Где используется полистирол: Полистирол – характеристики, свойства, область применения

Содержание

свойства материала, его характеристики и преимущества

Читая различную информацию о современных строительных материалах, часто приходится сталкиваться со словом полистирол. Применяя новые технологии в процессах производства, из него получают пенопласты. Все эти материалы находят широкое применение во многих сферах жизнедеятельности, поэтому стоит узнать более подробно, что представляет собой полистирол и как он используется, о его свойствах и характеристиках.

Что представляет собой полистирол

Полистирол относится к группе синтетических полимеров класса термопластов, продукт получают в промышленности полимеризацией стирола. Полистирол — твердое и бесцветное стеклоподобное вещество, которое пропускает до 90% лучей видимого спектра, его плотность 1,05г/м3 , имеет регулярную цепь строения.

Полимер обладает слабой полярностью, имея высокие диэлектрические свойства, они мало зависимы от частоты тока и температур. Он растворим в кетонах, ароматических углеводородах, альдегидах и эфирах, но не растворяется в спиртах, очень устойчив к кислотам, щелочам и воде. Полимер легко формируется и окрашивается, легко обрабатывается механическими способами, хорошо склеивается, он обладает высокой влагостойкостью и морозостойкостью, низким водопоглощением. В производстве его получают 3 способами:

  1. Эмульсионный
  2. Суспензионный
  3. Блочный.

Наиболее устаревший способ получения эмульсионный, поскольку он не нашел своего применения в производстве. Для того чтобы получить полистирол таким методом, необходимо иметь воду, стирол, инициатор полимеризации и эмульгатор, реакция которых происходит при температуре +85 +95оС. Весь процесс заканчивается, когда свободного стирола остается меньше чем 0,5%. Такой метод дает возможность получить полистирол с повышенной молекулярной массой.

Метод суспензионный производится по периодической схеме в реакторах с теплоотводящей рубашкой и мешалкой, применяя эмульсию, стабилизатор и инициатор полимеризации. В ходе процесса температура постепенно повышается до +130оС под давлением. Готовый продукт промывают и сушат. Этот метод также почти не используется, поскольку устарел, но его применяют для получения пенополистирола.

Наиболее эффективным является третий способ, он почти безотходный, поэтому нашел применение в производстве полистирола. Используются две схемы -полной и неполной конвенции для общего назначения полистирола. Полимеризация происходит в среде бензола постадийно, начиная с температуры +80оС постепенно доведя массу до +220оС, пока стирол не превратится в полистирол на 80-90%. Готовый продукт отличается стабильными параметрами и высокой чистотой.

Применение

Выпускается полимер в виде прозрачных гранул, которые имеют цилиндрическую форму. Они перерабатываются методом литься под давлением или экструзии, при температуре +190 +230оС. На основе полистирола базируется огромное количество пластиков, благодаря простоте полимера, его невысокой цене, большому ассортименту марок.

Из полистирола научились изготавливать массу самых необходимых предметов, которые нашли применение в повседневной жизни. Все изделия совершенно безвредны для здоровья людей, в быту они нас постоянно окружают — одноразовая посуда игрушки для детей, упаковка.

В строительстве полистирол нашел очень большое применение, на его основе производятся теплоизоляционные материалы — плиты, сэндвич-панели, несъемная опалубка и др. Также производится и отделочный декоративный материал для облицовки — потолочный багет и плитка декоративная.

В медицинской промышленности полимер также применим, из него производят некоторые части в системах переливания крови, одноразовые инструменты. Вспененный полистирол также актуален для подготовки и очистке сточных вод.

В пищевой промышленности используется упаковочный материал, который также производится из полистирола. Есть и ударопрочный вид полимера, он стал незаменим для бытовой техники, электроники.

Физические свойства полистирола

  1. Плотность — 1050-1080кг/м3
  2. Насыпная плотность гранул — 550-560кг/м3
  3. Усадка линейная в форме — 0,4-0,8%
  4. Нижний предел рабочей температуры — ( -40оС), верхний предел — (+75оС)
  5. Электрическая прочность с частотой 50Гц — 20-23кВ/мм
  6. Удельное электрическое сопротивление поверхностное — 1016Ом, объемное, под напряжением 1 мин — 1017Ом-см, под напряжением 15 мин — 1015Ом-см.
  7. Коэффициент линейного расширения термического — 6х10-5, 7х10-5градус-1
  8. Теплопроводность — 0,093-0,140Вт/м*К
  9. Теплоемкость — 34х103Дж/кг*К
  10. Диэлектрическая проницаемость — 2,49-2, 6
  11. Тангенс угла при диэлектрических потерях с частотой 1МГц составляет — 3-4Х10-4.

Свойства полимера

Полистирол — термопластическая пластмасса в форме плит, может иметь гладкую поверхность или со штампованным рисунком. Полимер белого цвета можно назвать хорошей альтернативой пластику ПВХ, а прозрачный вариант — оргстеклу. Он стал популярным благодаря таким свойствам, как гибкость и легкость в обработке, он обладает также высокой ударопрочностью. Он отлично обрабатывается и формуется, препятствует потере тепла, но главным его достоинством является низкая стоимость.

Его можно также назвать идеальным заменителем стекла, поскольку он прозрачный и легкий в обработке. Он находит применение во внутренней и наружной частях помещений, благодаря своим физическим и химическим свойствам. Прозрачный полимер часто используется для остекления зданий, отлично пропускает свет, но боится прямых солнечных лучей. Со временем УФ приводит к разрушению материала, он желтеет, снижаются его характеристики прочности.

Полистирол стал уже давно применяться, как основа для производства пенопластов и других материалов на их основе, путем нагревания смеси материала с преобразователями. В процессе производства получается вспученный полистирол, а после остывания материал превращается во вспенено застывшую массу жесткой структуры с плотными ячейками, заполненными воздухом. 98% готового материала составляет воздух, а всего 2% приходится на сам полимер.

Такое качество, как низкая теплопроводность сделала вспененный полимер незаменимым материалом в строительных работах. Его стали широко использовать для утепления стен, кровли, пола и потолков в зданиях разного типа. С утеплителем просто работать, его можно порезать обычным острым ножом, легко монтировать, поскольку он имеет незначительный вес. Большинство потребителей оценили материал по достоинству, их привлекает его устойчивость к процессам гниения и образования грибков, стойкость к агрессивной среде, воздействию микроорганизмов.

Но у вспененного полистирола есть и минусы, о которых также нужно сказать — экологическая небезопасность, недолговечность и пожароопасность.

Заключение

Сам полистирол не наносит вреда окружающей среды, но некоторые виды материалов на его основе могут быть опасны для здоровья, он является горючим материалом. В зависимости от свойств и назначения полистирола, установлены марки для общего назначения, поэтому потребитель, пользуясь этими обозначениями, может узнать о характеристиках и применении определенной марки полимера.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

что это за материал, физические свойства, виды

Применение современных утеплителей позволяет не только сохранить оптимальный температурный режим в помещении, но и значительно сэкономить. Например, полистироловые материалы изготавливаются из очень недорогого сырья, по этой причине и розничная стоимость изделий остаётся не слишком высокой. Прежде чем отправиться в магазин за необходимым количеством этого материала либо сделать заказ через интернет, необходимо выяснить для себя: полистирол, что это такое.

Содержание статьи:

Полистирол как утеплить

Полистирол, применение которого должно выполняться с учётом его физических и химических свойств, является очень податливым материалом, монтаж которого не может вызвать какие-либо серьёзные затруднений. Полистирол изделия из него для утепления, чаще всего, представляют собой плиты различной толщины и плотности.

Внимание! Чтобы полностью понять, что такое полистирол, необходимо более подробно изучить его технические характеристики.

