации в массе с использованием двух или трех реакторов колонного типа, оборудованных механическими устройствами для смешивания и соединенных в последовательном порядке. Процесс полимеризации выполняется в несколько стадий в бензоле. Температура в ходе данного процесса идет на повышение до 200°C. Выпускают произведенный таким образом полистирол в виде мелкодисперсного или крупнозернистого порошка, а также в виде гранулята, имеющего размер не больше 10-16 мм.

Сравнительная таблица физико-механических свойств полистирола, полученного разными методами

ПоказательБлочныйЭмульсионныйСуспензионный
Плотность, кг/м31050 - 10601050 - 10701050 - 1060
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа39,239,2 - 4441,1
Ударная вязкость, кДж/м 219,6 - 21,621,619,6 - 27,4
Относительное удлинение при разрыве, %2,02,02,0
Твердость по Бринеллю, МПа137 - 157137 - 196137 - 157
Теплостойкость по Вика, °С95-100100-105105
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц4 - 10-42 - 10-4 - 3 - 10-44 - 10-4
Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц2,4-2,72,62,5-2,6
Содержание остаточного мономера, %0,5 - 0,80,15-0,20,1-0,5
Водопоглощение за 24 ч, %00,070,01-0,02

По назначению выделяют 3 основных вида полистирола:

1. Ударопрочный

2. Общего назначения

3. Экструдированный

Полистирол, относящийся к первому виду - ударопрочный или модифицированный, представляющий собой бесцветный материал, который может быть покрашен в разные цвета. Этот пластик обладает такими свойствами, как легкоплавкость, высокая прочность, морозоустойчивость, легкость механической обработки. Поэтому данный материал и используется в столь разных областях - от рекламной индустрии до строительства. Он достаточно гибок и прост в обработке, совместим с пищевой продукцией и способен выдерживать температурные колебания от -30°C до +70°C.

Основные виды ударопрочного полистирола:

1. Сверхударопрочный полистирол, с содержанием каучука от 10% до 15%, SHIPS - Super High Impact Polystyrene

2. Полистирол высокой ударной прочности, с содержанием стирола от 92,5% до 91% и каучука от 7,5% до 9%, HIPS - HighImpactPolystyrene

3. Полистирол средней ударной прочности, с содержанием стирола от 96,5% до 95% и каучука от 3,5% до 4,5% каучука, MIPS - MiddleImpactPolystyrene

Технические характеристики ударопрочного полистирола:

1. Модуль упругости при растяжении составляет не менее 1800 МПа

2. Прочность при изгибе составляет не менее 35 МПа

3. Глянец под углом 60° составляет не менее 100

4. Прочность при растяжении составляет не менее 21 МПа

5. Модуль эластичности составляет не менее 50 МПа

6. Относительное удлинение составляет не менее 45%

Полистирол общего назначения - прозрачный материал, который отличается хрупкостью и ломкостью, легко деформирующийся вследствие незначительных надрезов или ударов. Если сравнить его с ударопрочным, то этот полистирол обладает меньшей гибкостью и эластичностью. Изготавливается с помощью суспензионного и блочного метода, и используется для изготовления изделий разнообразными способами термического формования. Возможности применения данного полимера ограничивает повышенная чувствительность к УФ-излучению, но в то же время высокий уровень прозрачности материала позволяет применять его в роли более доступного аналога оргстекла.

Технические характеристики полистирола общего назначения:

1. Модуль упругости при растяжении составляет от 2850 МПа до 2930 МПа

2. Прочность на изгиб составляет от 80 МПа до 104 МПа

3. Предел хрупкости составляет от 60°C до 70°C

4. Предельная прочность на разрыв - 3%

5. Максимальная температура эксплуатации составляет от 75°C до 105°C

6. Стеклование составляет от 80°C до 113°C

7. Плотность составляет от 1,04 г/см3 до 1,06 г/см3

Экструдированный полистирол изготавливается посредством экструзии и представляет собой листы прозрачные, цветные или молочные. Используется данный материал при долговременном сроке эксплуатации под постоянным воздействием УФ-излучения. Сфера применения достаточно обширна. Используется данный вид полистирола при изготовлении фурнитуры, дверей, пленок, оконных стекол, перегородок и пр. Экструдированный полистирол также является универсальным материалом для строительства, благодаря простоте в монтаже, устойчивостью к влаге, химическим воздействиям, грибкам.

Технические характеристики экструдированного полистирола:

1. Модуль упругости составляет от 3200 МПа до 3500 МПа

2. Предел прочности при изгибе составляет от 75 МПа до 80 МПа

3. Предел прочности при растяжении составляет от 45 МПа до 55 МПа

4. Коэффициент линейного расширения составляет 8х10-5 1/0°C

5. Прозрачность - 90%

6. Относительное удлинение - 1,3%

7. Ударная вязкость - 14 кДж/м2

Маркировки

В мире используются следующие типовые аббревиатуры:

1. Полистирол - PS (ПС)

2. Полистирол общего назначения - GPPS (ПСЭ, ПСС или ПСМ - маркировка зависит от способа получения материала)

3. Полистирол средней ударопрочности - MIPS

4. Полистирол ударопрочный - HIPS (УПС, УПМ)

5. Полистирол вспенивающийся - EPS (ПСВ)

Аббревиатура MIPS используется сравнительно редко.

Области применения

Благодаря своим исключительным свойствам, полистирол применяют:

- в бытовой и хозяйственной сфере для изготовления детских игрушек, ведер, упаковочных материалов, тары, канцелярских товаров, принадлежностей для кухни и пр.;

- в строительстве необходим при изготовлении звукопоглощающих компонентов, потолочных панелей, при тепловой изоляции зданий. Также этот материал используется при создании предметов декора, отделки жилых площадей, для устройства оранжерей и пр.;

- для медицинского оборудования и инструментария, включая различное лабораторное оборудование и инструменты для одноразового использования, которые изготавливают из матовых разновидностей полимера;

- распространение в светотехнической сфере (производство конденсаторной пленки, антенн, кабеля) обусловлено отличными диэлектрическими качествами полистирола;

- в военном деле полистирол входит в некоторые виды напалма;

- в отрасли сельского хозяйства при производстве контейнеров для хранения овощей, теплиц, сельскохозяйственного инвентаря и пр.

- сополимеры стирола с высокими показателями твердости находят применение в сферах, где требуется пластик для изготовления ударопрочных изделий.

Полистирол является высококачественным и одновременно доступным материалом, который обладает отличными показателями влагостойкости, химической стойкости, прекрасными термоизоляционными и прочими свойствами. Обусловлено массовое использование данного материала в различных сферах жизни человека невысокой стоимостью и экологической безопасностью. Пока что не имеет аналогов, которые были бы способны его полностью заменить. Похожие материалы либо стоят гораздо дороже, либо обладают худшими эксплуатационными характеристиками. Полистирол, скорее всего, еще длительное время будет востребован как в России, так и за рубежом.

Получение полистирола вспененного и листового

ПС и сополимеры стирола

Полистирол (ПС, PS, polystyrene) – это твердый, аморфный полимерный материал, получающийся путем полимеризации стирола и относящийся к категории термопластов. Полистирол бывает общего назначения (ПСОН, GPPS), ударопрочный, вспенивающийся, а также разработано большое количество прочих сополимеров стирола. Ударопрочный ПС (УПС, УПМ) является блоксополимером стирола и каучука. Полимер в чистом виде достаточно хрупок, нуждается в модификаторе ударной вязкости или других аддитивах.

Ударопрочный полистирол за счет включений каучуковых мономерных звеньев обладает большей гибкостью и ударной вязкостью. При этом он имеет более низкую прочность на растяжение и термостойкость, чем ПС общего назначения. Также каучуковые звенья в УПС снижают его хрупкость и ухудшают оптические свойства материала. Такой сополимер отлично подходит для получения листов с дальнейшим термоформованием продуктов.

Вспенивающиеся полистиролы (ПСВ) – группа материалов, в состав которых включены специальные вспенивающие агенты, они применяются для изготовления пенопластовых изделий. ПСВ имеют отличные теплоизоляционные характеристики, минимальный удельный вес и используются для производства упаковки и отделочных строительных материалов.

Полистиролы в России производят ОАО «Нижнекамскнефтехим», ООО «Газпром нефтехим Салават», ООО «Стайровит» (Группа «Пеноплэкс»), и СИБУР (выпускает ПСВ).