Особенности материала и технические характеристики

Полистирол — это материал, который можно получить в результате полимеризации стирола. Конечный продукт представляет собой полимер, довольно хрупкий, но с минимальным коэффициентом теплопроводности. Именно это качество, чаще и используется в строительстве, и, несмотря на небольшую механическую прочность, полистирол используется даже для утепления внешних поверхностей стен. Такое применение стало возможным также благодаря хорошей морозостойкости материала. До минус 40 градусов Цельсия включительно полистирол не утрачивает своих основных физических качеств.

Этот утеплитель обладает минимальным уровнем поглощения влаги, поэтому может использоваться даже для утепления помещений, где имеются открытые резервуары с водой. Растворяется этот материал только в бензине, толуоле и в других органических жидкостях, наличие которых в помещении с полистиролом является нежелательным.

Получение строительного полистирола может быть осуществлено несколькими методами:

  • Эмульсионный.
  • Суспензионный.
  • Блочный.

Первые два способа являются уже устаревшими. Блочный метод полимеризации осуществляется в среде бензола при температуре от 80 до 220 градусов Цельсия.

Плотность строительного полистирола составляет от 10 до 30 кг на 1 кубический метр. Чем выше этот показатель, тем более прочным является материал.

Внимание! При увеличении плотности полистирола его теплоизоляционные свойства уменьшаются, поэтому приходится искать компромиссное решение между коэффициентом теплоизоляции и механической устойчивостью к нагрузкам.

Преимущества использования

Узнав о том, какие у полистирола химические и физические свойства, можно уже полнее судить о преимуществах использования этого материала в строительном деле. Существует большое количество плюсов применения полимеризированного стирола, то есть полистирола. Прежде всего, следует отметить следующие качества этого материала:

  • Низкая теплопроводность.
  • Не гигроскопичен.
  • Не поражается бактериями и грибком.
  • Относительно небольшая цена.

Кроме перечисленных достоинств, этот материал можно легко разрезать обычным канцелярским ножом, что позволяет выполнить работу по утеплению объектов, рационально используя каждый отрезок полистирольного утеплителя.

Технология утепления жилища: в каком виде используется

Полистирол в строительстве может быть использован в различных формах. Для утепления жилища используется наиболее распространённые материалы, изготовленные на основе полимеризированного стирола.

Пенополистирол (EPS)

Пенополистирол или пенопласт представляют собой изделие из газонаполненного полистирола. Для изготовления такого материала используются газы, которые растворяются в кипящей массе полистирола.

Внимание! Если необходимо повысить противопожарные свойства полистирола, то в качестве наполнителя используется углекислый газ.

Пенополистирол может использоваться не только для защиты строений от потери внутреннего тепла, но и в качестве упаковочного материала. Применяется пенопласт и в военной промышленности, где его устанавливают в шлемы в качестве амортизирующего материала. В строительстве кроме основного назначения используется опалубка для заливки бетонной массы, а также лёгкие сорта бетона, например, полистиролбетон.

Полистирол вспененный, свойства которого позволяют легко изменять цвет материала, применяется также для изготовления различных дизайнерских предметов интерьера и при производстве детских игрушек. Более плотные разновидности полимерного стирола применяются для изготовления одноразовой посуды и фляг для воды.

Внимание! Полистирол имеет температуру плавления около +160 градусов Цельсия, при достижении которой выделяются очень токсические вещества, вредные для здоровья человека.

Экструдированный пенополистирол (XPS)

Экструдированный пенополистирол, как и пенопласт, состоит из полистирола, в качестве мономера которого выступает обычный стирол. Разница заключается только в технологии гранулирования. Этот материал получают при смешивании полистирола в условиях высокой температуры и давления, со специальным агентом, который позволяет вспенить полимерную массу. Оканчивается процесс выдавливанием массы из экструдера. В результате получается пористый материал с ячейкой 0,1 — 0,2 мм, плотность которого может достигать 47 кг/м3. Благодаря этому качеству экструдированный полистирол может применяться не только в качестве утепляющего материала, но и при строительстве автомобильных дорог и взлётно-посадочных полос.

Внимание! Наиболее плотные разновидности экструдированного полистирола могут использоваться даже в качестве несущих конструкций при строительстве различных сооружений.

Подготовка поверхности к утеплению

Тщательно изучив полистирол и узнав, что это за материал, можно приступать к утеплению поверхности. Эта работа не представляет особой сложности, но первое, что необходимо сделать для успешной фиксации пенопласта, — это правильно подготовить поверхность.

Прежде всего, следует тщательно очистить плоскость от видимых повреждений. Трещины в бетонных поверхностях необходимо заделать с помощью цементного раствора. При утеплении кровли следует позаботиться о том, чтобы места, где будут размещаться блоки утеплителя, были надёжно защищены от проникновения атмосферных осадков.

Если в процессе инспекции поверхностей, подлежащих утеплению, будут обнаружены признаки жизнедеятельности грызунов, то от непрошенных гостей следует избавиться. Мышиные и крысиные норки следует заделать стекловатой с бетонной смесью.

На что сажают ЭППС плиты

Многие владельцы частных домов и квартир, узнав о том, что их соседи делают из полистирола качественную теплоизоляцию при минимальных финансовых расходах, пытаются самостоятельно выполнить эту работу с использованием подручных материалов и инструментов. Качественно установить такой материал на вертикальную или горизонтальную поверхность можно только с использованием клея, специальных дюбелей-грибков. Также можно сделать каркас, на который впоследствии происходит установка полимера.

Монтаж утеплителя на клей

Монтаж полистирола на клей — это очень простой способ установки материала, но требующий дополнительных расходов на приобретение специального состава с помощью которого и производится сцепление плит с поверхностью. При этом, вид материала не имеет значения. Специальный клей надёжно приклеит пенопласт к бетону, дереву или металлу.

Выполняется эта работа в следующей последовательности:

  1. На ранее подготовленную поверхность наносится специальная грунтовка.
  2. Размешать клей в воде в рекомендованной заводом-изготовителем пропорции.
  3. Нанести клей на плиту в нескольких точках. Обязательно должны быть задействованы участки по углам и в середине пенопласта.
  4. Приложить утеплитель к стене с усилием достаточным для крепления, но таким образом, чтобы не пострадала целостность плиты.

Начинать выкладывать материал рекомендуется с любого нижнего угла.

Монтаж на грибки

Полистирол листовой обладает свойствами, которые позволяют его легко крепить к вертикальной поверхности с помощью клея. Чтобы увеличить прочность крепления утеплитель можно устанавливать на специальные дюбеля. Такой способ монтажа подходит не только для пенопласта. С помощью «грибков» можно устанавливать листовые материалы и из других пластиков, например, поликарбоната или поливинилхлорида. Монтаж плит утеплителя на дюбеля осуществляется в такой последовательности:

  • Перфоратором делают в стене отверстия. Сверло необходимо использовать по бетону. Диаметр рабочего элемента должен соответствовать ширине дюбеля, а длина — больше на 10 мм.
  • В отверстие устанавливается распорный элемент.
  • К стене приставляется лист утеплителя и производится установка дюбелей-грибков.

Таким же образом можно устанавливать полистирол на потолок или любую поверхность, находящуюся под значительным углом. Широкая «шляпка» надёжно будет удерживать пенопластовый лист на любой поверхности.

Монтаж утеплителя на каркас

Монтаж утеплителя на каркас подходит в том случае, когда внешний вид стены требует проведения слишком большого объёма работ по выравниванию. Установка обрешётки позволит выглядеть поверхности идеально ровно. Перед установкой обрешётки также рекомендуется произвести краткий осмотр стены. Если общее состояние поверхности находится в удовлетворительном состоянии, то проведение подготовительных работ не требуется. В противном случае, прежде чем установить пластмассу, потребуется заделать бетонным раствором щели и трещины. На деревянной прокладке будет держаться не только утеплитель, но и облицовочный материал, поэтому следует выбрать для каркаса деревянный брус без видимых повреждений.

Обрешётку к стене крепят с помощью обычных дюбелей. Рекомендуется располагать бруски в вертикальном положении на расстоянии, которое должно равняться стороне полистирольного листа. Когда деревянная основа будет надёжно прикреплена к стене, осуществляют монтаж полистирола. Укладка плит осуществляется между деревянными брусками.

Внимание! Когда утепление стены будет завершено, к обрешётке крепится основной облицовочный материал.

Советы и рекомендации по утеплению полистиролом

Полистирол, основные характеристики которого были подробно изложены выше, важно правильно хранить, транспортировать и укладывать. Также следует учитывать некоторые нюансы при подборе материала и проведении утеплительных работ, например:

  • При утеплении деревянных стен рекомендуется оставлять небольшой зазор между листами полистирола. Это требуется для того, чтобы поверхность из этого материала могла свободно дышать.
  • Крошащийся материал — это признак нарушения технологии производства. При наличии подобного недочёта от покупки следует отказаться.
  • При выборе пенополистирола для утепления стен следует правильно подобрать плотность. Обозначение этого параметра, обычно, наносится на упаковку.

Где используется вспененный полистирол, а также как использовать материал, было подробно рассказано в этой статье. Если работа выполняется впервые, то следует выполнять каждый этап укладки утеплителя очень тщательно, вне зависимости от способа монтажа.

Полистирол — практичный, в ряде случаев незаменимый пластик

Полистирол — материал, получаемый из углеводорода стирола методом полимеризации. Это очень распространенный пластик, широко используемый в строительстве, промышленности и быту.

Свойства полистирола

Полистирол выпускается в виде стеклоподобных гранул. Этот твердый прозрачный (пропускает 90% света) материал отличается невысокой устойчивостью к ударным нагрузкам. Как и стекло, это аморфное вещество, хотя выпускаются модификации с частичной кристаллизацией.

Полистирол — полимер с линейной структурой. Очень устойчив к воде, разбавленным кислотам, щелочам, низшим спиртам, простым эфирам, фенолам. Не устойчив к большинству органических растворителей. Горит коптящим пламенем. Не проводит ток, морозоустойчив — выдерживает температуры до минус 40 градусов Цельсия. При нагревании выше 60 °С начинает терять твердость и прочность. Плохо переносит солнечный свет и ультрафиолетовое излучение, на свету мутнеет, желтеет и стареет. Зато материал стоек к радиационному облучению.

Полистирол не токсичен, в нормальных условиях не выделяет в воздух вредные вещества, поэтому он допускается для контакта с пищевыми продуктами и многими хим. реактивами, так как не вступает с ними в реакцию.

Улучшенный полистирол

Свойства полистирола во многом зависят от способа полимеризации, а также от состава реакционной массы. Смешивая стирол с другими веществами, например, с искусственными каучуками разных марок, получают сополимеры стирола с нужными свойствами. Больше половины пластмассы из полистирола приходится на ударопрочные пластики. Модифицированные полистиролы могут обладать, кроме этого, большей теплостойкостью, химической стойкостью.

Изделия из полистирола и его сополимеров производятся методом литья или экструзии (выдавливания). Пластики легко обрабатывается механическими инструментами, их можно клеить, окрашивать, формовать. К преимуществам следует также отнести простоту вторичной переработки, невысокую стоимость и огромный ассортимент материалов с разными свойствами. В нашем магазине тоже достаточно широкий выбор лабораторной посуды и других товаров из полистирола. В частности, имеются сушилки для химической посуды, шпатели, серологические пипетки и чашки Петри из этого материала.

Применение полистирола

— Благодаря своей безопасности и нетоксичности, полистирол используется для изготовления одноразовой посуды, детских игрушек, бытовых товаров, упаковки. Большинство прозрачных пластмассовых изделий бытового назначения изготавливается из полистирола, например, различные прозрачные пластиковые коробки, упаковки компакт-дисков, школьные линейки и угольники.
—В медицине, биологии, химии, научных исследованиях применяются инструменты, посуда и корпуса приборов из полистирола: одноразовые чашки Петри и пипетки, шпатели и ложки, штативы для пробирок, элементы систем переливания крови и т.д.
—В строительной индустрии — для производства пенопласта, пенополистирола, облицовочных, звукопоглощающих и теплоизолирующих плит, плиток, панелей, несъемной опалубки, сэндвич-панелей.

—В электротехнике из полистирола изготавливают диэлектрические антенны, части бытовых приборов, осветительную арматуру, оптоволоконные кабели, корпуса для изоляции трубопроводов.
—Для нужд водоподготовки и очистки стоков применяют фильтры из вспенивающегося полистирола.
—В военном деле полистирол входит в некоторые виды напалма.
—Используется в производстве модифицированного полистирола.
—Сополимеры стирола находят применение для получения пленок и лаков.

Сферы применения полистирола — блог компании ТИС

14 декабря 2020 г.

Поделиться

Твитнуть

Поделиться

+1


Полистирол по своей сути является аморфным полимером, веществом стеклообразного типа. Есть 2 его модификации, наличие которых объясняется применением разных добавок при изготовлении. Благодаря различным методам обработки возможно получение отличных друг от друга по характеристикам материалов: полистирола и пенополистирола. Подобные характеристики делают готовый листовой либо блочный полистирол пригодным для применения в разных сферах. Производные стирола стали востребованными в строительной, рекламной и светотехнической областях, а также для упаковки продукции.

Разновидности полистирола

Сфера использования определяется в зависимости от того, к какому типу относится полистирол:

  1. общего назначения – ему присуща некоторая ломкость. Благодаря повышенной прозрачности его нередко называют прозрачным. Наличие широкой цветовой палитры и множества фактур делает его популярным в светотехнической, отделочной и рекламной сферах. В упаковочной промышленности он востребован из-за устойчивости к воздействию низких температур и химическим влияниям;
  2. ударопрочный – отличается повышенной эластичностью и гибкостью. Химические и температурные воздействия не способны нарушить его свойства. Производство игрушек, электрических товаров и рекламной техники активно пользуется им ввиду широкой цветовой палитры и наличия различных типов поверхности: глянцевого, матового;
  3. вспененный – представляет собой пористый ячеистый материал, который характеризуется упругостью и легкостью. Востребован в качестве утеплителя благодаря способности изолировать от света, влаги и тепла. Отличается экологичностью и длительностью эксплуатации, ему не страшна биологическая деструкция. Упаковочная промышленность, строительная и отделочная сферы прибегают к его использованию из-за неподверженности влиянию химических соединений и жиров.

Компания «TIS» ориентирована на собственное производство пластмассовых изделий. В этом ей помогает наличие прогрессивного оборудования и участие высококвалифицированных специалистов. Благодаря этому выпускаемая продукция отвечает всем стандартам качества и достойно выдерживает любую конкуренцию.

Где полистирол находит применение

Поскольку материал отличается безопасностью, достойными светопропускающими и прочностными качествами, он предполагает изготовление:

  • канцелярских товаров, упаковки, детских игрушек, одноразовой посуды – отсутствие запаха и вредных для здоровья составляющих позволяет ему контактировать с пищевыми продуктами;
  • потолочных панелей, звукопоглощающих и теплоизоляционных элементов – востребован при обустройстве оранжерей, отделке помещений и изготовлении предметов декора;
  • антенн, кабеля, конденсаторной пленки – для этого он должен быть черного цвета и иметь достойные диэлектрические характеристики;
  • шприцов, систем переливания крови и чашек Петри – этот и прочий медицинский инструментарий выполняется из матового материала;
  • витрин, выставочного оборудования, электрической техники – за основу берется светорассеивающий полистирол.

Такой высокотехнологичный и бюджетный материал, как полистирол, наделен безупречными звуко- и теплоизоляционными качествами. Его экологическая безопасность делает его весьма распространенным в большинстве существующих сфер жизнедеятельности человека. Он практически незаменим, поскольку остальные материалы отличаются или гораздо более высокой стоимостью, или в разы менее эффективными качественными характеристиками. Скорее всего, полистирол еще долго не уступит им свое место на рынке и не утратит свою востребованность.