Получение

Как следует из названия полимера, полистирол получают путем полимеризации стирола или фенилэтилена, представляющим собой жидкое вещество, имеющее резкий запах. Синтез проходит в массе в присутствии катализатора. Схематически реакция полимеризации стирола показана на рис.1. Обычно ПС выпускают в форме гранул от 2 до 5 мм в диаметре, расфасованных в мешки по 25 кг.

Изображение синтеза ПС

Рис.1. Синтез ПС

Свойства

ПС при нормальных условиях выглядит как аморфное стекловидное вещество. Примерно при 80 градусах С пластик становится высокоэластичным, при 239 градусах С плавится. Ниже приведены основные свойства ПС общего назначения (GPPS).

- плотность около 1060 кг/куб.м;

- высокая хрупкость;

- минимальная температура эксплуатации -40°С;

- максимальная температура эксплуатации +75 °С;

- невысокий коэффициент термического расширения;

- хорошая водостойкость и химстойкость, в том числе к кислотам и щелочам;

- слабое влагопоглощение;

- хорошая стойкость к радиации;

- слабая стойкость к ультрафиолетовым лучам;

- сильные электроизоляционные свойства;

- высокая пожароопасность;

- экологически чистый, некоторые марки имеют пищевой допуск.

Разновидности стирольных пластиков

Помимо ПСОН промышленность производит большое количество других модификаций стирола и его сополимеров с другими мономерами. Рассмотрим наиболее часто применяющиеся из них.


  1. Гомополимер

GPPS - полистирол аморфного типа общего назначения.

SPS - кристаллизующийся синдиотактический ПС.

  1. Сополимеры

Аббревиатура

Расшифровка по-русски

ABS

АБС-пластик

ASA

АСА-сополимер  

HIPS

ПС высокой ударной прочности, УПС  

MABS

Прозрачный АБС  

SAN

САН  

SBS

Стирол-бутадиен-стирольный термоэластопласт

SEBS

Стирол-этилен-бутилен-стирольный термоэластопласт

Переработка

Полистирол и сополимеры являются одной из самых крупнотоннажных групп полимеров, производимых в мире. Технология их переработки, как правило, не представляет большого труда. Полимеры стирольной группы могут перерабатываться всеми основными методами. Причем хуже всех поддается переработке именно самый простой ПСОН ввиду своей хрупкости, ломкости и склонности к растрескиванию при любых напряжениях (в том числе внутренних). Это связано с тем, что линейная усадка ПС при переработке может достигать трех процентов, тогда как относительная деформация до разрушения обычно меньше этого значения. Сополимеры стирола перерабатываются без каких-либо проблем.

Полистирольные листы и плиты (в том числе из вспененного ПС или EPS) получают методом экструзии на плоскощелевых экструзионных линиях, это касается и вспененного ПС. Зачастую, лист не является самостоятельным изделием и отправляется на дальнейшую переработку методом пневмо- или вакуумформования (термоформования) в упаковочные продукты или одноразовую посуду. Термоформование производится либо на специальных машинах периодического действия, либо на автоматических термоформовочных линиях высокой производительности.

Изображение виды вспененного материала EPS

Рис.2. Виды вспененного материала EPS

Литьем под давлением из ПС производят товары для дома, кухни (масленки, хлебницы, баночки для хранения сыпучих и т.п.), автомобильные и строительные изделия и т.д. Для переработки полистирольных пластиков литьем нет необходимости в специальном оборудовании. Можно применять стандартные термопластавтоматы и использовать любые разновидности форм, в том числе горячеканальные, запорные, многокомпонентные и т.п. Важно иметь ввиду, что литьевые уклоны для ПСОН желательно проектировать больше, чем для других термопластов (не менее 2 градусов). Это связано с описанной выше совсем небольшой относительной деформацией при разрушении. Кроме того, отливку в форме нельзя сильно охлаждать, желательно извлекать изделие как можно более горячим.

Для окраски изделий из ПС в массе существуют специальные суперконцентраты пигментов на основе полистирола. Также при малом процентном вводе и невысоких требованиях к прозрачности, полистирольные изделия можно окрашивать СКП на основе полиолефинов.

Вспенивающийся ПС (не путать со вспененным) перерабатывается на специальных машинах, где вспенивание происходит при помощи горячего пара. Таким образом выпускают защитную пенопластовую упаковку и строительные отделочные плитки, профили, панели.

Применение

Уникальные свойства ПС и пластиков полистирольной группы, вариативность их свойств, относительная простота и доступность привели к тому, что стирольные полимеры стали очень популярны в различных областях применений. Их используют в том числе:

  1. В домашнем хозяйстве, прежде всего на кухне. ПС применяется для производства многочисленной недорогой кухонной утвари и посуды, например всем известных недорогих пластиковых кружек с печатью. Практически все изделия с высокой степенью прозрачности и твердости в наших домах изготовлены из полистиролов, таких как САН и т.п. ПС – безусловный лидер по выпуску посуды и столовых приборов однократного применения, которые, однако, переживают не лучшие времена и подвергаются ограничениям и запрету во многих странах.

Изображение хлебницы – классического ПС изделия для кухни

Рис.3. Хлебница – классическое ПС изделие для кухни

  1. Для строительной индустрии из полистирола и его производных выпускают теплоизолирующие и мембранные материалы, сэндвич-панели, отделочные материалы, остекление, звукоизоляцию, клеи и краски и т.п. Полистирол в форме прозрачных или цветных листов применяют внутри зданий и даже снаружи вместо неорганического стекла, для изготовления вывесок, душевых, теплиц, перегородок, дверей.

  2. В медицине из ПС состоят корпуса медоборудования, посуда, компоненты одноразовых изделий и т.д.

  3. В светотехнике из полистиролов изготавливают рассеиватели недорогих светильников. Особенно это направление обрело популярность в последние годы ввиду распространения светодиодов, которые не нагревают светильник так сильно, как лампы накаливания.

  4. В электротехнике ПС используют для производства фильтров, элементов электроизоляции, и других деталей.

  5. Широчайшее значение материал имеет в упаковке. ПС пленка в огромных количествах применяется для изготовления контейнеров, лотков (используется также вспененный полистирол), коррексов и проч. Кроме того ПС используют наряду с ПВХ для выпуска все более популярной блистерной упаковки.

  6. Кроме того, полистирол используют для производства пластиковых карт, канцтоваров, детских товаров, корпусных деталей, сантехнических компонентов, в дизайне и рекламной индустрии и т.д.

Экология и вторичная переработка

Полистирол безопасен для здоровья человека и живых организмов. Однако, мономер, из которого получается пластик – стирол вещество достаточно опасное. В случае деструкции ПС (например, при горении или даже при переработке) он может выделяться вкупе с некоторыми другими ядами. Нужно иметь этот факт в виду, и принимать меры против возгорания в помещениях, отделанных полистиролом.

Вторичная переработка ПС аналогична переработке других полимеров. Полистирольные изделия собирают, моют, сушат, а затем регранулируют на грануляторах экструзионного типа. Проблему составляет отделить стирольные пластики от других полимеров похожего внешнего вида и плотности. Также дело портит большое разнообразие самих сополимеров стирола и небольшой объем применения каждого из них по сравнению с общей массой полимеров.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Вреден ли полистирол для здоровья человека

Пенополистирол и материалы на его основе достаточно популярны в строительстве и пищевой промышленности. Но действительно ли полистирол вреден для здоровья и в каких случаях он может быть опасен для человека? Производители заявляют, что этот материал абсолютно безопасен во всех его разновидностях: начиная от одноразовых вилок и ложек со стаканчиками, заканчивая теплоизоляцией для частной и коммерческой недвижимости. Разберёмся, действительно ли безвредно его использование и можно ли обезопасить себя от его воздействия.

Из чего состоит полистирол

Прежде чем решить, насколько он токсичный, стоит разобраться, из чего состоит полистирольный материал. Пенополистирол и все его разновидности относится к категории термопластов, в основе которых лежит аналогичное вещество — стирол.