Поделиться

Твитнуть

Поделиться

+1

Где применяется полистирол

Пластмассы давно стали незаменимыми в жизни человека. Они применяются для изготовления разных предметов. Полистирол считается разновидностью пластика. Свойства позволяют использовать его в различных сферах. Продается он в интернет-магазине https://polygalvostok.ru/polistrol/.

Что это такое

Полистирол – это полимеризованный стирол, химический продукт. Получают его различными способами, у каждого свои плюсы и минусы. В состав материала включены молекулы углерода и водорода, а выполняется он из жидкого стирена, а его создают из нефти, каменного угля.

Полистирол представлен в виде твердого, упругого, бесцветного, прозрачного вещества. Оно может изгибаться, но не ломается. Еще оно известно отличной гигроскопичностью.

Применение

Полистирол из-за своих преимуществ используется во многих сферах:

  • Бытовая. У полимера нет запаха, он может соприкасаться с пищей, и не нужно опасаться за здоровье. Это связано с экологичностью и безопасностью. Материал применяют для создания разных бытовых изделия: одноразовой посуды, упаковки, тары, игрушек, интерьерных предметов, канцелярских товаров.
  • Строительная. Из материала делают сэндвич панели, потолочную плитку, звукопоглощающие детали, клеевую основу. Он часто применяется в строительстве дорог, в создании промышленных объектов.
  • Медицинская. Пластик эффективен в создании медицинского инвентаря, инструментов. Из полистирола делают системы переливания крови, одноразовые инструменты, расходные материалы.
  • Техника. Благодаря диэлектрическим свойствам полистирол используется в изготовлении антенн, кабелей, конденсаторских пленок. Еще он эффективен для создания корпусов бытовой техники, холодильников.
  • Промышленность. В гражданской промышленности с помощью полистирола делают конструкции, агрегаты, турбины, здания. Также этот материал незаменим в военной сфере для изготовления напалма и многих взрывчатых веществ.

Полистирол – технологичный и доступный по цене материал с отличными теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами. Благодаря экологичности его используют в различных сферах. И везде он считается незаменимым.

На сегодняшний день отсутствуют аналоги, которые могли бы стать заменой. Подобные по свойствам материалы обладают худшими характеристиками или стоят дорого. Поэтому полистирол считается востребованным не только в России, но и в других странах.

Полистирол — что это за материал?

|

Пластмасса на сегодня один из самых используемых материалов. Из нее делают все – от одноразовых пакетов до сложных технических устройств. Видов пластмасс при этом много, но одно из лидирующих мест в этом списке занимает полистирол. Его используют как для производства отдельных элементов, так и в качестве основного материала для строительства – блоки полистирола.

Полистирол — что за материал

Полистиролом называют бесцветный, стеклообразный и твердый материал, относящийся к группе синтетических полимеров.

Сам термин «говорящий», он означает, что исходным материалом является стирол (жидкость с очень резким и неприятным запахом), а получен он путем полимеризации. Последнее является одним из способов переработки нефти или природного газа.

Формула полистирола

Химическая формула полистирола выглядит следующим образом:

[-СН2-СН(С6Н5)-]n—

Получение полистирола

Как уже было сказано выше, полистирол получают путем полимеризации стирола.

Существует три основных метода:

  • эмульсионный;
  • суспензионный;
  • блочный.

Эмульсионный метод

Это самый первый способ получения полистирола, который не получил широкого применения и сегодня уже считается устаревшим. Он заключался в полимеризации стирола в специальном водном растворе с добавлением щелочи и нагревании до температур 85-95 градусов.

Предварительно стирол очищали от так называемых ингибиторов – гидрохинона или требул-пироктехина. При нагревании и добавлении специальных инициаторов реакции из исходного вещества получалась порошкообразная смесь, размеры частиц которой не превышали 0,1 миллиметра.

С помощью этого метода полистирол обладал самой большой молекулярной массой, но при этом не был «чистым». Он имел желтоватый оттенок, так как абсолютно все посторонние примеси удалить было невозможно.

Суспензионный метод

Этот метод также считается устаревшим, но его все еще используют – в основном для получения пенополистирола. Весь процесс проходит в специальных реакторах, где исходное вещество нагревается и постоянно перемешивается. Причем, температура обработки стирола здесь гораздо выше – до 130 градусов.

В результате термического воздействия выделяется суспензия, из которой потом путем центрифутирования и получается нужное вещество.

Блочный метод

Это самый современный метод, который широко используется сегодня в промышленности. С его помощью удается получить полистирол высокого качества, со стабильными характеристиками и без посторонних примесей. Плюс, процесс считается почти безотходным, что хорошо с экономической точки зрения.

В качестве исходного материала используют стирол, который помещают в бензоловую среду. Все это прогоняют через систему соединенных между собой реакторов – колонн, где сырье нагревается и перемешивается. П

олимеризация проходит в несколько этапов – сначала термическая обработка идет при 80-100 градусах, а после температуру повышают до 220 градусов.

Полистирол: свойства

Полистирол – это жесткий полимер с высокой степенью оптического пропускания света.

Его основные характеристики:

  • плотность полистирола — 1060 кг/м3;
  • термическая стойкость – до 105 градусов, а температура плавления полистирола 220 градусов;
  • степень полимеризации – 600-2500;
  • усадка при переработке – 0,4-0,8%;
  • устойчивость к температурам – не страшны морозы до -40 градусов и жара до +60 градусов, при других значениях начинает терять исходную форму;
  • растворяется в собственном мономере, сложных эфирах, ароматических углеводородах, ацетоне;
  • не растворяется в алифатических углеводородах, низших спиртах, простых эфирах и фенолах;
  • плохо противостоит ультрафиолетовым лучам – появляются микротрещины и желтизна.

Чтобы улучшить свойства полистирола его частенько смешивают с другими полимерами, подвергают так называемому «сшиванию».

Полистирол: размеры

Полистирол на первичном этапе обработки представляет собой гранулы. Но их после методом литься превращают в единую массу в форме листов. Используют для этого специальные литники полистирола.

Размеры листов могут быть какими угодно, в зависимости от дальнейшего применения.

Стандартными считаются – ширина 600 миллиметров, длина 1200 миллиметров. А вот толщина листов колеблется от 20 до 150 миллиметров.

Полистирол: применение

Полистирол сегодня является одним из самых востребованных полимеров.

Его используют в различных сферах:

  • бытовые нужды – одноразовая посуда, пластмассовые ведра и тазы, кухонные принадлежности и даже игрушки;
  • строительство – производство красок, клеев, утеплителей, несъемной опалубки, сэндвич-панелей, различных декоративных элементов для украшения фасада и внутренних помещений дома, например, плинтус потолочный из полистирола;
  • медицина – производство различного оборудования, например, систем стилизации посуды и инструментов, систем переливания крови и отдельных элементов медицинских инструментов;
  • промышленность – изготовление электроизоляции, волокнистых фильтров, конденсаторов и многочисленных электронных компонентов;
  • сельское хозяйство – производство частей инвентаря и теплиц;
  • упаковка.

Полистирол-утеплитель

В качестве утеплителя полистирол сейчас используется повсеместно. И все благодаря его достоинствам – водонепроницаемости, устойчивости к деформациям, низкой теплопроводности.

Плюс, при специальной обработке он способен выдерживать критические температуры в несколько сотен градусов со знаками «минус» и «плюс».

Еще одно неоспоримое достоинство материла – универсальность. Им можно осуществлять, как утепление полистиролом фасада здания, так и использовать для внутренней отделки.

К этому еще стоит добавить незначительный вес, долговечность и относительно невысокую стоимость. И если сравнивать с другими аналогичными материалами, то на сегодняшний день с учетом всех соотношений ничего лучше пока не придумали.

Вам может быть интересно:


Посмотрите также:

Куда сдать на утилизацию отходы, технику и другие вещи в Вашем городе

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.


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.


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.


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

Полистирол

| химическое соединение | Britannica

полистирол , твердая, жесткая, блестяще прозрачная синтетическая смола, полученная путем полимеризации стирола. Он широко используется в сфере общественного питания в качестве жестких подносов и контейнеров, одноразовой столовой посуды и вспененных чашек, тарелок и мисок. Полистирол также сополимеризуется или смешивается с другими полимерами, что придает твердость и жесткость ряду важных пластмассовых и резиновых изделий.

Стирол получают реакцией этилена с бензолом в присутствии хлорида алюминия с образованием этилбензола.Бензольная группа в этом соединении затем дегидрируется с образованием фенилэтилена или стирола, прозрачного жидкого углеводорода с химической структурой CH 2 = CHC 6 H 5 . Стирол полимеризуется с использованием радикально-радикальных инициаторов, главным образом, в объемных и суспензионных процессах, хотя также используются методы растворения и эмульсии. Структуру полимерного повторяющегося звена можно представить как:

Подробнее по этой теме

основные промышленные полимеры: полистирол (ПС)

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

Присутствие боковых фенильных (C 6 H 5 ) групп является ключом к свойствам полистирола. Твердый полистирол прозрачен благодаря этим большим кольцевым молекулярным группам, которые предотвращают упаковку полимерных цепей в плотные кристаллические структуры. Кроме того, фенильные кольца ограничивают вращение цепей вокруг углерод-углеродных связей, придавая полимеру 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 полимер не нашел коммерческого применения из-за хрупкости и растрескивания (незначительное растрескивание), которые были вызваны примесями, которые привели к сшиванию полимерных цепей. К 1937 году американский химик Роберт Драйсбах и другие сотрудники физической лаборатории Dow Chemical Company получили очищенный мономер стирола путем дегидрирования этилбензола и разработали экспериментальный процесс полимеризации. К 1938 году полистирол производился серийно. Он быстро стал одним из самых важных современных пластиков благодаря низкой стоимости производства больших объемов мономера стирола, простоте формования расплавленного полимера при литье под давлением, а также оптическим и физическим свойствам материала.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Пенополистирол ранее изготавливали с помощью хлорфторуглеродных пенообразователей — класса соединений, запрещенных по экологическим причинам. Теперь вспененный пентаном или углекислым газом, полистирол превращается в изоляционные и упаковочные материалы, а также в пищевые контейнеры, такие как чашки для напитков, картонные коробки для яиц, одноразовые тарелки и подносы. К изделиям из твердого полистирола относятся отлитые под давлением столовые приборы, видеокассеты и аудиокассеты, а также футляры для аудиокассет и компакт-дисков.Многие свежие продукты упаковываются в прозрачные поддоны из полистирола вакуумного формования из-за высокой газопроницаемости и хорошей паропроницаемости материала. Прозрачные окошки во многих почтовых конвертах сделаны из полистирольной пленки. Кодовый номер переработки пластика полистирола — №6. Продукты из переработанного полистирола обычно расплавляют и повторно используют во вспененной изоляции.

Несмотря на свои выгодные свойства, полистирол хрупкий и легковоспламеняющийся; он также размягчается в кипящей воде и без добавления химических стабилизаторов желтеет при длительном пребывании на солнце.Для уменьшения хрупкости и повышения ударной вязкости более половины всего производимого полистирола смешивается с 5-10% бутадиенового каучука. Эта смесь, подходящая для игрушек и деталей бытовой техники, продается как ударопрочный полистирол (HIPS).

Что такое полистирол? | Факты об использовании, преимуществах и безопасности

Ответы на вопросы

Что организации здравоохранения говорят об упаковке из полистирола для пищевых продуктов?

Должностные лица общественного здравоохранения поощряют использование санитарной одноразовой упаковки для пищевых продуктов (такой как полистирол) в соответствующих условиях.Одноразовая упаковка для предприятий общественного питания может помочь уменьшить количество болезней пищевого происхождения в домах, больницах, школах, домах престарелых, кафетериях и ресторанах.

Что регулирующие органы говорят о безопасности упаковки из полистирола для пищевых продуктов?

В США FDA строго регулирует все упаковочные материалы для пищевых продуктов, включая полистирол. FDA на протяжении десятилетий заявляло, что полистирол безопасен для контакта с пищевыми продуктами. Европейская комиссия / Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов и другие регулирующие органы пришли к аналогичным выводам.

Что говорят научные эксперты о безопасности упаковки из полистирола для пищевых продуктов?

С 1999 по 2002 год международная группа экспертов из 12 человек, выбранная Гарвардским центром анализа рисков, провела всесторонний обзор потенциальных рисков для здоровья, связанных с воздействием стирола на рабочем месте и в окружающей среде.

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

Часто ли вещества из упаковки «переходят» в продукты питания?

Вся упаковка — стекло, алюминий, бумага и пластмассы (например, полистирол) — содержат вещества, которые в очень незначительных количествах могут «перемещаться» в продукты питания или напитки. Это одна из причин, по которой FDA регулирует упаковку пищевых продуктов в первую очередь — чтобы быть уверенным в том, что количество веществ, которые могут действительно мигрировать, безопасно.

Данные испытаний, представленные FDA, показали, что миграция стирола из продуктов общественного питания из полистирола незначительна и, как ожидается, будет значительно ниже пределов безопасности, установленных самим FDA — в 10 000 раз меньше допустимого уровня суточного потребления FDA.

Откуда берется стирол?

Стирол естественным образом содержится во многих продуктах питания и напитках. Его химическая структура похожа на коричный альдегид, химический компонент, придающий коричный аромат.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 контактировать со стиролом?

Люди могут контактировать со стиролом из-за небольших количеств, которые могут присутствовать в воздухе (в основном из выхлопных газов автомобилей и сигаретного дыма), а также в пищевых продуктах и ​​упаковке. Стирол естественным образом присутствует во многих продуктах, таких как корица, говядина, кофейные зерна, 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® — зарегистрированная торговая марка компании Dow Chemical Company, которая относится к ее фирменным строительным материалам.

Для чего используется стирол?

Более 70 лет стирол использовался в качестве химического строительного блока для изготовления материалов, используемых в широком спектре готовых потребительских товаров, таких как контейнеры для пищевых продуктов, резиновые шины, изоляция зданий, ковровые покрытия и корпуса лодок, доски для серфинга, жилые дома. кухонные столешницы, ванны и душевые кабины.

В чем разница между стиролом и полистиролом?

Отличие в химии. Стирол — это жидкость, которая может быть химически связана с образованием полистирола, твердого пластика, обладающего различными свойствами. Полистирол используется для изготовления различных потребительских товаров, таких как контейнеры для предприятий общественного питания, прокладки для транспортировки хрупкой электроники и изоляция.

Что такое экструдированный пенополистирол?

Экструдированный пенополистирол (XPS) — это жесткая изоляция, которая также образована из полистирола, но произведена методом экструзии.Этот тип изоляции может значительно снизить энергопотребление здания и помочь контролировать температуру в помещении.

Все, что вам нужно знать о полистироле (ПС)

Полистирол (PS) — это естественно прозрачный термопласт, который доступен как в виде обычного твердого пластика, так и в виде жесткого вспененного материала. Пластик PS обычно используется во множестве потребительских товаров, а также особенно полезен для коммерческой упаковки. Компания Dow Chemical изобрела запатентованный процесс для производства известного продукта из пенополистирола «пенополистирол» в 1941 году.Этот материал вызывает споры среди экологических групп, потому что он медленно разлагается и все чаще встречается в виде мусора на открытом воздухе (особенно в виде пены, плавающей в водных путях и в океане).

Твердая пластиковая форма полистирола обычно используется в медицинских устройствах, таких как пробирки или чашки Петри, или в повседневных предметах, таких как кожух детекторов дыма, футляр, в котором вы покупали свои компакт-диски, и часто в качестве контейнер для таких продуктов, как йогурт или красная «соло» чашка, из которой вы пьете, у задней двери и / или когда вы проигрываете в игре в пивной понг.