Помимо него, в состав входят:

  • антипирены. Они необходимы для обеспечения огнестойкости материала, в чистом виде подверженного горению и плавлению даже при относительно небольшом воздействии пламени;
  • пластификаторы. Они придают монолитность получаемому изделию, делая его прочнее и устойчивее к деформации, разрушению;
  • наполнители. Таких вещество может быть множество, и все они предназначены для придания материалу определённых качеств: гибкости, гидрофобности, теплоизоляционной способности. Состав и перечень наполнителей напрямую зависит от назначения конечного изделия;
  • красители. Используются для придания материалу эстетических качеств. В их роли выступают безопасные и нетоксичные пигменты.

Но в чём же вред полистирола для здоровья? Практически все включённые в его состав компоненты, вне зависимости от конкретного типа полистирольного материала: от газонаполненного (пенополистирола) до экструдированного полистирола и пенопласта относительно безопасны при эксплуатации.

За исключением стирола. Но его концентрация, допустим, в утеплителе не превышает 0,05% от всего объёма. Притом, что требования действующих в России санитарных норм допускают эксплуатацию объектов, в том числе жилых домов, с концентрацией стирола в десятки раз больше.

Поэтому на первый взгляд, на вопрос, вреден ли полистирол для здоровья человека стоит отвечать отрицательно. Но не всё так однозначно — существует множество нюансов, в том числе и особенности эксплуатации материала.

В чём опасность стирола

Прежде чем рассматривать вредность полистирола, стоит разобраться в особенностях использования и воздействия на организм его основного компонента.

Стирол (фенилэтилен) — это токсичное бесцветное соединение, являющееся основой большинства выпускаемых полимеров. При прямом воздействии на организм человека он оказывает ярко выраженный токсикологический эффект, приводящий к расстройству функций центральной нервной системы, вегетативным расстройствам и заболеваниям крови.

Кроме того, стоит отметить следующие негативные воздействия вещества:

  • накопление его в печени, что при достижении определённой концентрации может привести к патологии органа;
  • ухудшение работы сердца и ослабление сердечной мышцы;
  • влияние на формирование плода, здоровье беременных женщин;
  • раздражение дыхательных путей и слизистых оболочек.

К счастью, для появления серьёзных расстройств в работе организма человеку нужно получить значительную концентрацию вещества. Именно по этой причине возлагаемая на полистирол опасность сильно преувеличена. Даже если человек будет всю жизнь окружён утеплителем на его основе, достаточной для отравления дозы он не получит.

Это вещество обладает выраженным кумулятивным эффектом, то есть со временем накапливается в организме. По приблизительным подсчётам учёных, за 20 лет концентрация в организме стирола может увеличиться в 600 раз по сравнению с первоначальной. При неизменной концентрации вещества в окружающей среде. Однако, в чистом виде для высвобождения стирола в окружающую среду необходим температурный режим от 25 градусов. Это вещество становится гораздо токсичнее при воздействии на него высоких температур, поскольку его высвобождение возрастает многократно.

Но важно учитывать, что изготавливаемый на его основе полистирол вреден лишь только при пожаре. Объясняется это спецификой его производства.

Почему полистирол не опасен?

Чтобы полностью разобраться, полистирол вреден ли для человека, следует хотя бы поверхностно изучить технологию его производства. В ходе изготовления конечного продукта происходит процесс полимеризации, за счёт которого стирол надёжно удерживается в толще материала. Даже если учитывать, что полимеризация на производстве затрагивает всего 97% основы, оставшихся 3% бесчисленно мало для отравления человека и окружающей среды.

Именно не полимеризованные остатки стирола и стали причиной многочисленных мифов о том, что полистирол вред и использовать его не стоит.

Но также стоит учитывать, что в процессе использования материала происходит постепенный, но неотвратимый процесс обратной деполимеризации, приводящий к высвобождению стирола. Он может как ускоряться, так и замедляться под воздействием следующих факторов:

  • температуры, особенно высокой;
  • ультрафиолетового и инфракрасного излучения;
  • кислорода;
  • влаги.

Именно по этим причинам утеплитель на основе этого материала следует укрывать при строительстве и использовать только для внешней отделки помещений.

Однако, даже с учётом явной токсичности стирола, на вопрос, полистирол опасен ли для здоровья, однозначного ответа нет. Можно выделить несколько причин, сделавших его безопасным:

  • многочисленные компоненты и добавки, используемые на производстве. Они снижают токсичность и летучесть стирола, в результате чего стройматериал становится не так вреден;
  • ламинация изделий. Наносимый на всю поверхность изделия ламинат препятствует процессу деполимеризации и высвобождению токсичных веществ.

Именно по этой причине у материала ламинированный полистирол экологичность на высоте — на данный момент это один из наиболее безопасных термопластов.

Но подложка из полистирола вредная ли? Нисколько. Её производство выполняется по изменённой технологии, к тому же сверху материал полностью закрывается напольным покрытием — ламинатом. И вреда от такой подложки нет абсолютно.

Нелишним будет рассмотреть, что безвреднее: пенопласт или полистирол. Как показали исследования, токсичность обоих материалов находится на минимальном уровне и при соблюдении условий эксплуатации такие материалы не могут вредить человеку и окружающей среде. Конечно, как и все термопласты, назвать их экологически чистыми нельзя, но и существенного вреда от них нет.

Как безопасно использовать полистирол

Чтобы приписываемая материалу полистирол токсичность не стала для вас поводом для постоянного ожидания отравления, соблюдаете следующие условия его эксплуатации:

  • используйте его только для наружного утепления зданий и сооружений;
  • устанавливайте в местах с минимальным риском возгорания или воздействия высокой температуры на материал;
  • использовать его для утепления кровли допустимо только при нежилом чердаке и обеспечении хорошей вентиляции;
  • ограничиться в использовании повреждённого материала.

Также важно исключить воздействие на него растворителей. Что будет, смотрите на видео.

С учётом вышесказанного, при соблюдении всех условий и рекомендаций по монтажу такого материала, как полистирол безопасность для человека будет гарантирована. За исключением пожаров. Но в этом случае источником токсикологической опасности становится любой предмет интерьера, стройматериал и даже бытовая техника.

Похожие статьи
  • Оргстекло толщиной 20 мм

    Одним из грандиозных шагов к абсолютному лидерству на рынке России стала закупка специального сырья для…

  • Качели из поликарбоната

    Большая популярность качелей с крышей из поликарбоната связана с удобством и эстетичным видом этого элемента садового ландшафта.…

  • Поликарбонат или abs

    ABS пластик или поликарбонат что лучше – этот вопрос беспокоит потребителей на протяжении долгих лет, ведь…

  • Поликарбонат горит или нет?

    Повсеместное распространение практичных и дешевых поликарбонатных листов рождает вопрос о пожарной безопасности при использовании в строительстве и архитектуре этого материала.…

  • Оргстекло на стол

    Органическое стекло (синтетический пластик) изготавливается промышленным способом из термопластичной смолы. Другие известные его названия –…

  • Как покрасить поликарбонат

    У экспертов завода «Полигаль» и на специализированных форумах в Интернете часто спрашивают, можно ли красить сотовый…

  • Гастроемкость из поликарбоната

    Поликарбонатный материал широко используется во многих областях: строительстве, рекламе, дизайне, пищевой промышленности. Именно в последней…

  • Стоимость поликарбоната

    Готовый поликарбонат используется для покрытия крыш, теплиц, веранд, навесов, качелей, раздвижных окон и др. Популярность…

полистирольный — Викисловарь

Содержание

  • 1 Русский
    • 1.1 Морфологические и синтаксические свойства
    • 1.2 Произношение
    • 1.3 Семантические свойства
      • 1.3.1 Значение
      • 1.3.2 Синонимы
      • 1.3.3 Антонимы
      • 1.3.4 Гиперонимы
      • 1.3.5 Гипонимы
    • 1.4 Родственные слова
    • 1.5 Этимология
    • 1.6 Фразеологизмы и устойчивые сочетания
    • 1.7 Перевод
    • 1.8 Библиография

Морфологические и синтаксические свойства[править]

полистиро́льный

Прилагательное.

Корень: -поли-; корень: -стироль-; суффикс: ; окончание: -ый [Тихонов, 1996].

Произношение[править]

  • МФА: [pəlʲɪsʲtʲɪˈrolʲnɨɪ̯]

Семантические свойства[править]

Значение[править]
  1. изготовленный из полистирола ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).
Синонимы[править]
  1. полистироловый
Антонимы[править]
Гиперонимы[править]
Гипонимы[править]

Родственные слова[править]

Ближайшее родство

Этимология[править]

Происходит от ??