Пенопласт из полистирола чаще всего используется в качестве упаковочного материала. Вы, вероятно, распаковали нестандартный пенополистирол, если когда-либо покупали новый телевизор или значительную часть нового оборудования, например пилу Mitre. Точно так же вы, вероятно, знакомы с упаковкой из пенополистирола «арахис», используемой в качестве наполнителя для различных мелких предметов, которые отправляются. Пенополистирол также используется для изготовления контейнеров «с собой» и одноразовой посуды во многих ресторанах.

Каковы характеристики полистирола?

Теперь, когда мы знаем, для чего он используется, давайте рассмотрим некоторые ключевые свойства полистирола.Полистирол обычно (но не всегда) является гомополимером, что означает, что он состоит только из мономера стирола в сочетании с самим собой. В зависимости от типа ПС его можно отнести к «термопластичным» или «термореактивным» материалам. Название связано с тем, как пластик реагирует на тепло. Термопластические материалы становятся полностью жидкими при температуре плавления (210–249 градусов Цельсия в случае полистирола), но они начинают течь при температуре стеклования (100 градусов Цельсия для полистирола).Основным полезным признаком термопластов является то, что их можно нагреть до точки плавления, охладить и снова нагреть без значительного разрушения. Вместо горения термопласты превращаются в жидкие, что позволяет их легко формовать под давлением, а затем перерабатывать. Напротив, термореактивные пластмассы не будут повторно кристаллизоваться после того, как они «затвердеют» в твердой форме.

Напротив, термореактивные пластмассы можно нагреть только один раз (обычно в процессе литья под давлением). Первое нагревание вызывает затвердевание термореактивных материалов (аналогично двухкомпонентной эпоксидной смоле), что приводит к химическим изменениям, которые нельзя отменить.Если вы попытаетесь нагреть термореактивный пластик во второй раз до высокой температуры, он просто сгорит. Эта характеристика делает термореактивные материалы плохими кандидатами на переработку.

Почему полистирол используется так часто?

Полистирол особенно полезен при его применении в качестве пены. Это безудержный лидер в упаковочной промышленности, но он также широко используется в качестве традиционного пластика. В Creative Mechanisms мы использовали полистирол во многих сферах применения в различных отраслях промышленности.В течение многих лет полистирол, или, как его часто называют, просто стирол, использовался в качестве материала для создания прототипов — в основном по тем же причинам, по которым мы сейчас используем АБС. Он недорогой, легко доступный, белого цвета, хорошо склеивает, шлифует, режет и красит. Буква «S» в АБС — это стирол. Многие старшие инженеры и дизайнеры, которые работают в этой отрасли какое-то время, будут просить модель из стирола, когда им нужен быстро разрушаемый прототип. У нас все еще есть много листов стирола в магазине Creative Mechanisms.Мы будем использовать их для изготовления быстрых тестовых моделей, образцов краски, прототипов вакуумной формовки или термоформования, а также больших моделей, которые можно создавать из плоских листов.

Мы также видели, что полистирол используется как своего рода «живой» материал петель (обычно полипропилен лучше всего подходит для живых петель). Существуют прозрачные одноразовые контейнеры из полистирола (например, контейнер для хот-догов от WaWa или ближайший магазин для тех, кто живет за пределами северо-востока), которые функционируют как раскладушка с шарниром посередине.Петля в этом случае немного отличается от вашей традиционной живой петли из полипропилена. Обычно петля PS представляет собой серию изгибов, которые позволяют раскладушке изгибаться и открываться. Независимо от того, технически это петля или нет, она по-прежнему работает очень хорошо и легко подвергается термоформованию.

Какие бывают типы полистирола?

Три основных типа полистирола включают пенополистирол, обычный полистирол и пленку из полистирола. К различным типам пенополистирола относятся пенополистирол (EPS) и экструдированный полистирол (XPS).EPS включает наиболее известные и распространенные типы полистирола, включая пенополистирол и упаковочный арахис. XPS — это пенопласт с более высокой плотностью, обычно используемый в таких областях, как архитектурные модели зданий. Некоторые виды полистирольных пластиков представляют собой сополимеры. Часто гомополимерный полистирол довольно хрупок и может стать более ударопрочным, если его комбинировать с другими материалами (известными в этой форме как сополимерный ударопрочный полистирол или HIPS). Пленку из полистирола также можно формовать под вакуумом и использовать в упаковочных целях.Пленки можно растягивать в ориентированный полистирол (OPS), который дешевле производить (хотя и более хрупкий), чем альтернативы, такие как PP.

Как изготавливается ПС?

Полистирол, как и другие пластики, начинается с перегонки углеводородного топлива на более легкие группы, называемые «фракциями», некоторые из которых объединяются с другими катализаторами для производства пластмасс (в случае полистирола в процессе полимеризации). Более подробно об этом процессе можно прочитать здесь.Пенополистирол производится с использованием «вспенивающих агентов», которые расширяются и заставляют пену образовываться в таком состоянии, что в основном она состоит из захваченного воздуха.

Полистирол (ПС) для разработки прототипов на станках с ЧПУ и 3D-принтерах:

Полистирол доступен в листах, прутках и в различных формах. Это отличный кандидат для процессов субтрактивной обработки на станке с ЧПУ. Цвета обычно ограничиваются прозрачным, белым и черным, хотя могут быть добавлены цвета, и это отличный кандидат для внешней окраски.Мы слышали о фирмах, использующих ударопрочный полистирол (HIPS) в качестве наполнителя для 3D-печати (доступный в форме нитей), хотя мы обычно не используем его сами.

Полистирол (ПС) для литья под давлением:

Полистирол общего назначения (GPPS) и ударопрочный полистирол (HIPS), вероятно, являются наиболее часто используемыми полистиролами PS для литья под давлением. GPPS прозрачный, но хрупкий (представьте себе футляр для компакт-дисков), в то время как HIPS непрозрачный и гораздо менее хрупкий.

PS токсичен?

В целом полистирол нетоксичен и не имеет запаха.Это преобладающий пластик в индустрии упаковки для пищевых продуктов. Хотя это может привести вас к мысли, что это полностью безопасно, в некоторых исследованиях сообщается о «потенциальном воздействии на здоровье пищевой упаковки из пенополистирола, связанной с ее производством, а также с выщелачиванием некоторых из ее химических компонентов в продукты питания и напитки». Примечание. Полистирол легко воспламеняется и, как и другие органические соединения, выделяет углекислый газ и воду при горении.

Каковы недостатки полистирола?

Полистирол очень инертен, что означает, что он не очень хорошо реагирует ни с кислотными, ни с щелочными растворами.Эта характеристика заставляет полистирол долгое время находиться в естественной среде, что представляет опасность для мусора, поскольку материал обычно выбрасывается после чрезвычайно короткого срока полезного использования. Примечание: полистирол растворяется довольно быстро при контакте с хлорированными или другими углеводородными веществами.

Какие свойства у ПС?


Объект

Значение

Техническое наименование

Полистирол (ПС)

Химическая формула

(C8H8) №

Температура расплава

210-249 ° C (410-480 ° F) ***

Типичная температура литья под давлением

38 — 66 ° C (100 — 150 ° F) ***

Температура теплового отклонения (HDT)

95 ° C (284 ° F) при 0.46 МПа (66 фунтов на кв. Дюйм) **

Предел прочности на разрыв

53 МПа (7700 фунтов на кв. Дюйм) ***

Прочность на изгиб

83 МПа (12000 фунтов на кв. Дюйм) ***

Удельный вес

1,04

Коэффициент усадки

0,3 — 0,7% (0,003 — 0,007 дюйма / дюйм) ***

* В стандартном состоянии (при 25 ° C (77 ° F), 100 кПа) ** Исходные данные *** Исходные данные


Каковы различные виды использования полистирола? (с иллюстрациями)

Полистирол — это «полимер стирола.«Полимеры — это большие молекулы, состоящие из соединенных идентичных молекул, а стирол — это бесцветная маслянистая жидкость. Когда полистирол изготавливается, его структура представляет собой твердый прозрачный термопласт, напоминающий жесткую белую пену. Это один из наиболее распространенных типов полимеров. пластик, и его можно найти дома, в офисе, на промышленных объектах и ​​практически в любом другом месте, где вы найдете пластик.Предприятия полагаются на полистирол для различных целей, включая производство, упаковку и строительство.

Пластиковые вилки, футляры для DVD, внешние корпуса компьютеров, модели автомобилей, игрушки, линейки и гребни для волос — все это сделано из твердого полистирола.Он часто используется в пищевой промышленности и используется в качестве одноразовой транспортной системы для хранения горячих и холодных продуктов при желаемой температуре. Одноразовые и многоразовые предметы можно изготавливать из полистирола — он дешевый, но прочный.

Упаковочная промышленность также является поклонником полистирола.Арахис из пенопласта и другие упаковочные материалы из полистирола надежно хранят хрупкие предметы в коробках, а пенополистирол (EPS) является популярным товаром как для частных лиц, так и для предприятий. Электроника, изделия из стекла и химикаты хранятся в безопасности с помощью пенополистирола. Арахис из пенопласта можно разлить в коробки, чтобы в них поместились предметы любой формы, или производители могут легко сформировать пенополистирол, чтобы они точно соответствовали продуктам и обеспечивали максимально безопасную упаковку.

Полистирол также используется в строительстве.Блок из пенополистирола используется как энергоэффективное средство как при строительстве домов, так и при строительстве предприятий. Конструкция из блоков из полистирола рекламируется как обеспечивающая дома равные температуры и меньшее количество сквозняков. Этот тип конструкции также снижает расходы на шум, отопление и охлаждение, а также общее техническое обслуживание. Этот тип блочной конструкции также отличается долговечностью и прочностью. Полистирол используется в сочетании с железобетоном и поэтому является победителем в борьбе с погодными катаклизмами.

В какой бы отрасли ни была отрасль, полистирол, вероятно, проявит себя хоть в какой-то мере.Его долговечность, диапазон твердости и гибкости, а также низкая стоимость делают его популярным материалом для ряда проектов. Как изолятор, защитное устройство и продукт, способный принимать любую форму, его трудно превзойти как универсальный производственный материал, и его, вероятно, в ближайшие годы можно будет найти во многих отраслях промышленности.

Полистирол: плюсы, минусы, химия

Вот вам загадка: какой материал можно найти в продуктовом магазине, под дорогой и в больнице? Сдаться? Ответ — полистирол ! Полистирол есть везде.В состоянии вспененного пенопласта полистирол можно найти в холодильниках, материалах, используемых в дорожном строительстве, а также в упаковке всего, от компьютеров до продуктов питания. Самая распространенная и узнаваемая форма полистирола называется пенополистиролом. В своей компактной форме он используется в качестве материала для изготовления таких вещей, как бутылки, одноразовые столовые приборы, игрушки, автомобильные детали и многие другие предметы, которые мы используем каждый день.

Пустые контейнеры для пищевых продуктов из пенополистирола (Источник: User2547783c_812 через iStockphoto).

Предупреждение о заблуждении

Многие люди называют пенополистирол пенопластом.Однако пенополистирол — это торговая марка.

Итак, что же делает полистирол таким полезным для множества разных целей? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте посмотрим на его химию.

Какова химическая структура полистирола?

Полистирол — это пластик . Как следует из названия, он состоит из множества («поли») стиролов . Стирол представляет собой небольшое органическое соединение с химической формулой C 6 H 5 CH = CH 2 . Стирол также известен как винилбензол.Это потому, что он имеет винильную (-CH = CH 2 ) функциональную группу, присоединенную к бензольному кольцу (C 6 H 6 ).

Формула скелета, молекулярная формула и модель заполнения пространства стирола (Источники: Сандер де Йонг через Wikimedia Commons и Бен Миллс через Wikimedia Commons).

Знаете ли вы?

Стирол назван в честь бальзама Storax, который представляет собой маслянистую смолу, вырабатываемую деревьями сладкой жевательной резинки (Liquidambar styraciflua).

Стирол — прозрачная бесцветная жидкость.При нагревании отдельные молекулы (мономеры) соединяются в длинные цепочки. Длинные цепи повторяющихся мономеров называются полимерами .

Подробные и сокращенные формулы скелета полистирола (Источник: Let’s Talk Science с использованием изображения Yikrazuul с Wikimedia Commons).

Когда много цепей стирола смешиваются, они запутываются и образуют прочную взаимосвязанную сетку. Это пенополистирол. Когда вы были ребенком, вы когда-нибудь играли в игру «Бочка обезьян»? Это хорошая аналогия для полимерных цепей.Каждая обезьяна с двумя крючковатыми руками подобна молекулам стирола. Сами по себе они мало что делают. Но если соединить их руки вместе, они образуют цепь, похожую на полимерную. Затем, если вы бросите их обратно в ствол, они запутаются, и их будет труднее разобрать — точно так же, как полистирол!

Как полимеризуется мономерный стирол с получением полистирола по LSGScience (2:14 мин.).

Каковы свойства полистирола?

Полистирол существует в двух основных формах: в твердом состоянии или в виде вспененного материала.Пенопласт имеет две формы: пенополистирол (EPS) и экструдированный полистирол (XPS). Пенополистирол обычно используется в упаковке. Экструдированный полистирол (XPS) обычно используется в архитектурных моделях.

Знаете ли вы?

Пенополистирол был обнаружен случайно в 1954 году химиком компании Dow Chemical Co. Рэем Макинтайром, когда он пытался найти гибкий электрический изолятор.

Эта химическая структура полистирола придает ему ценные свойства, такие как малый вес и высокая прочность.С ним легко делать вещи, потому что это термопласт . Термопласты полностью станут жидкими, когда достигнут точки плавления. Когда термопласт охлаждается, он снова становится твердым. Это ценное свойство, так как процесс можно повторять несколько раз.

Знаете ли вы?

Температура плавления полистирола составляет от 210 ° C до 249 ° C.

Полистирол известен еще одним свойством, которое одновременно полезно и неудобно.Как и многие другие пластмассы, полистирол очень стабилен . Другими словами, он ненавидит химические реакции. Можно сказать, что он счастлив таким, какой он есть.

Полистирол можно оставить снаружи. Вы можете подвергать его воздействию агрессивных химикатов. Он останется таким же, как в тот день, когда вы его сделали. Как мы увидим, это может быть как хорошо, так и плохо.

Изделия из полистирола можно найти на многих свалках (Источник: luoman через iStockphoto).

Как утилизировать полистирол?

Химическая стабильность — это хорошо при производстве продуктов, которые должны служить долго, например сотовых телефонов, упаковки для пищевых продуктов и медицинских принадлежностей.

Но что насчет тех продуктов, которые нам не нужны, чтобы служить долго? Когда мы закончим с нашими пищевыми контейнерами, шприцами или столовыми приборами из полистирола, что нам с ними делать? Если выбросить их в мусорное ведро, они станут твердыми отходами на свалке. И помните, полистирол не любит химических реакций. Это означает, что эти предметы будут счастливо оставаться на свалке в течение сотен или тысяч лет.

Возможна переработка полистирола. Сначала он отправляется на предприятие по переработке, где сортируется и очищается.Затем полистирол измельчают на мелкие кусочки, а затем подвергают воздействию тепла, в результате чего он плавится и превращается в пасту. Паста прессована и высушена в гранулы или блоки перед отправкой на другое предприятие. Там он превращается в новые продукты.

Знаете ли вы?

Число рециклинга полистирола — 6.

К сожалению, этот процесс дорогостоящий и сложный. Из-за этого переработка полистирола — редкость. В частности, вспененная форма полистирола редко перерабатывается.Сделать это недорого. Кроме того, он настолько легкий, что судоходные компании не считают экономически выгодным отправлять его в центр утилизации. Кроме того, когда полистирол используется для хранения еды или напитков, он часто слишком загрязнен для повторного использования. Это потому, что органические частицы прилипают к пене.

Наиболее распространенные способы утилизации полистирола — закопать или сжечь. Если все сделано правильно, сжигание является эффективным методом утилизации. Единственными побочными продуктами отходов являются углекислый газ, вода и небольшое количество сажи.Это те же отходы, которые образуются в результате сгорания бензина в двигателе автомобиля.

Двуокись углерода также нетоксична и стабильна. Но это также приводит к изменению климата , так что это не то, что мы хотим добавить в нашу атмосферу.

Было много споров о том, как долго полистирол прослужит в окружающей среде, и, по оценкам ученых, он может прослужить от 500 лет до, возможно, даже вечности. Из-за всего этого важно повторно использовать все продукты из полистирола, которые мы можем.Также важно для начала сократить количество используемого полистирола!

Знаете ли вы?

Ежегодно в мире производится более 12,7 млрд кг полистирола. Только американцы выбрасывают около 25 миллиардов стаканов из полистирола ежегодно. Получается 82 чашки на человека!

Подводя итоги …

Итак, что мы знаем о полистироле? Он состоит из длинных цепочек молекул стирола. Эти молекулы стирола переплетены вместе, чтобы получился дешевый, стабильный, нетоксичный и прочный пластик.У полистирола есть много разных применений. Это может быть для нас большим подспорьем во многих отношениях. Но мы должны сократить его использование, использовать повторно или даже переработать. Таким образом, мы поможем предотвратить повреждение или загрязнение окружающей среды.

Как работает переработка полистирола?

Полистирол — одна из самых распространенных форм пластика. Вы видите это в кофейных чашках на вынос и коробках для яиц; это упаковочный материал, используемый для упаковки товаров при транспортировке. Многие называют его пенополистиролом, хотя на самом деле этот термин является торговой маркой жесткого синего утеплителя, производимого Dow Chemical Company.Полистирол — очень универсальный материал, но переработать его не всегда легко.

Термин «полистирол» означает, что пластик получают из стирола, жидкого углеводорода. При нагревании молекулы мономера стирола соединяются в длинные цепи, создавая твердый полимерный материал при охлаждении до комнатной температуры. Этот прозрачный, твердый и хрупкий пластик был разработан на коммерческой основе в Германии в 1930-х годах. Этот материал сегодня используется для изготовления футляров для CD и DVD дисков и пластиковых вилок. В 1941 году ученый компании Dow Рэй Макинтайр изобрел экструдированный пенополистирол (пенополистирол) — легкий водостойкий материал, который впервые был использован для изготовления спасательных плотов.Пенополистирол (EPS) — еще один аналогичный вспененный материал, который нашел еще больше применений.

Поскольку на 95% состоит из воздуха, EPS является отличным изолятором. Вот почему он используется в охладителях пива и домашней изоляции, и почему горячий кофе в чашке из полистирола не обжигает пальцы. Благодаря легкости EPS идеально подходит для создания плавучести спасательных жилетов и плотов. Его легкость и пластичность делают его хорошим упаковочным материалом, обеспечивая амортизацию, но при этом небольшой вес. Кроме того, EPS не вступает в реакцию с другими материалами и устойчив к нагреванию, поэтому он нашел широкое применение в пищевой промышленности в таких вещах, как лотки для мяса и птицы, а также коробки, в которых подаются гамбургеры быстрого приготовления.

Однако некоторые из тех качеств, которые делают полистирол полезным, могут также работать против него, когда дело доходит до вторичной переработки. Его легкость означает, что его сложно собирать из контейнеров с бордюром — он часто уносится ветром, превращаясь в мусор. Потому что он громоздкий, его сложно и дорого перевозить. Многие муниципальные программы утилизации не принимают его (некоторые, например, Лос-Анджелес и Торонто).

Одна из проблем вторичной переработки пластмасс в целом заключается в том, что вы должны собирать материалы одного и того же типа вместе и сортировать их по коду контейнера для материала — числа, которое обычно находится на дне контейнера, что упрощает идентификацию тип пластика в объекте.Некоторые другие пластмассы — например, 1 (используется для бутылок с газировкой и водой), 2 (стиральный порошок и другие емкости) и 4 (пластиковые пакеты) — легче изолировать. Полистирол под номером 6 представляет больше проблем. В то время как бутылки с водой и содовой относительно чисты, когда их выбрасывают, полистирол, используемый для пищевых продуктов, часто смешивают с бумагой, пищевыми отходами и другими видами пластика, такими как соломинка, которую выбрасывают вместе с чашкой из пенополистирола.

Полистирол обычно не может быть переработан на месте, но его необходимо транспортировать на централизованный завод, что увеличивает затраты переработчика и снижает стимул к переработке.Кроме того, переработанный полистирол в большинстве случаев нельзя использовать для продуктов, контактирующих с пищевыми продуктами, из-за проблем со здоровьем, даже если материал обычно стерилизуется в процессе переработки. Переработанный пенополистирол можно использовать вместо этого для создания упаковки или других материалов, но новый пенополистирол всегда необходим для кофейных чашек и тарелок.

Итак, как лучше всего переработать полистирол и почему бактерии когда-нибудь могут сыграть роль в этом процессе? Читай дальше что бы узнать.

Полистиролы — обзор | Темы ScienceDirect

PS (номер CAS.9003-53-6) представляет собой полимер, полученный полимеризацией стирола (№ CAS 100-42-5). В семействе PS есть и другие полимеры, такие как вспениваемый полистирол (EPS), полистирол, модифицированный каучуком или ударопрочный полистирол (HIPS), которые включают другие мономеры, такие как 1,3-бутадиен. Ниже мы рассмотрим только гомополимер ПС. 52 , 53 , 54

USFDA : PS, отвечающий требованиям CFR, раздел 21, часть 177.1640, может использоваться при контакте с пищевыми продуктами. Существует один эффективный FCN, FCN 571, который очищает экструдированную смесь PS и сшитого поливинилпирролидона (номер CAS 9003-39-8) «в качестве осветлителя многократного использования при производстве алкогольных и безалкогольных напитков». 55 Любые добавки должны соответствовать соответствующим нормам CFR, Раздел 21, Части 170–199, и / или соответствующие FCN.

Канада HPFB : Канада не предъявляет особых требований к полимерам, но на веб-сайте HPFB есть раздел, посвященный полимерам полистирола, которые были рассмотрены и присвоен статус LONO.Список можно найти на сайте www.hc-sc.gc.ca/fn-an/legislation/guide-ld/polystyrenes-eng.php. Если полимер не указан на веб-сайте, попросите поставщика получить LONO от HPFB.

Европейский Союз : Стирол указан как мономер в 10/2011 / EC, без SML. Добавки также должны быть перечислены в 10/2011 / EC, а некоторые могут иметь SML. Таким образом, конечное изделие, изготовленное из полимера PS, должно соответствовать требованиям OML и SML для любых добавок.

FSANZ : Соответствует требованиям USFDA или ЕС.

Китай : регулирует PS в соответствии с GB9692-1988. Готовые изделия из полистирола должны соответствовать гигиеническому стандарту GB9689-1988 (готовые изделия из полистирола, используемые в пищевой упаковке).

Япония : Смолы PS (основной полимер плюс добавки) должны быть зарегистрированы в JHOSPA и получен сертификат PL.

Korea MFDS : Регулирует полимеры полистирола в «Корейских стандартах и ​​спецификациях для посуды, тары и упаковки для пищевых продуктов», Раздел IV-1.Синтетический полимер, 1-3 ПС. Кроме того, полимеры PS должны соответствовать Разделу I, Общие стандарты, Разделу II, Общие производственные стандарты, и Разделу III, Спецификации использования.

MERCOSUR : Стирол внесен в список в Резолюции GMC 02/12 без ограничений, поэтому полимеры PS совместимы с пищевыми продуктами. Кроме того, добавки должны быть проверены на предмет их включения в Резолюцию GMC 32/07, а любые красители должны быть указаны в Резолюции GMC 15/10.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.