Фразеологизмы и устойчивые сочетания[править]

Перевод[править]

Список переводов

Библиография[править]

  • Новые слова и значения. Словарь-справочник по материалам прессы и литературы 60-х годов / Под редакцией Н. З. Котеловой и Ю. С. Сорокина. — М. : Советская энциклопедия, 1971.
Interrobang.svg Для улучшения этой статьи желательно:
  • Уточнить парадигму словоизменения, используя более конкретный шаблон словоизменения
  • Добавить пример словоупотребления для значения с помощью {{пример}}
  • Добавить гиперонимы в секцию «Семантические свойства»
  • Добавить сведения об этимологии в секцию «Этимология»
  • Добавить хотя бы один перевод в секцию «Перевод»
Что такое полистирол? | Использование, преимущества и факты безопасности

Ответы на вопросы

Что говорят общественные организации здравоохранения о полистирольной упаковке для общественного питания?

Должностные лица общественного здравоохранения поощряют использование санитарно-гигиенической одноразовой упаковки для общественного питания (например, полистирола) в соответствующих условиях. Одноразовая упаковка для общественного питания может помочь уменьшить количество болезней пищевого происхождения в домах, больницах, школах, домах престарелых, кафе и ресторанах.

Что говорят регулирующие органы о безопасности полистирольной упаковки для пищевых продуктов?

В Соединенных Штатах FDA строго регулирует все упаковочные материалы для пищевых продуктов, включая полистирол.В течение десятилетий FDA заявляло, что полистирол безопасен для использования в контакте с пищевыми продуктами. Европейская комиссия / Европейский орган по безопасности пищевых продуктов и другие регулирующие органы пришли к аналогичным выводам.

Что говорят научные эксперты о безопасности полистирольной упаковки для пищевых продуктов?

В период с 1999 по 2002 год международная экспертная группа из 12 человек, отобранная Гарвардским центром анализа рисков, провела всесторонний анализ потенциальных рисков для здоровья, связанных с воздействием стирола на рабочем месте и в окружающей среде.

Ученые рассмотрели все опубликованные данные о количестве стирола, внесенного в рацион в результате миграции из упаковки, контактирующей с пищевыми продуктами. Ученые пришли к выводу, что нет оснований для беспокойства из-за воздействия стирола из пищевых продуктов или из полистирола, используемого в контактах с пищевыми продуктами, таких как упаковка и контейнеры для общественного питания.

Часто ли вещества из упаковки «мигрируют» в пищу?

Вся упаковка - стекло, алюминий, бумага и пластик (например, полистирол) - содержит вещества, которые в очень незначительных количествах могут «мигрировать» в пищу или напитки.Это одна из причин, почему FDA регулирует упаковку пищевых продуктов в первую очередь - быть уверенным в том, что количество веществ, которые могут действительно мигрировать, является безопасным.

Данные испытаний, представленные в FDA, показали, что миграция стирола из полистирольных продуктов общественного питания незначительна и, как ожидается, будет значительно ниже пределов безопасности, установленных самим FDA, - в 10000 раз меньше, чем допустимый дневной уровень потребления FDA.

Откуда берется стирол?

Стирол встречается в природе во многих продуктах и ​​напитках.Его химическая структура похожа на коричный альдегид, химический компонент, который создает аромат корицы. Стирол также производится как строительный блок для материалов, используемых для производства автомобилей, электроники, лодок, транспортных средств для отдыха, игрушек и множества других потребительских товаров.

Как люди могут вступать в контакт со стиролом?

Люди могут вступать в контакт со стиролом из небольших количеств, которые могут присутствовать в воздухе (главным образом из выхлопных газов автомобилей и сигаретного дыма), а также в продуктах питания и упаковке.Стирол естественно присутствует во многих продуктах, таких как корица, говядина, кофе в зернах, арахис, пшеница, овес, клубника и персики. Кроме того, FDA одобрило стирол в качестве пищевой добавки - его можно добавлять в небольших количествах в выпечку, замороженные молочные продукты, конфеты, желатин, пудинги и другие продукты питания.

Из чего сделан пенополистирол?

Многие люди неправильно используют название STYROFOAM® для обозначения полистирола в сфере общественного питания; STYROFOAM® является зарегистрированной торговой маркой The Dow Chemical Company, которая относится к своим фирменным продуктам из строительных материалов.

Что такое стирол?

Уже более 70 лет стирол используется в качестве химического строительного блока для изготовления материалов, используемых в широком спектре готовых потребительских товаров, таких как пищевые контейнеры, резиновые шины, изоляция зданий, ковровая основа и корпуса лодок, доски для серфинга, Жилые кухонные столешницы, ванны и душевые кабины.

В чем разница между стиролом и полистиролом?

Разница в химии. Стирол - это жидкость, которая может быть химически связана для создания полистирола, твердого пластика, который проявляет различные свойства.Полистирол используется для производства различных потребительских товаров, таких как контейнеры для общественного питания, прокладка для перевозки деликатной электроники и изоляция.

Что такое экструдированный пенополистирол?

Экструдированный пенополистирол (XPS) - это жесткая изоляция, которая также сформирована из полистирольного полимера, но изготовлена ​​методом экструзии. Этот тип изоляции может значительно снизить энергопотребление здания и помочь контролировать температуру в помещении.

полистирол | химическое соединение | Britannica

Полистирол , жесткая, жесткая, блестяще прозрачная синтетическая смола, полученная в результате полимеризации стирола. Он широко используется в сфере общественного питания в качестве жестких лотков и контейнеров, одноразовой посуды и вспененных чашек, тарелок и мисок. Полистирол также сополимеризуют или смешивают с другими полимерами, что придает твердость и жесткость ряду важных пластмассовых и резиновых изделий.

полистирол Полистирол упаковка. Acdx

Подробнее на эту тему

основные промышленные полимеры: полистирол (PS)

Эта жесткая, относительно хрупкая термопластичная смола полимеризуется из стирола (Ch3 = CHC6H5). Стирол, а также ...

Стирол получают взаимодействием этилена с бензолом в присутствии хлорида алюминия с получением этилбензола. Затем бензольную группу в этом соединении дегидрируют с получением фенилэтилена или стирола, прозрачного жидкого углеводорода с химической структурой CH 2 = CHC 6 H 5 .Стирол полимеризуется с использованием свободнорадикальных инициаторов, главным образом, в объемных и суспензионных процессах, хотя также используются методы растворения и эмульсии. Структура полимерного повторяющегося звена может быть представлена ​​как:

Наличие боковых фенильных (C 6 H 5 ) групп является ключевым для свойств полистирола. Твердый полистирол является прозрачным благодаря этим большим кольцевым молекулярным группам, которые препятствуют укладке полимерных цепей в близкие кристаллические структуры.Кроме того, фенильные кольца ограничивают вращение цепей вокруг углерод-углеродных связей, придавая полимеру его заметную жесткость.

Полимеризация стирола известна с 1839 года, когда немецкий фармацевт Эдуард Симон сообщил о его превращении в твердое вещество, позднее названное метастиролом. Еще в 1930 году было обнаружено небольшое коммерческое использование полимера из-за хрупкости и растрескивания (незначительное растрескивание), которые были вызваны примесями, которые вызывали сшивание полимерных цепей.К 1937 году американский химик Роберт Дрейсбах и другие сотрудники физической лаборатории Dow Chemical Company получили очищенный мономер стирола путем дегидрирования этилбензола и разработали экспериментальный процесс полимеризации. К 1938 году полистирол уже выпускался серийно. Он быстро стал одним из важнейших современных пластиков благодаря низкой стоимости производства больших объемов мономера стирола, простоте формования расплавленного полимера в операциях литья под давлением и оптическим и физическим свойствам материала.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Полистирольная пена ранее изготавливалась с помощью хлорфторуглеродных вспенивающих агентов - класса соединений, который был запрещен по экологическим причинам. Теперь пенополистирол или газообразный диоксид углерода превращают полистирол в изоляционные и упаковочные материалы, а также в контейнеры для пищевых продуктов, такие как чашки для напитков, коробки для яиц, а также одноразовые тарелки и подносы. К твердым полистирольным продуктам относятся литые столовые приборы, видеокассеты и аудиокассеты, а также футляры для аудиокассет и компакт-дисков.Многие свежие продукты упаковываются в прозрачные вакуум-формованные полистирольные лотки благодаря высокой газопроницаемости и хорошей паропроницаемости материала. Прозрачные окна во многих почтовых конвертах выполнены из полистирольной пленки. Код переработки пластмассы номер полистирола # 6. Продукты из вторичного полистирола обычно расплавляются и повторно используются в вспененной изоляции.

Несмотря на свои выгодные свойства, полистирол является хрупким и легковоспламеняющимся; он также размягчается в кипящей воде и без добавления химических стабилизаторов желтеет при длительном воздействии солнечного света.Чтобы уменьшить хрупкость и улучшить ударную вязкость, более половины всего произведенного полистирола смешивают с 5-10% бутадиенового каучука. Эта смесь, подходящая для игрушек и деталей приборов, продается как ударопрочный полистирол (HIPS).

Полистирол

Пенополистирольная упаковка Контейнер для полистирольного йогурта

Полистирол (/ ˌpɒliˈstaɪriːn /; IUPAC поли (1-фенилэтен-1,2-диил) ), также известный как Thermocole, сокращенно в соответствии со стандартом ISO PS , представляет собой ароматический полимер, полученный из мономерного стирола, жидкости углеводород, который производится из нефти химической промышленностью. Полистирол является одним из наиболее широко используемых пластиков, его объем составляет несколько миллиардов килограммов в год.

Полистирол является термопластичным веществом, которое находится в твердом (стеклообразном) состоянии при комнатной температуре, но течет при нагревании выше его температуры стеклования около 100 ° C (для формования или экструзии) и снова становится твердым при охлаждении. Чистый твердый полистирол представляет собой бесцветный твердый пластик с ограниченной гибкостью. Это может быть отлито в формы с мелкими деталями. Полистирол может быть прозрачным или иметь различные цвета.

Твердый полистирол используется, например, в одноразовых столовых приборах, пластиковых моделях, коробках для CD и DVD, а также в корпусах детекторов дыма.Изделия из вспененного полистирола почти повсеместно распространены, например, упаковочные материалы, изоляция и чашки для пенного напитка.

Полистирол может быть переработан и имеет символ «6» в качестве символа переработки. Растущие цены на нефть увеличили ценность полистирола для переработки. Ни один из известных микроорганизмов еще не продемонстрировал биоразложения полистирола, и он часто встречается как форма загрязнения в наружной среде, особенно вдоль берегов и водных путей, особенно в клеточной форме с низкой плотностью.

История

Полистирол был открыт в 1839 году Эдуардом Саймоном, [1] аптекарем в Берлине. Из Storax, смолы турецкого дерева сладкой камеди Liquidambar orientalis , он отогнал маслянистое вещество, мономер, который он назвал стиролом. Несколько дней спустя Саймон обнаружил, что стирол загустел, предположительно, в результате окисления, в желе, которое он назвал оксидом стирола («Стиролоксид»). К 1845 году английский химик Джон Блит и немецкий химик Август Вильгельм фон Хофманн показали, что такая же трансформация стирола имела место в отсутствие кислорода.Они назвали свое вещество метастиролом. Позже анализ показал, что он химически идентичен стиролоксиду. В 1866 году Марселин Бертело правильно определил образование метастирола из стирола как процесс полимеризации. Прошло около 80 лет, прежде чем стало понятно, что нагревание стирола запускает цепную реакцию, в результате которой образуются макромолекулы, следуя тезису немецкого химика-органика Германа Штаудингера (1881–1965). В конечном итоге это привело к тому, что вещество получило свое нынешнее название - полистирол.

Компания I. G. Farben начала производство полистирола в Людвигсхафене, Германия, примерно в 1931 году, надеясь, что он станет подходящей заменой для литья под давлением цинка во многих областях применения. Успех был достигнут, когда они разработали корпус реактора, который выдавливал полистирол через нагретую трубу и резак, производя полистирол в форме гранул.

До 1949 года инженер-химик Фриц Стастный (1908–1985) разработал предварительно расширенные гранулы ПС, включив алифатические углеводороды, такие как пентан.Эти шарики являются сырьем для формования деталей или экструдирования листов. BASF и Stastny подали заявку на патент, выданный в 1949 году. Процесс формования был продемонстрирован на выставке Kunststoff Messe 1952 в Дюссельдорфе. Продукты были названы Styropor.

Кристаллическая структура изотактического полистирола была сообщена Джулио Натта. [2]

В 1959 году компания Koppers в Питтсбурге, штат Пенсильвания, разработала пенополистирол (EPS). [ цитирование необходимо ]

Структура

В химическом отношении полистирол представляет собой углеводород с длинной цепью, в котором чередующиеся углеродные центры присоединены к фенильным группам (название, данное бензольному ароматическому кольцу.Химическая формула полистирола (C 8 H 8 ) n ; он содержит химические элементы углерода и водорода.

Свойства материалов определяются близкими ван-дер-ваальсовыми притяжениями между цепями полимеров. Поскольку молекулы представляют собой длинные углеводородные цепи, состоящие из тысяч атомов, общая сила притяжения между молекулами велика. При нагревании (или быстрой деформации из-за сочетания вязкоупругих и теплоизоляционных свойств) цепи могут приобретать более высокую степень конформации и скользить друг за другом.Эта межмолекулярная слабость (по сравнению с высокой прочностью внутримолекулярного из-за углеводородного остова) придает гибкость и эластичность. Способность системы легко деформироваться выше температуры ее стеклования позволяет полистиролу (и термопластичным полимерам в целом) легко размягчаться и формоваться при нагревании.

Полимеризация

Полистирол получается, когда стирольные мономеры соединяются. При полимеризации одна углерод-углеродная двойная связь (в винильной группе) заменяется гораздо более сильной углерод-углеродной простой связью, поэтому очень трудно деполимеризовать полистирол.Около нескольких тысяч мономеров обычно содержат цепочку полистирола с молекулярной массой 100 000-400 000.

Трехмерная модель показала бы, что каждый из киральных углеродных остовов лежит в центре тетраэдра, а его 4 связи направлены к вершинам. Давайте рассмотрим, что связи -C-C- повернуты так, что цепь цепи лежит полностью в плоскости диаграммы. Из этой плоской схемы не видно, какие из фенильных (бензольных) групп расположены под углом к ​​нам от плоскости диаграммы, а какие - под углом.Изомер, в котором все они находятся на одной стороне, называется изотактическим полистиролом , который не производится коммерчески.

атактический полистирол

Единственной коммерчески важной формой полистирола является атактический , что означает, что фенильные группы случайным образом распределены с обеих сторон полимерной цепи. Такое случайное расположение препятствует выравниванию цепей с достаточной регулярностью для достижения любой кристалличности. Пластик имеет температуру стеклования Т, , г, ~ 90 ° С.Полимеризация начинается со свободных радикалов. [3]

Изотактический и синдиотактический полистирол
В результате полимеризации Циглера-Натта

можно получить упорядоченный синдиотактический полистирол с фенильными группами, расположенными на чередующихся сторонах углеводородного остова. Эта форма является высококристаллической с Т м при 270 ° С (518 ° F). Такие материалы коммерчески не производятся, потому что полимеризация протекает медленно.

Экструдированный полистирол примерно такой же прочный, как нелегированный алюминий, но гораздо более гибкий и намного легче (1.05 г / см 3 против 2,70 г / см 3 для алюминия).

Деградация

Поскольку это ароматический углеводород, он горит оранжево-желтым пламенем, выделяя сажу, как это характерно для материалов, содержащих ароматические кольца. Полное окисление полистирола приводит к образованию углекислого газа и водяного пара. Из-за своей химической инертности полистирол используется для изготовления контейнеров для химикатов, растворителей и пищевых продуктов. Полистирол содержит следы стирольного мономера.При нагревании пищи в полистирольном контейнере мономер извлекается и поступает в пищеварительную систему потребителя. Стирол является токсичным и известным канцерогеном. Это вызывает дополнительные проблемы при использовании для упаковки продуктов питания или напитков. Полистирол растворим в большинстве известных органических растворителей и не подходит для таких применений. Вспененный полистирол используется для упаковки химикатов, но он не вступает в контакт с действующими растворителями.

Изготовлено форм

Полистирол обычно формуют литьем под давлением или экструдируют, в то время как пенополистирол либо прессуют, либо формуют в специальном процессе.Полистирольные сополимеры также производятся; они содержат один или несколько других мономеров в дополнение к стиролу. В последние годы также были получены вспененные полистирольные композиты с целлюлозой [7] [8] и крахмалом [9] .

Экструдированный пенополистирол с закрытыми порами продается под торговой маркой Styrofoam компанией Dow Chemical. Этот термин часто используется неофициально для других вспененных полистирольных продуктов.

Полистирол используется в некоторых полимерных взрывчатых веществах:

Примеры полистирольных АТС
Наименование Взрывчатые вещества Связующие ингредиенты
АТС-9205 RDX 92% полистирол 6%; DOP 2%
АТС-9007 гексоген 90% Полистирол 9.1%; DOP 0,5%; смола 0,4%

Листовой или литой полистирол

Корпус CD из полистирола общего назначения (GPPS) и ударопрочного полистирола (HIPS) Одноразовая бритва из полистирола

Полистирол (PS) является экономичным и используется для изготовления пластиковых монтажных комплектов моделей, пластиковых столовых приборов, футляров для компакт-дисков, корпусов детекторов дыма, рамок номерных знаков и многих других объектов, где требуется довольно жесткий и экономичный пластик. Методы производства включают термоформование и литье под давлением.

Полистирольные чашки Петри и другие лабораторные контейнеры, такие как пробирки и микропланшеты, играют важную роль в биомедицинских исследованиях и науке. Для этих целей изделия почти всегда изготавливаются литьем под давлением и часто стерилизуются после литья под давлением, либо путем облучения, либо путем обработки этиленоксидом. Модификация поверхности после пресс-формы, обычно с использованием обогащенной кислородом плазмы, часто проводится для введения полярных групп. Большая часть современных биомедицинских исследований опирается на использование таких продуктов; поэтому они играют важную роль в фармацевтических исследованиях. [10]

Пены

Полистирольные пенопласты являются хорошими теплоизоляторами и поэтому часто используются в качестве строительных теплоизоляционных материалов, например, в системах строительных панелей со структурной изоляцией. Они также используются для не несущих архитектурных сооружений (таких как декоративные колонны). Пенопласты PS также обладают хорошими демпфирующими свойствами, поэтому широко используются в упаковке.

пенополистирол

Вспененный полистирол (EPS) - это жесткая и жесткая пена с закрытыми порами.Обычно он белого цвета и изготавливается из предварительно вспененных полистирольных шариков. В число известных применений входят формованные листы для утепления зданий и упаковочный материал («арахис») для амортизации хрупких предметов внутри коробок. Листы обычно упаковываются в жесткие панели (размер 4 на 8 или 2 на 8 футов в Соединенных Штатах), которые также известны как «бортовая доска». Тепловое сопротивление обычно составляет около 28 м · К / Вт (или R-4 на дюйм). Некоторые плиты EPS имеют распространение пламени менее 25 и показатель образования дыма менее 450, что означает, что они могут использоваться без противопожарного барьера (но требуют 15-минутного теплового барьера) в соответствии со строительными нормами США.Растущее использование EPS в строительстве - изоляция бетонных форм. Диапазон плотности составляет около 16–640 кг / м 3 . [4] Наиболее распространенным методом обработки является термическая резка горячей проволокой. [11]

Экструдированный пенополистирол

Экструдированный пенополистирол (XPS) состоит из закрытых ячеек, обеспечивает улучшенную шероховатость поверхности и более высокую жесткость и пониженную теплопроводность. Диапазон плотности составляет около 28 - 45 кг / м 3 .

Экструдированный полистирольный материал также используется в ремесленном и модельном строительстве, в частности в архитектурных моделях.Из-за экструзионного производства XPS не требует облицовок для поддержания своих характеристик тепловых или физических свойств. Таким образом, это делает более равномерной заменой гофрокартона. Тепловое сопротивление обычно составляет около 35 м · К / Вт (или R-5 на дюйм в обычных американских единицах).

Styrofoam - это торговая марка XPS; однако, это часто также используется в Соединенных Штатах как общее название для всех пенополистирола.

Сополимеры

Чистый полистирол является хрупким, но достаточно твердым, чтобы получить достаточно высокоэффективный продукт, придав ему некоторые свойства эластичного материала, такого как полибутадиеновый каучук.Два таких материала обычно невозможно смешать из-за усиленного влияния межмолекулярных сил на нерастворимость полимера (см. Переработку пластмасс), но если полибутадиен добавляется во время полимеризации, он может стать химически связанным с полистиролом, образуя привитой сополимер, который помогает включить нормальный полибутадиен в конечную смесь, в результате чего в рекламе образуется ударопрочного полистирола или HIPS , который часто называют «ударопрочным пластиком». Одно коммерческое название для HIPS - Bextrene.Распространенные области применения HIPS включают в себя игрушки и корпуса. Бедра обычно изготавливаются методом литья под давлением в процессе производства. Автоклавирование полистирола может сжать и упрочнить материал.

Несколько других сополимеров также используются со стиролом. Акрилонитрил-бутадиен-стирол или АБС-пластик похож на HIPS: сополимер и крилонитрила и с тирола, закаленный с поли b утадиена. Большинство корпусов электроники изготовлены из этой формы полистирола, как и многие канализационные трубы.SAN представляет собой сополимер стирола с акрилонитрилом, а SMA - с малеиновым ангидридом. Стирол может быть сополимеризован с другими мономерами; например, дивинилбензол может быть использован для сшивания полистирольных цепей с получением полимера, используемого в твердофазном пептидном синтезе.

Ориентированный полистирол

Ориентированный полистирол (OPS)

получают путем растягивания экструдированной PS-пленки, улучшая видимость материала, уменьшая мутность и повышая жесткость. Это часто используется в упаковке, где производитель хотел бы, чтобы потребитель увидел прилагаемый продукт.Некоторые преимущества для OPS заключаются в том, что он дешевле в производстве, чем другие прозрачные пластики, такие как PP, PET и HIPS, и менее мутен, чем HIPS или PP. Основным недостатком OPS является то, что он хрупкий. Он легко треснет или порвется.

Утилизация и экологические проблемы

Полистирол легко перерабатывается. Из-за своего легкого веса (особенно, если он вспенен), его неэкономично собирать в первоначальном виде. Однако, если отходы проходят первоначальный процесс уплотнения, материал меняет плотность, как правило, с 30 кг / м 3 до 330 кг / м 3 и становится товаром, пригодным для вторичной переработки, который очень важен для производителей переработанных пластиковых гранул.Как правило, это не принимается в программах утилизации отходов. В Германии полистирол собирается в соответствии с законом об упаковке (Verpackungsverordnung), согласно которому производители должны нести ответственность за переработку или утилизацию любого упаковочного материала, который они продают. В США и многих других странах интерес к переработке полистирола привел к созданию пунктов сбора. Производители больших объемов полистирольных отходов (50 тонн в год и более), которые инвестировали в компакторы EPS, могут продавать уплотненные блоки пластиковым переработчикам.

Влияние на окружающую среду

Выброшенный полистирол не разлагается в течение сотен лет и устойчив к фотолизу. [12] Из-за этой стабильности очень мало отходов, выбрасываемых в современные, высокотехнологичные свалки, разлагается. Поскольку разложение материалов создает потенциально вредные жидкие и газообразные побочные продукты, которые могут загрязнять грунтовые воды и воздух, современные полигоны предназначены для минимизации контакта с воздухом и водой, необходимыми для разложения, тем самым практически исключая разложение отходов. [13]

Пенополистирол является основным компонентом пластикового мусора в океане, где он становится токсичным для морской жизни. Вспененный полистирол дует на ветру и плавает на воде, а также в изобилии на открытом воздухе. Полистирольные пенопласты производятся с использованием вспенивающих агентов, которые образуют пузырьки и расширяют пену. В пенополистироле это, как правило, углеводороды, такие как пентан, которые могут представлять опасность воспламеняемости при производстве или хранении вновь изготовленного материала, но оказывают относительно умеренное воздействие на окружающую среду.Однако экструдированный полистирол обычно получают из гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ-22) [14] , которые оказывают в 1000 раз больший «парниковый эффект» на глобальное потепление по сравнению с диоксидом углерода. [15]

Переработка

Идентификационный код смолы для полистирола

Большинство изделий из полистирола в настоящее время не перерабатываются из-за отсутствия стимула инвестировать средства в необходимые уплотнители и логистические системы. Вспененный лом полистирола может быть легко добавлен в такие продукты, как изоляционные листы EPS и другие материалы EPS для строительства.И многие производители не могут получить достаточно лома из-за вышеупомянутых проблем со сбором. Когда он не используется для производства EPS, пенопласт можно превратить в вешалки для одежды, парковые скамейки, цветочные горшки, игрушки, линейки, корпуса степлеров, контейнеры для рассады, рамы для картин и архитектурную лепку из переработанного ПС. [16]

Восстановленный EPS также используется во многих операциях по литью металла. Растра изготавливается из пенополистирола, который комбинируется с цементом для использования в качестве изоляционной добавки при изготовлении бетонных фундаментов и стен.Американские производители производят изоляционные бетонные формы, изготовленные с использованием примерно 80% переработанного пенополистирола с 1993 года. Однако переработка полистирола не является замкнутой, производя больше полистирола; полистирольные стаканчики и другие упаковочные материалы вместо этого обычно используются в качестве наполнителей в других пластмассах или в других предметах, которые сами не могут быть переработаны и выброшены. [ цитирование необходимо ]

Сжигание

Если полистирол правильно сжигается при высоких температурах, то образуются химические вещества: вода, диоксид углерода, сложная смесь летучих соединений и углеродная сажа. [17] По данным Американского химического совета, когда полистирол сжигается на современных установках, конечный объем составляет 1% от исходного объема; Большая часть полистирола превращается в углекислый газ, водяной пар и тепло. Из-за количества выделяемого тепла он иногда используется в качестве источника энергии для производства пара или электричества. [18]

Когда полистирол сжигали при температурах 800–900 ° C (типичный диапазон современного мусоросжигателя), продукты сгорания состояли из «сложной смеси полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) от алкилбензолов до бензоперилена.Более 90 различных соединений было обнаружено в продуктах сгорания из полистирола. " [19]

При сжигании без достаточного количества кислорода или при более низких температурах (например, у костра или в бытовом камине) полистирол может давать полициклические ароматические углеводороды, технический углерод и оксид углерода, а также мономеры стирола. [17] [20]

Захоронение

Чашки из пенопласта и другие полистирольные продукты можно безопасно похоронить [ цитирование необходимо ] на свалках, так как он так же стабилен, как бетон или кирпич.Не требуется пластиковая пленка для защиты воздуха и подземных вод [ цитирование необходимо ] .

Сокращение

Предпринимаются некоторые усилия, чтобы найти альтернативы пенополистиролу, особенно в ресторанах. Ограничение использования упаковки пищевых продуктов из вспененного полистирола является приоритетом многих экологических организаций, занимающихся твердыми отходами. Тем не менее, Plastics Foodservice Packaging Group считает, что в США менее 1% по весу утилизированных твердых отходов составляет полистирол [ цитирование необходимо ] .Кампания по достижению первого запрета на пенополистирол в пищевой промышленности и производстве напитков в Канаде была начата в Торонто с января 2007 года местной некоммерческой организацией NaturoPack. [21] Портленд, штат Орегон и Сан-Франциско, входят в число примерно ста городов в Соединенных Штатах, в которых в настоящее время действует запрет на использование пенополистирола в ресторанах. Например, в 2007 году рестораны в Окленде, штат Калифорния, должны были перейти на одноразовые контейнеры для пищевых продуктов, которые будут разлагаться при добавлении в пищевой компост. [22]

Хотя полистирол можно рециркулировать на предприятиях по переработке, большая часть полистирола не рециркулируется. EPA (Агентство по охране окружающей среды США) оценивает, что 25 миллиардов чашек полистирола бросают каждый год. Поскольку полистирол разлагается очень медленно - более 500 лет на одну чашку [ цитирование необходимо ] - EPA считает это серьезной экологической проблемой. Несколько «зеленых» лидеров, от Министерства охраны окружающей среды Нидерландов до «Зеленой команды» Starbucks, советуют людям снизить воздействие на окружающую среду, используя многоразовые кофейные чашки. [23]

Отделка

В Соединенных Штатах, правила охраны окружающей среды запрещают использование растворителей на полистироле (который в любом случае растворяет полистирол и удаляет пену из большинства пен).

Некоторые приемлемые отделочные материалы -

  • Краски на водной основе (художники создали картины на полистироле гуашью)
  • Раствор строительного раствора или акрила / цемента, часто используемый в строительной промышленности в качестве погодного покрытия, полностью скрывающего пену после отделки объектов.
  • Вата или другие ткани, используемые в сочетании со сшивателем.

Безопасность

Здоровье

По данным веб-сайта пластиковых продуктов общественного питания:

На основании научных испытаний, проведенных в течение пяти десятилетий, государственные органы безопасности установили, что полистирол безопасен для использования в продуктах общественного питания. Например, полистирол соответствует строгим стандартам Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США и Европейской комиссии / Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов для использования в упаковке для хранения и подачи продуктов питания.Департамент пищевой и экологической гигиены Гонконга недавно рассмотрел вопрос о безопасности подачи различных пищевых продуктов в полистирольных продуктах питания и пришел к тому же выводу, что и FDA США. [24]

В период с 1999 по 2002 год всеобъемлющая проверка потенциальных рисков для здоровья, связанных с воздействием стирола, была проведена группой из 12 международных экспертов, отобранных Гарвардским центром по оценке рисков. Ученые имели опыт в токсикологии, эпидемиологии, медицине, анализе рисков, фармакокинетике и оценке воздействия.

Исследование Гарварда сообщило, что стирол естественным образом присутствует в таких продуктах, как клубника, говядина и специи, и, естественно, производится при переработке таких продуктов, как вино и сыр. В исследовании также были рассмотрены все опубликованные данные о количестве стирола, влияющего на диету вследствие миграции упаковки пищевых продуктов и одноразовых изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, и сделан вывод о том, что у населения нет оснований для беспокойства от воздействия стирола из пищевых продуктов или стирольных материалов. используется в контактах с пищевыми продуктами, таких как упаковка из полистирола и контейнеры для общественного питания. [25]
Было обнаружено, что олигомеры стирола

в полистирольных контейнерах, используемых для упаковки пищевых продуктов, мигрируют в продукты питания. [26] Другое японское исследование, проведенное на мышах дикого типа и AhR-null, показало, что тример стирола, который авторы обнаружили в готовых полистирольных быстрорастворимых продуктах, упакованных в тару, может повышать уровень гормонов щитовидной железы. [27]

Пожарная опасность

Как и другие органические соединения, полистирол легко воспламеняется. Полистирол классифицируется в соответствии с DIN4102 как продукт «B3», что означает легковоспламеняющийся или «легко воспламеняющийся».« [ цитата нужна ] Как следствие, хотя это эффективный изолятор при низких температурах, его использование запрещено на любых открытых установках в строительстве, если материал не является огнестойким. [ цитата нужна ] Он должен быть спрятан за гипсокартоном, листовым металлом или бетоном [необходимо указать ] Вспененные пенополистирольные материалы были случайно воспламенены и вызвали огромные пожары и потери, например, в международном аэропорту Дюссельдорфа, в туннеле Ла-Манш (где полистирол находился внутри вагона, который загорелся), и на атомной электростанции Браунс-Ферри (где пожар пробил огнезащитный состав и достиг пенопласта внизу, внутри противопожарной остановки, которая не была испытана и сертифицирована в соответствии с окончательной установкой). Yanagiba, Yukie et al. (2008). «Тример стирола может повышать уровень гормонов щитовидной железы за счет снижения регуляции целевого гена арилуглеводородного рецептора (AhR) UDP-глюкуронозилтрансферазы» (свободный текст). Перспективы гигиены окружающей среды 116 (6): 740–745. DOI: 10.1289 / ehp.10724. PMC 2430229. PMID 18560529. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=2430229.

Внешние ссылки

,
Все, что вы хотели знать об удивительных свойствах полистирола
Polystyrene Properties

Что такое полистирол? Каковы его свойства и для чего он используется? Давайте разберемся!

Полистирол получают путем полимеризации мономера стирола, который является производным нефти. Если вы посмотрите на химическую структуру полистирола, вы увидите, что он состоит только из атомов углерода и водорода. Таким образом, он классифицируется как углеводород. Теперь, если вы наблюдаете связи в их химической структуре, вы увидите, что атомы углерода связаны друг с другом ковалентными связями.Каждый альтернативный атом углерода в полистирольной цепи имеет присоединенную к нему фенильную группу (название, данное бензольному кольцу). Это углеводород с длинной цепью, и его химическая формула C 8 H 8 ) n . Ниже приводится химическая структура полистирола.

Chemical structure of polystyrene

Хотите написать для нас? Ну, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим...

Давайте работать вместе!

Стирол - это ароматический мономер, коммерчески производимый из нефти. Полистирол представляет собой виниловый полимер, изготовленный из стирольного мономера свободнорадикальной винильной полимеризацией.

Свойства полистирола

Теперь, когда мы увидели структуру полистирола, давайте углубимся в его свойства. Здесь мы узнаем о физических, механических, оптических, тепловых, электрических и химических свойствах полистирола.

Физические свойства

  • Плотность полистирола может варьироваться от 10 кг / м 3 до 50 кг / м 3 .
  • Ненаполненный полистирол является аморфным и имеет стеклообразный, сверкающий вид. Он также известен как кристаллический полистирол.
  • Важным свойством экструдированного полистирола является его плавучесть или способность плавать в воде. Это делает его идеальным выбором для изготовления плавающих досок. Если вы когда-нибудь были в бассейне и заметили разноцветные доски, вы поймете, о чем мы говорим!
  • Вязкость полистирола, как и всех других неньютоновских жидкостей, зависит от скорости сдвига.Это отношение напряжения сдвига к скорости сдвига.

Вот значения физических свойств полистирола общего назначения (GPPS).

Физические свойства
Недвижимость Единица Значение
Удельный вес г / см 3 1,03 до 1,06
Кажущаяся плотность г / см 3 0.От 60 до 0,65
Водопоглощение % от 0,03 до 0,10

Физические свойства полистирола обусловлены наличием слабых ван-дер-ваальсовых сил между цепями полимера. При нагревании силы ослабляются, и цепи скользят друг за другом. По этой причине полистирол обладает высокой эластичностью и размягчается при нагревании выше температуры его стеклования.

Механические свойства

Механические свойства полимера включают его прочность, относительное удлинение, модуль, ударную вязкость и ударную вязкость.Кристаллические формы полимерного полистирола имеют низкую ударную вязкость. Полистирольные полимеры разлагаются под воздействием солнечного света из-за фотоокисления, которое влияет на его механические свойства. В следующей таблице приведены значения механических свойств полистирола общего назначения (GPPS).

Прочность на растяжение Удлинение при растяжении
Механические свойства
Недвижимость Единица Значение
Модуль растяжения или модуль Юнга МПа 3000-3600
МПа 30-60
% 1.От 0 до 5,0
Модуль сдвига МПа 1400
Прочность на изгиб МПа 76
Модуль изгиба МПа 3200

Оптические свойства

GPPS является прозрачным, в то время как ударопрочный полистирол (HIPS), который представляет собой сополимер, образованный путем добавления каучука к полистиролу во время полимеризации, является непрозрачным. Однако HIPS имеет глянец, который измеряется процентом света, отраженного поверхностью полимера.Ниже приведены значения оптических свойств GPPS.

Хотите написать для нас? Ну, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

Оптические свойства
Недвижимость Единица Значение
Показатель преломления - 1.От 58 до 1,59
Пропускная способность % 88 до 90
дымка % от 0,10 до 1,1

Тепловые свойства

Тепловые свойства - это свойства, проявляемые веществом при воздействии тепла. К ним относятся температура теплового искажения, температура стеклования, теплопроводность и т. Д. Полистирол представляет собой жесткий прозрачный термопласт, который присутствует в твердом или стеклообразном состоянии при нормальной температуре.Но при нагревании выше температуры стеклования он превращается в жидкую форму, которая течет и может быть легко использована для формования и экструзии. Он снова становится твердым, когда остывает. Это свойство полистирола используется для отливки его в формы с мелкими деталями. Ниже приведены значения тепловых свойств для GPPS.

Тепловые свойства
Недвижимость Единица Значение
Температура стеклования ° C 100
Удельная теплоемкость Дж / кг-К 1250
Теплопроводность Вт / м-К 0.14
Тепловое расширение (от 20 ° C до 100 ° C) мкм / м-К 120
Температура размягчения Вика ° C 100

Электрические свойства

Электрические свойства - это свойства вещества, которые определяют его реакцию на электрическое поле. Ниже приведены значения этих свойств для GPPS.

Электрические свойства
Недвижимость Единица Значение
Диэлектрическая прочность МВ / м 20
Диэлектрическая постоянная (при 1 МГц) - 2.5
Объемное сопротивление Ом-см > 10 16
Сопротивление дуги с 70

Химические свойства

  • Полистирол химически инертен и не реагирует с большинством веществ.
  • Растворяется в некоторых органических растворителях. Он растворим в растворителях, которые содержат ацетон, таких как большинство аэрозольных аэрозольных красок и цианоакрилатных клеев.
  • Превращение углерод-углеродных двойных связей в менее реакционноспособные одинарные связи в полистироле является основной причиной его химической стабильности. Большая часть химических свойств полистирола обусловлена ​​уникальными свойствами углерода.
  • Он легко воспламеняется и горит оранжево-желтым пламенем, выделяя частицы углерода или сажу, что характерно для всех ароматических углеводородов. Полистирол при полном окислении производит только углекислый газ и водяной пар.

Другие формы полистирола

Ненаполненный полистирол также известен как кристаллический полистирол (PS) или полистирол общего назначения (GPPS). Однако, поскольку кристаллический полистирол является хрупким, к полистиролу добавляют другие полимеры для улучшения его прочности, и в результате образуются сополимеры. Одним из таких сополимеров является ударопрочный полистирол (HIPS), который получают добавлением полибутадиенового каучука к полистиролу во время процесса полимеризации. Бедра более жесткие и имеют большую ударную вязкость, чем незаполненный полистирол.

Существуют разные виды полистирола. Экструдированный полистирол (XPS) является одной из форм полимера, который обладает высокой прочностью на разрыв и хорошей эластичностью. Он широко известен как пенополистирола ™. Другой распространенной формой полистирола является пенополистирол (EPS). И EPS, и XPS сделаны из одинаковых материалов, но между ними есть разница. XPS имеет более высокую плотность по сравнению с EPS из-за отсутствия воздушных каналов между его ячейками. Более высокая плотность делает XPS более жестким и прочным.Кроме того, XPS является водонепроницаемым и является эффективным теплоизолятором.

Использует

Полистирол был впервые произведен в Германии в 1930 году И.Г. Farben. С тех пор он прошел долгий путь, и сегодня он является одним из наиболее широко производимых полимеров в мире, уступая только полиэтилену. Основной причиной этого является тот факт, что это термопласт. Преимущество термопластов состоит в том, что они могут быть превращены в множество полезных продуктов. Кроме того, будучи прозрачным и прозрачным, он позволяет добавлять различные цвета.Эти цвета добавляются в пластик в жидком состоянии. Одним из основных применений полистирола является производство пенополистирола для упаковки объектов для отгрузки. Он также используется для производства одноразовых столовых приборов, тарелок, чашек и т. Д. Медицинское и фармацевтическое оборудование также производится с использованием этого полимера.

На рынке вы найдете полистирол в форме гранул и листов. Экструдированный полистирол обладает теплоизолирующими свойствами и используется при изготовлении обычных предметов домашнего обихода и игрушек.Полистирол не является токсичным продуктом и одобрен FDA для использования в производстве пищевых контейнеров. Однако, как и все другие пластмассы, он не является биоразлагаемым. Тем не менее, он может быть легко переработан.

Recycling Container Full Of Paper

На рынке вы найдете полистирол в форме гранул и листов. Экструдированный полистирол обладает теплоизолирующими свойствами и используется при изготовлении обычных предметов домашнего обихода и игрушек. Полистирол не является токсичным продуктом и одобрен FDA для использования в производстве пищевых контейнеров.Однако, как и все другие пластмассы, он не является биоразлагаемым. Тем не менее, он может быть легко переработан.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *