Полистирол что за материал: ударопрочный, цветной и прозрачный полистирол, характеристики, размеры и производство

Содержание

ударопрочный, цветной и прозрачный полистирол, характеристики, размеры и производство

Полистирол нашёл широкое применение во многих сферах современности. Он достаточно экологичен, обладает термопластичностью, стоит недорого, многообразен по цветовой гамме и формам. В настоящий момент у этого материала нет аналогов, способных его заменить по многим показателям.

Особенности и назначение

Полистирол – листовой материал, получаемый посредством полимеризации винилбензола (стирола), являющего основным углеродом, на базе которого создаётся большая часть полимеров. Листовой полистирол обладает линейной структурой, его легко обрабатывать, но главная его особенность – высокая термопластичность. Это позволяет выпускать продукцию с различной формой, любых видов и марок. Технология производства пластика довольно проста, а по своим свойствам это прочный и практичный материал, отличающийся повышенными ударопрочными характеристиками. Он с успехом заменяет стекло благодаря прозрачности.

Цветовая палитра изделия многогранна, что даёт возможность применять его в интерьерном дизайне. Кроме того, разные виды пластика используются для получения предметов бытового назначения, медицины, строительства. Находится применение в военной и пищевой промышленности. Многие окружающие нас вещи созданы из полистирола, в том числе всевозможные технические устройства, без которых трудно представить современную жизнь.

Виды и характеристики

По своим особенностям и методу изготовления полимер бывает разных видов.

  • Полистирол листовой GPPS (общего назначения).
  • Материал типа VIPS со средней ударопрочностью.
  • Вспененный листовой пластик, маркируемый ВПС и EPS.
  • Изделия, выпущенные посредством экструдера (ЭПС, XPS).
  • Ударопрочный полистирол с повышенными показателями прочности (HIPS).

Наиболее популярен прозрачный материал общего назначения, имеющий высокий уровень устойчивости к деформации и хороший запас прочности, что обусловлено содержанием в его составе каучука.

Его технические свойства:

  • бесцветность;
  • низкое поглощение влаги;
  • высокая диэлектрическая проницаемость;
  • устойчивость к радиационному облучению;
  • твёрдость и жёсткость;
  • хрупкость;
  • подверженность воздействию ультрафиолета.

Такой полистирол устойчив к агрессивной химии (щелочам, кислотам) и воде, но подвержен влиянию солнечных лучей и растворителей.

Ударопрочный пластик более прочный, но имеет почти такие же показатели твёрдости и теплопроводности. Изделия, полученные путём полимеризации экструзионным методом, считаются лучшим материалом для теплоизоляции, а его эксплуатационные качества уникальны.

  • Полимерные листы обладают хорошей влагостойкостью.
  • Спокойно переносят минусовые температуры.
  • Обладают повышенной прочностью.
  • Экологичны по своему составу.
  • Не подвержены воздействию агрессивных сред.
  • Имеют малую теплопроводность и длительный срок службы.
  • Не гниют, не ржавеют и не покрываются плесенью.

Пластиковые листы этого типа поддаются разным способам обработки – полировке и лакированию, фрезеровке, распиливанию, формовке с использованием вакуума и термического воздействия, нанесению цветной печати, металлизации и сверлению.

Единственной обработкой, которую невозможно применить к материалу, является электросварка, поскольку пластик обладает высокими электроизоляционными характеристиками.

Но у экструзионного полистирола есть существенный недостаток – низкий уровень сопротивляемости к воздействию огня. Однако изделие не сгорает, так как материал обладает способностью к самозатуханию. Для разных целей используется прозрачный или белый полимерный пластик. Но он бывает и цветным, что достигается добавлением нужных пигментов во время изготовления либо путём нанесения красящего вещества на уже готовые поверхности. В строительстве часто применяют такие виды изделий:

  • глянцевый полистирол;
  • пластик с зеркальной поверхностью;
  • матовые изделия.

Размеры листового материала различны: длина колеблется от 1000 до 3500 мм, ширина – 1000-2000 мм. Толщина изделий варьируется от 1 до 3 мм. Стоит добавить, что листовой полимер легко перерабатывать, у него доступная цена, а это тоже влияет на конкурентоспособность материала.

Технология производства

Полистирол изготавливается с использованием нескольких технологий.

  • Суспензионный метод. Предусматривает полимеризацию фенилэтилена под давлением при поэтапно нарастающем повышении температуры. В ходе этого процесса вырабатывается суспензия, которую для получения конечного продукта помещают в центрифугу.
    После этого готовый пластик промывают и высушивают. Считается уже устаревшим способом, поэтому его в основном применяют для изготовления сополимеров и пенополистирола.
  • Современная блочная технология создания полистирола. Наиболее актуальный метод, используемый сегодня на большинстве химических предприятий. Его преимущества заключаются в том, что изделия получаются более качественные, а само производство полимера является практически безотходным. Процесс изготовления материала состоит из нескольких стадий, но и здесь тоже предусматривается постепенное наращивание температурных показателей по двум распространённым схемам – неполной и полной конверсии.
  • Реже всего продукт получают с использованием эмульсионного метода. Чтобы изготовить лист полистирола, стирол полимеризуют в растворе щёлочи под воздействием повышенной температуры (86-95 градусов).
    Изделия получаются с большим молекулярным объёмом, поскольку в качестве сырья берётся не только исходный углерод (винилбензол), но также эмульгатор, вода, органические пероксиды, являющиеся активаторами (инициаторами) полимеризации.

Проще говоря, процесс создания материала состоит из этапов: нагревания гранул стирола в экструдере, пенообразования и дальнейшей трансформации сырья в рулонные полотна или листы.

Применение

Благодаря многим положительным эксплуатационным характеристикам и высокому качеству материал активно применяется в следующих областях.

  • В качестве наружной и внутренней декоративной отделки. Из полистирола делают сэндвич-панели, клеи, звукоизоляционные и теплоизоляционные изделия.
    Вспененным видом материала утепляют наружные фасады домов и прочих сооружений.
  • В медицинской области. Из материала изготавливают инструменты, капельницы, шприцы, чашки Петри и другие предметы медицинского инвентаря.
  • Высокая экологичность и безвредность полистирола для здоровья позволяют изготавливать из него бытовые предметы – посуду, упаковочные материалы, письменные принадлежности, детские игрушки, разнообразную тару для хозяйства. А также это идеальный вариант для создания ванн и душевых кабин.
  • Из полимера делают основы для трафаретной печати.
  • Полистирол хорошо рассеивает свет, поэтому для сельского хозяйства выпускают рамы для теплиц и парников, в которых стекло заменяют прозрачным пластиком.
  • Полимер применяется в промышленных и военных целях – из него сооружают технические здания, турбины, оборудование, взрывчатые вещества.
  • Пластиковая тара для пищевой промышленности тоже выполнена из полистирола, к примеру, упаковочные лотки, предназначенные для фасовки молочных или мясных продуктов.
  • В электротехнике материал применяется в качестве плёнок для конденсации в проводах и кабелях, а также для выпуска корпусов бытовой техники – стиральных машин, холодильников и так далее.
  • Кроме того, пластик нашёл применение в сфере рекламы – из него создают вывески, указатели, таблички на дверях магазинов, гостиниц, кафе, государственных заведений.

Полистирол – бюджетный, прочный и лёгкий материал, отличающийся многими положительными свойствами. Но он же является и самым недорогим пластиком, что и объясняет его особую популярность и востребованность.

В следующем видео вас ждет дополнительная информация о плюсах и минусах листового полистирола.

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.

фото и что это такое, его характеристики и сфера применения, преимущества и недостатки

Популярность пенополистирола непрерывно росла с момента его появления в 1928 году и в наше время достигла невероятных высот. Малый вес, низкая теплопроводность, лёгкость применения, доступность, непрерывное совершенствование технологии изготовления стали причиной широкого использования этого достаточно интересного материала в различных отраслях строительства и промышленного производства, а также в быту.

С пенополистиролом или изделиями из него сталкивался, без преувеличения, практически каждый человек. Тем, кто желает утеплить дом своими силами, пожалуй, невозможно рекомендовать другой, столь же доступный и эффективный материал. Поэтому есть потребность поближе познакомиться с этим продуктом, найти ответы на ряд вопросов. Например, что такое «пенополистиролом утеплить помещение».

Немного о технологии изготовления пенополистирола

Этот материал получается в результате нагрева, приводящего к расширению полистирольной массы. Сырьё предварительно насыщается газом. Горячая субстанция, увеличивающаяся в объёме, отлично заполняет форму.

В качестве газообразной компоненты используется природный газ, если нет требований к высокой пожаростойкости. При наличии подобных требований в полистирольную массу добавляется углекислый газ. Кроме того, для получения некоторых сортов пенополистирола, стойких к воздействию огня, применяется пропитка материала особыми составами.

Пенопласт и пенополистирол: братья, но не близнецы

Широко и повсеместно укоренилось мнение, что пенопласт и пенополистирол являются разными названиями одного и того же материала. Хотя они и получены из одного сырья, всё же следует отметить ряд различий между этими продуктами.

Вот они:

  • Плотность пенополистирола, в среднем, в четыре раза превышает плотность пенопласта. Увеличивая в не слишком больших пределах конструктивную массу деталей из пенополистирола, эта повышенная плотность благоприятно сказывается на прочности и грузоподъёмности изделий.
  • Влагоустойчивость и паронепроницаемость изделий из пенополистирола превышает соответствующие показатели пенопласта вследствие структурных различий этих материалов.
  • Пенополистирол визуально выглядит более однородным, пенопласт на изломе имеет гранулируемую структуру.
  • Пенопласт дешевле пенополистирола.

Различия в свойствах этих материалов объясняются технологиями их изготовления.

Пенопласт получают, обрабатывая паром полимерное сырьё. Гранулы увеличиваются в размерах, увеличиваются и микропоры между ними. В результате наблюдается ослабление связи между гранулами. При переламывании пенопласта хорошо наблюдается структура этого материала в виде мозаики гранул.

Пенополистирол более однороден вследствие расплавления гранул и образования равномерной массы.

Фото пенополистирола

Разновидности пенополистирола

  • Экструдированный и экструзионный.
  • Прессовый.
  • Автоклавный.
  • Беспрессовый.
  • Автоклавно-экструзионный.

Экструдированный пенополистирол получают выдавливанием массы на экструдере. Встречаются следующие марки: пеноплэкс, стирэкс,технониколь и другие.

Экструзионный пенополистирол практически неотличим от экструдированного, часто их объединяют в одну группу. Используется для упаковки мясных продуктов в гипермаркетах.

Прессовый пенополистирол подвергается дополнительному прессованию. Но, наряду с повышением прочности, такой метод повышает и цену продукта. В продаже имеются как зарубежные, так и отечественные марки типа ПС.

Автоклавный полистирол встречается редко, получают его путём спекания гранул в автоклаве. Здесь можно отметить такую марку, как Styrofoam.

Беспрессовый пенополистирол, более хрупкий, чем другие его виды, имеет следующую технологию:

  • обезвоживание путём сушки;
  • вспенивание нагретой до 80 градусов смеси;
  • повторная сушка;
  • повторный нагрев;
  • заполнение формы, в которой смесь уплотняется естественным путём в процессе остывания.

Среди марок беспрессового пенополистирола встречаются такие, как ПСБ и EPS.

Данный процесс экономичен с точки зрения расхода изопетана, стоимость продукта меньше.

Характеристики и свойства пенополистирола

Пенополистирол обязан широкой популярности благодаря своим свойствам, а именно:

  • низкая теплопроводность, превратившая этот материал в один из самых идеальных утеплителей;
  • высокая влагостойкость, даже при длительном воздействии влаги структура пенополистирола не деформируется;
  • долговечность, этот материал может прослужить до 60-ти лет с температурными ежегодными колебаниями в пределах от -40 до +40 градусов по шкале Цельсия, некоторые марки работают в более широком температурном диапазоне;
  • биологическая пассивность, то есть грибки и плесень ему не угрожают;
  • экологическая безвредность, то есть пенополистирол не токсичен, а более того, пригоден даже для применения в пищевой промышленности при транспортировке и хранении пищевых продуктов;
  • низкая плотность, что облегчает и ускоряет процесс утепления фасадов зданий в сравнении с технологиями утепления, использующими другие материалы;
  • шумоизолирующие свойства, очень ценное качество с точки зрения жильцов многоквартирного дома;
  • паронепроницаемость, по этому показателю пенополистирол не уступает древесине;
  • устойчивость к контактам со спиртом и эфиром, правда другие растворители опасны для пенополистирола;
  • удовлетворительная механическая прочность.

Дополнительно можно отметить существование огнестойких сортов пенополистирола, имеющих свойства самозатухания и оплавления без распространения очага горения. Температура самовозгорания составляет +490 градусов, что более чем вдвое превышает аналогичный показатель у древесины. При этом тепловыделение при горении пенополистирола в 7 раз меньше, чем при горении древесины, к тому же после четырёх секунд процесс возгорания прекращается, если на материал не воздействует открытое пламя. Хотя, следует признать, что при горении пенополистирола выделяется больше вредных веществ, чем в процессе сгорания древесины.

И несколько добавлений по поводу биологической пассивности. Да, пенополистирол не служит пищей для грибков, мха и плесени. Но колонии этих организмов могут существовать на поверхностях этих материалов, впрочем, не нанося им повреждений. А насчёт грызунов ситуация немного сложнее. Мыши и крысы не питаются пенополистиролом и разрушать его для использования фрагментов этого материала в обустройстве своих гнёзд будут в самом крайнем случае, когда ничего другого рядом нет. И лишь в случае, когда пенополистирольное изделие преграждает грызунам доступ к пище, они будут прогрызать в нём ходы и отверстия. Но это они будут делать и в случае, когда преграда будет из любого другого материала.

Итак, свойства пенополистирола позволяют использовать его для решения множества задач.

Области применения

Строительство

Здесь главная сфера применения – теплоизоляция и утепление. В первую очередь этим материалом утепляют стены, трубы, кровлю, полы, откосы (дверные, оконные).

Промышленность

Транспортное машиностроение. Ранее эти материалы применялись при производстве холодильного оборудования, но в настоящее время там их вытеснили другие компоненты, например, пенополиуретан.

Упаковка и транспортировка

Здесь важно то, что пенополистирол позволяет предохранить хрупкие изделия, амортизируя ударные нагрузки и поглощая энергию инерционных перегрузок. Бытовая техника, стеклянная и лабораторная посуда упаковываются в коробки и обкладываются пенополистирольными прокладками и амортизаторами, используются пенополистирольные ложементы.

Военное дело

Здесь пенополистирол выступает в роли утеплителя и амортизатора в военной технике и средствах индивидуальной защиты.

Прочие области применения

Из пенополистирола изготавливают детские игрушки, макеты различных объектов, декорации и произведения искусства. Используется пенополистирол и в дорожном строительстве.

При этом следует помнить, что сами по себе материалы на пропиленовой основе недостаточно плотны и могут быть подвержены механическим повреждениям.

Недостатки пенополистирола

Нет в мире совершенства, как говорил один из персонажей знаменитой сказки Антуана де Сент-Экзюпери. Так и пенополистирол при всех его достоинствах не лишён и известных недостатков. Впрочем, иногда, благодаря стараниям рекламных кампаний, и достоинства того или иного продукта бывают мнимые.

Примером может служить утверждение некоторых продавцов о значительном превосходстве в теплоизоляционных свойств экструзивного пенополистирола над другими образцами и пенопластом. Но это не так. Пенополистирол в качестве утеплителя превосходит пенопласт лишь по стоимости, его цена намного выше. Разница в теплопроводности между разновидностями пенополистирола крайне незначительна, пенопласту же эти продукты уступают, так как плотность прилегания молекул друг к другу у них выше. Более подходит для утепления пенополистирол с малой плотностью, покрытый армирующей сеткой и грунтовкой для увеличения прочности.

Часто можно слышать: пожаростойкий пенополистирол не только не горюч, но и безвреден для человеческого организма. Здесь нужно отметить следующее: почти любой стройматериал так или иначе горит под воздействием открытого пламени, но пенополистирол в пожаростойком исполнении обладает свойством самозатухания и выделяет намного меньше тепла при горении, чем, например, древесина. Но, хотя этот продукт и называется пожаростойким, остановить пламя он не сможет, лишь снизит его воздействие. При этом входящий в его состав углекислый газ выделится, что и составляет вредную компоненту выделяемых при горении пенополистиролвеществ.

Для повышения огнестойкости пенополистиролы пропитываются специальными веществами — антипиренами. Вот они, как раз, и не являются абсолютно вредными компонентами, несмотря на наличие распространённого мнения о том, что антипирены ядовиты. То есть, опасные для здоровья людей формальдегиды в антипиренах присутствуют, но кроме них, там есть безопасные соли магния, способствующие замедлению процесса горения. К тому же, есть устойчивая тенденция к применению экологически безопасных антипиренов на основе растворов неорганических солей.

Ещё одно ошибочное мнение заключается в утверждении о том, что пенополистирол утепляет помещения. Нет, он, как и любой другой утеплитель, лишь обеспечивает изоляцию, позволяя сберечь тепло. Утеплитель как бы предотвращает бесполезный нагрев огромного окружающего пространства из-за нежелательных утечек тепла из изолируемого объёма.

Бытующее мнение об опасности пенополистирола для здоровья также несостоятельно. Иначе его бы не применяли так широко в жилищном строительстве, пищевой промышленности, транспортировке и упаковке бытовой техники. А проблемные ситуации возникают вследствие покупки дешёвых сортов низкого качества. За безопасность и качество необходимо платить!

Заключение

Изделия из пенополистирола становятся всё разнообразнее и популярнее. Изменяются требования к ним, об этом свидетельствует принятие двух новых стандартов взамен действовавшего более 30-ти лет ГОСТ на плиты из пенополистирола. В этих нормативных актах значительно обновлены, уточнены и детализированы требования, предъявляемые к данной продукции.

Что касается рекомендаций для частных лиц, то тут совет один: если вам надо утеплить дом или хозяйственную постройку без предъявления к ним особых требований, то тут выбор материала зависит от кошелька. Возможно, клиент обойдётся простым пенопластом или минеральной ватой. Но нужно помнить, что если нужны технологичность, качество, безопасность и другие дополнительные требования, то трата дополнительных средств будет вполне оправданной — современный рынок изделий из пенополистирола предлагает широкий ассортимент этих товаров. Поэтому выбрать подходящий продукт с соответствующими свойствами не составит труда.

 

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

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 - Polystyrene - qaz. wiki

Полимер

Полистирол
Имена
Название ИЮПАК

Поли (1-фенилэтен)

Другие названия

Термокол

Идентификаторы
Сокращения PS
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.105.519
Свойства
(C 8 H 8 ) сущ.
Плотность 0,96–1,05 г / см 3
Температура плавления ~ 240 ° C (464 ° F; 513 K) для изотактического полистирола
Точка кипения 430 ° C (806 ° F, 703 K) и деполимеризуется
Нерастворимый
Растворимость Растворим в бензоле, дисульфиде углерода, хлорированных алифатических углеводородах, хлороформе, циклогексаноне, диоксане, этилацетате, этилбензоле, MEK, NMP, THF.
Теплопроводность 0,033 Вт / (м · К) (пена, ρ 0,05 г / см 3 )
1,6; диэлектрическая проницаемость 2,6 (1 кГц - 1 ГГц)
Родственные соединения

Родственные соединения

Стирол (мономер)
Ссылки на инфобоксы
Упаковка из пенополистирола Контейнер для йогурта из полистирола

Полистирол ( ПС ) представляет собой синтетический ароматический углеводородный полимер , сделанный из мономера , известного как стирол . Полистирол бывает твердым или вспененным. Полистирол общего назначения прозрачный, твердый и довольно хрупкий. Это недорогая смола на единицу веса. Это довольно плохой барьер для кислорода и водяного пара и имеет относительно низкую температуру плавления. Полистирол - один из наиболее широко используемых пластиков , объем производства которого составляет несколько миллионов тонн в год. Полистирол может быть естественно прозрачным , но может быть окрашен красителями. Использование включает в себя защитную упаковку (например, упаковку арахиса и футляры для драгоценностей, используемые для хранения оптических дисков, таких как компакт-диски, а иногда и DVD ), контейнеры, крышки, бутылки, подносы, стаканы, одноразовые столовые приборы и изготовление моделей.

Как термопластичный полимер, полистирол находится в твердом (стекловидном) состоянии при комнатной температуре, но течет при нагревании выше примерно 100 ° C, температуры стеклования . При охлаждении он снова становится жестким. Такое температурное поведение используется для экструзии (как в пенополистироле ), а также для формования и вакуумного формования , поскольку его можно отливать в формы с мелкими деталями.

По стандартам ASTM полистирол не считается биоразлагаемым . Он накапливается в виде мусора во внешней среде , особенно вдоль берегов и водных путей, особенно в форме пены, а также в Тихом океане.

История

Полистирол был открыт в 1839 году Эдуард Симона , в аптекаря из Берлина. Из сторакса , смолы восточного дерева сладкой жевательной резинки Liquidambar orientalis , он извлек маслянистое вещество, мономер, который назвал стиролом. Несколько дней спустя Саймон обнаружил, что стирол загустел в желе, которое он назвал оксидом стирола («Стиролоксид»), потому что он предположил окисление. К 1845 году химик из Ямайки Джон Баддл Блит и немецкий химик Август Вильгельм фон Хофманн показали, что такое же превращение стирола происходит в отсутствие кислорода. Они назвали продукт «метастирол»; Анализ показал, что он был химически идентичен стиролоксиду Саймона. В 1866 году Марселлен Бертело правильно определил образование метастирола / стиролоксида из стирола как процесс полимеризации . Примерно 80 лет спустя после тезиса немецкого химика-органика Германа Штаудингера (1881–1965) выяснилось, что нагревание стирола запускает цепную реакцию с образованием макромолекул . Это в конечном итоге привело к тому, что вещество получило свое нынешнее название - полистирол.

Компания IG Farben начала производство полистирола в Людвигсхафене примерно в 1931 году, надеясь, что он станет подходящей заменой литому под давлением цинку во многих сферах применения. Успех был достигнут, когда они разработали корпус реактора, в котором полистирол экструдировали через нагретую трубу и резак, производя полистирол в форме гранул.

Отис Рэй Макинтайр (1918–1996), инженер-химик из Dow Chemical, заново открыл процесс, впервые запатентованный шведским изобретателем Карлом Мунтерсом. По данным Института истории науки, «Dow купила права на метод Мунтерса и начала производить легкий, водостойкий и плавучий материал, который казался идеально подходящим для строительства доков и судов, а также для изоляции домов, офисов и птичников». В 1944 году был запатентован пенополистирол .

До 1949 года инженер-химик Фриц Стастны (1908–1985) разработал предварительно расширенные шарики из полистирола с добавлением алифатических углеводородов, таких как пентан. Эти шарики являются сырьем для формования деталей или экструдирования листов. BASF и Stastny подали заявку на патент, который был выдан в 1949 году. Процесс формования был продемонстрирован на выставке Kunststoff Messe 1952 года в Дюссельдорфе. Продукция получила название Стиропор.

Кристаллическая структура изотактического полистирола была описана Джулио Натта .

В 1954 году Копперс компании в Питтсбурге, штат Пенсильвания , разработанный пенополистирола (EPS) пены под торговой маркой Dylite. В 1960 году Dart Container , крупнейший производитель поролоновых стаканов, отправил свой первый заказ.

Структура

С химической точки зрения полистирол представляет собой длинноцепочечный углеводород, в котором чередующиеся углеродные центры присоединены к фенильным группам (производным бензола ). Химическая формула полистирола (C
8 ЧАС
8 )
п ; он содержит химические элементы углерод и водород .

Свойства материала определяются краткосрочным притяжением Ван-дер-Ваальса между полимерными цепями. Поскольку молекулы состоят из тысяч атомов, совокупная сила притяжения между молекулами велика. При нагревании (или быстрой деформации из-за сочетания вязкоупругих и теплоизоляционных свойств) цепи могут принимать более высокую степень подтверждения и скользить друг мимо друга. Эта межмолекулярная слабость (по сравнению с высокой внутримолекулярной силой из-за углеводородного скелета) придает гибкость и эластичность. Способность системы легко деформироваться выше температуры стеклования позволяет полистиролу (и термопластичным полимерам в целом) легко размягчаться и формоваться при нагревании. Экструдированный полистирол примерно такой же прочный, как нелегированный алюминий, но гораздо более гибкий и менее плотный (1,05 г / см 3 для полистирола против 2,70 г / см 3 для алюминия).

Производство

Полистирол - это аддитивный полимер, который образуется при соединении мономеров стирола ( полимеризация ). При полимеризации углерод-углерод п - связь из винильной группы нарушается , и новый углерод-углерод σ связь образуется, присоединение к углероду другого мономера стирола в цепи. Поскольку при его получении используется только один вид мономера, это гомополимер. Вновь образованная σ-связь прочнее, чем разорванная π-связь, поэтому полистирол трудно деполимеризовать. Около нескольких тысяч мономеров обычно составляют цепочку из полистирола, что дает молекулярную массу 100 000–400 000 г / моль.

Каждый углерод основной цепи имеет тетраэдрическую геометрию , и те атомы углерода, которые имеют присоединенную фенильную группу (бензольное кольцо), являются стереогенными . Если бы скелет был расположен в виде плоской удлиненной зигзагообразной цепи, каждая фенильная группа была бы наклонена вперед или назад по сравнению с плоскостью цепи.

Относительные стереохимические отношения последовательных фенильных групп определяют тактичность , которая влияет на различные физические свойства материала.

Тактичность

В полистироле тактичность описывает степень, в которой фенильная группа равномерно выровнена (расположена с одной стороны) в полимерной цепи. Тактичность сильно влияет на свойства пластика. Стандартный полистирол - атактический. Диастереомер , где все фенильные группы находятся на той же стороне, называется изотактический полистирол, который не производится на коммерческой основе .

Атактический полистирол

Единственная коммерчески важная форма полистирола - атактическая , в которой фенильные группы случайным образом распределены по обеим сторонам полимерной цепи. Такое случайное расположение предотвращает выравнивание цепей с достаточной регулярностью для достижения любой кристалличности . Пластик имеет температуру стеклования T g ~ 90 ° C. Полимеризация инициируется свободными радикалами .

Синдиотактический полистирол

Полимеризация Циглера-Натта может дать упорядоченный синдиотактический полистирол с фенильными группами, расположенными на чередующихся сторонах углеводородной основной цепи. Эта форма является высококристаллической с Т пл (температура плавления) 270 ° C (518 ° F). Синдиотактическая полистирольная смола в настоящее время производится под торговой маркой XAREC корпорацией Idemitsu, которая использует металлоценовый катализатор для реакции полимеризации.

Деградация

Полистирол относительно химически инертен. Несмотря на то, что он водонепроницаем и устойчив к разрушению под действием многих кислот и оснований, он легко подвергается воздействию многих органических растворителей (например, он быстро растворяется при воздействии ацетона ), хлорированных растворителей и ароматических углеводородных растворителей. Из-за своей устойчивости и инертности он используется для изготовления многих предметов торговли. Как и другие органические соединения, полистирол горит с образованием диоксида углерода и водяного пара в дополнение к другим побочным продуктам термического разложения. Полистирол, являясь ароматическим углеводородом , обычно сгорает не полностью, на что указывает сажистое пламя.

Процесс деполимеризации полистирола в его мономер , стирол , называется пиролизом . Это включает использование высокой температуры и давления для разрыва химических связей между каждым соединением стирола. Пиролиз обычно достигает 430 ° C. Высокие затраты энергии на это затрудняют промышленную переработку полистирола обратно в стирольный мономер.

Организмы

Считается, что полистирол не поддается биологическому разложению. Однако некоторые организмы способны разрушать его, хотя и очень медленно.

В 2015 году исследователи обнаружили, что мучные черви , личинки чернотелка Tenebrio molitor , могут перевариваться и питаться здоровой пищей из EPS. Около 100 мучных червей могут потреблять от 34 до 39 миллиграммов этой белой пены в день. Помет мучного червя оказался безопасным для использования в качестве почвы для сельскохозяйственных культур.

В 2016 году также сообщалось, что супергервики ( Zophobas morio ) могут поедать пенополистирол (EPS). Группа старшеклассников из Университета Атенео-де-Манила обнаружила, что по сравнению с личинками Tenebrio molitor, личинки Zophobas morio могут потреблять большее количество EPS в течение более длительных периодов времени.

Бактерия Pseudomonas putida способна превращать стирольное масло в биоразлагаемый пластик PHA . Когда-нибудь это может быть использовано для эффективной утилизации пенополистирола. Стоит отметить, что полистирол должен пройти пиролиз, чтобы превратиться в стирольное масло.

Формы произведены

Полистирол обычно формуют под давлением , формуют в вакууме или экструдируют, в то время как пенополистирол экструдируют или формуют с помощью специального процесса. Также производятся сополимеры полистирола ; они содержат один или несколько других мономеров в дополнение к стиролу. В последние годы также производятся композиты из пенополистирола с целлюлозой и крахмалом. Полистирол используется в некоторых взрывчатых веществах на полимерной связке (PBX).

Листовой или формованный пенополистирол

Чехол для компакт-диска из полистирола общего назначения (GPPS) и ударопрочного полистирола (HIPS) Одноразовая бритва из полистирола

Полистирол (PS) используется для производства одноразовых пластиковых столовых приборов и посуды, футляров для компакт-дисков , корпусов дымовых извещателей , рамок для номерных знаков , комплектов для сборки пластиковых моделей и многих других предметов, где требуется жесткий и экономичный пластик. Методы производства включают термоформование ( вакуумное формование ) и литье под давлением .

Чашки Петри из полистирола и другие лабораторные контейнеры, такие как пробирки и микропланшеты, играют важную роль в биомедицинских исследованиях и науке. Для этих целей изделия почти всегда изготавливают литьем под давлением и часто стерилизуют после формования путем облучения или обработки оксидом этилена . Модификация поверхности после формования, обычно с помощью плазмы , обогащенной кислородом , часто проводится для введения полярных групп. Многие современные биомедицинские исследования основаны на использовании таких продуктов; поэтому они играют решающую роль в фармацевтических исследованиях.

Тонкие листы полистирола используются в конденсаторах из полистирольной пленки, поскольку они образуют очень стабильный диэлектрик , но в значительной степени вышли из употребления в пользу полиэстера .

Пены

Крупный план упаковки из пенополистирола

Пенополистирол на 95-98% состоит из воздуха. Пенополистирол является хорошими теплоизоляционными материалами и поэтому часто используется в качестве строительных изоляционных материалов, например, для изоляции бетонных опалубок и структурных систем панельных домов с изоляцией. Серый пенополистирол с графитом обладает превосходными изоляционными свойствами.

Карл Мунтерс и Джон Гудбранд Тандберг из Швеции получили патент США на пенополистирол в качестве изоляционного продукта в 1935 году (номер патента США 2,023,204).

Пенопласт также обладает хорошими демпфирующими свойствами, поэтому широко используется в упаковке. Торговая марка « Пенополистирол» компании Dow Chemical неофициально используется (в основном в США и Канаде) для всех продуктов из пенополистирола, хотя, строго говоря, его следует использовать только для пенополистирола «экструдированный с закрытыми порами», производимого Dow Chemicals.

Пенопласт также используется для изготовления ненесущих архитектурных конструкций (например, декоративных столбов ).

Пенополистирол (EPS)
Плиты Thermocol из шариков пенополистирола (EPS). Тот, что слева, из упаковочной коробки. Тот, что справа, используется для поделок. Он имеет пробковую бумажную текстуру и используется для декораций сцены, выставочных моделей, а иногда и в качестве дешевой альтернативы стеблям шола ( Aeschynomene aspera ) для художественных работ. Срез блока термоколяски под световым микроскопом ( светлое поле , объектив = 10 ×, окуляр = 15 ×). Большие сферы представляют собой шарики из пенополистирола, которые были сжаты и сплавлены. Яркое отверстие в форме звезды в центре изображения - это воздушный зазор между бусинами, края которого не полностью срослись. Каждая бусина сделана из тонкостенных пузырьков полистирола, наполненных воздухом.

Пенополистирол (EPS) - это жесткий и прочный пенополистирол с закрытыми ячейками с нормальным диапазоном плотности от 11 до 32 кг / м 3 . Обычно он белый и сделан из предварительно вспененного полистирола. Процесс производства пенополистирола обычно начинается с создания мелких шариков из полистирола. Мономеры стирола (и, возможно, другие добавки) суспендированы в воде, где они подвергаются радикальной аддитивной полимеризации. Гранулы полистирола, сформированные с помощью этого механизма, могут иметь средний диаметр около 200 мкм. Затем шарики пропитываются «вспенивающим агентом», материалом, который позволяет шарикам расширяться. Пентан обычно используется в качестве вспенивателя. Гранулы добавляют в реактор с непрерывным перемешиванием вместе с вспенивающим агентом, среди других добавок, и вспенивающий агент просачивается в поры внутри каждой гранулы. Затем шарики расширяются с помощью пара.

EPS используется для пищевых контейнеров , формованных листов для изоляции зданий и упаковочного материала либо в виде твердых блоков, предназначенных для размещения защищаемого предмета, либо в виде неупакованных «арахисов», смягчающих хрупкие предметы внутри коробок. EPS также широко используется в автомобилестроении и безопасности дорожного движения, таких как мотоциклетные шлемы и дорожные ограждения на автомобильных гоночных трассах .

Значительная часть всей продукции из пенополистирола производится методом литья под давлением. Инструменты для пресс-форм обычно изготавливаются из стали (которая может быть закалена и покрыта гальваническим покрытием) и алюминиевых сплавов. Управление пресс-формами осуществляется через разделитель через систему каналов, состоящую из ворот и направляющих. EPS в просторечии называют «пенополистиролом» в Соединенных Штатах и ​​Канаде, неправильно применяемое обобщение бренда экструдированного полистирола Dow Chemical .

EPS в строительстве

Листы пенополистирола обычно упаковываются в виде жестких панелей ( обычно в Европе это размер 100 см x 50 см, обычно в зависимости от предполагаемого типа соединения и методов склеивания, на самом деле это 99,5 см x 49,5 см или 98 см x 48 см; реже - 120 x 60 см; размер 4 на 8 футов (1,2 на 2,4 м) или 2 на 8 футов (0,61 на 2,44 м) в США). Обычная толщина от 10 мм до 500 мм. Многие настройки, добавки и тонкие дополнительные внешние слои с одной или обеих сторон часто добавляются для улучшения различных свойств.

Теплопроводность измеряется в соответствии с EN 12667. Типичные значения находятся в диапазоне от 0,032 до 0,038 Вт / (м⋅К) в зависимости от плотности плиты EPS. Значение 0,038 Вт / (м⋅К) было получено при 15 кг / м 3, тогда как значение 0,032 Вт / (м⋅К) было получено при 40 кг / м 3 в соответствии с техническими данными K-710 от StyroChem Finland. . Добавление наполнителей (графит, алюминий или углерод) недавно позволило теплопроводности пенополистирола достичь примерно 0,030–0,034 Вт / (м⋅К) (всего 0,029 Вт / (м⋅К)), и поэтому имеет серый цвет. / черный цвет, который отличает его от стандартного EPS. Несколько производителей пенополистирола в Великобритании и ЕС произвели различные виды пенополистирола с повышенной термостойкостью для этого продукта.

Сопротивление диффузии водяного пара ( μ ) EPS составляет около 30–70.

ICC-ES ( Служба оценки Международного совета кодексов ) требует, чтобы плиты EPS, используемые в строительстве, соответствовали требованиям ASTM C578. Одно из этих требований состоит в том, чтобы предельный кислородный индекс EPS, измеренный по ASTM D2863, был выше 24 об.%. Типичный EPS имеет кислородный индекс около 18 об.%; таким образом, в стирол или полистирол во время образования EPS добавляется антипирен.

Плиты, содержащие антипирен, при испытании в туннеле с использованием метода испытаний UL 723 или ASTM E84 будут иметь индекс распространения пламени менее 25 и индекс образования дыма менее 450. ICC-ES требует использования 15- минимальный тепловой барьер, когда плиты EPS используются внутри здания.

По данным организации EPS-IA ICF, типичная плотность пенополистирола, используемого для изоляционных бетонных форм ( пенополистиролбетон ), составляет от 1,35 до 1,80 фунта на кубический фут (от 21,6 до 28,8 кг / м 3 ). Это EPS типа II или IX согласно ASTM C578. Блоки или плиты из пенополистирола, используемые в строительстве, обычно режутся с помощью горячей проволоки.

Экструдированный полистирол (XPS)

Экструдированный пенополистирол (XPS) состоит из закрытых ячеек. Он обеспечивает улучшенную шероховатость поверхности, большую жесткость и пониженную теплопроводность. Плотность составляет около 28–45 кг / м 3 .

Экструдированный пенополистирол также используется в ремеслах и модельном строительстве, в частности в архитектурных моделях. Из-за процесса производства экструзией XPS не требует облицовочных материалов для поддержания его тепловых или физических свойств. Таким образом, он является более однородным заменителем гофрированного картона . Теплопроводность колеблется от 0,029 до 0,039 Вт / (м · К) в зависимости от прочности / плотности подшипника, а среднее значение составляет ~ 0,035 Вт / (м · К).

Сопротивление диффузии водяного пара (μ) XPS составляет около 80–250.

Обычно экструдированные пенополистирольные материалы включают:

  • Пенополистирол , также известный как Blue Board, производится Dow Chemical Company.
  • Депрон, тонкий изоляционный лист, также используемый для построения моделей
Водопоглощение пенополистирола

Хотя это пенопласт с закрытыми порами, как пенополистирол, так и экструдированный полистирол не являются полностью водонепроницаемыми или паронепроницаемыми. В пенополистироле есть промежуточные промежутки между расширенными гранулами с закрытыми порами, которые образуют открытую сеть каналов между связанными гранулами, и эта сеть промежутков может заполняться жидкой водой. Если вода замерзнет и превратится в лед, он расширится, и гранулы полистирола могут оторваться от пены. Экструдированный полистирол также проницаем для молекул воды и не может считаться пароизоляцией.

Заболачивание обычно происходит в течение длительного периода в пенополистироле, который постоянно подвергается воздействию высокой влажности или постоянно погружается в воду, например, в крышках гидромассажных ванн, в плавучих доках, в качестве дополнительной плавучести под сиденьями лодок и для поверхностей ниже уровня грунта. изоляция здания постоянно подвергается воздействию грунтовых вод. Обычно для предотвращения насыщения необходим внешний пароизоляционный слой, такой как непроницаемая пластиковая пленка или напыляемое покрытие.

Ориентированный полистирол

Ориентированный полистирол (OPS) получают путем вытягивания экструдированной пленки PS, улучшая видимость материала за счет уменьшения мутности и увеличения жесткости. Это часто используется в упаковке, где производитель хочет, чтобы потребитель увидел заключенный в нее продукт. Некоторые преимущества OPS заключаются в том, что он дешевле в производстве, чем другие прозрачные пластмассы, такие как полипропилен (PP), (PET) и ударопрочный полистирол (HIPS), и он менее мутен, чем HIPS или PP. Основным недостатком OPS является то, что он хрупкий, легко трескается или рвется.

Сополимеры

Обычный ( гомополимерный ) полистирол имеет превосходные характеристики прозрачности, качества поверхности и жесткости. Диапазон его применения дополнительно расширяется за счет сополимеризации и других модификаций ( например, смеси с ПК и синдиотактическим полистиролом). На основе стирола используются несколько сополимеров : Хрупкость гомополимерного полистирола преодолевается за счет модифицированных эластомером сополимеров стирола и бутадиена. Сополимеры стирола и акрилонитрила ( SAN ) более устойчивы к тепловому стрессу, нагреву и химическим веществам, чем гомополимеры, а также прозрачны. Сополимеры, называемые АБС, имеют аналогичные свойства и могут использоваться при низких температурах, но они непрозрачны .

Сополимеры стирола и бутана

Сополимеры стирола и бутана могут быть получены с низким содержанием бутена . Сополимеры стирола и бутана включают PS-I и SBC (см. Ниже), оба сополимера ударопрочные . PS-I получают прививочной сополимеризацией , SBC - анионной блочной сополимеризацией, что делает его прозрачным в случае соответствующего размера блока.

Если сополимер стирола и бутана имеет высокое содержание бутилена, образуется стирол-бутадиеновый каучук (SBR).

Ударная вязкость сополимеров стирола и бутадиена основана на разделении фаз, полистирол и полибутан не растворяются друг в друге (см. Теорию Флори-Хаггинса ). Сополимеризация создает пограничный слой без полного перемешивания. Фракции бутадиена («каучуковая фаза») собираются с образованием частиц, внедренных в матрицу полистирола. Решающим фактором повышения ударной вязкости сополимеров стирола и бутадиена является их более высокая способность поглощать работу при деформации. Без приложения силы каучуковая фаза изначально ведет себя как наполнитель . Под действием растягивающего напряжения образуются трещины (микротрещины), которые распространяются на частицы резины. Затем энергия распространяющейся трещины передается частицам резины на своем пути. Большое количество трещин придает изначально жесткому материалу слоистую структуру. Формирование каждой ламели способствует расходу энергии и, следовательно, увеличению удлинения при разрыве. Гомополимеры полистирола деформируются при приложении силы до тех пор, пока не разрушатся. Сополимеры стирола и бутана на этом этапе не разрушаются, а начинают течь, затвердевают до предела прочности и разрушаются только при гораздо более высоком удлинении.

При высоком содержании полибутадиена действие двух фаз меняется на противоположное. Бутадиен-стирольный каучук ведет себя как эластомер, но его можно обрабатывать как термопласт.

Полистирол ударопрочный (ПС-I)

PS-I ( я MPACT устойчивого р Oly с tyrene ) состоит из непрерывной матрицы из полистирола и фаза каучука диспергируют в нем. Его получают путем полимеризации стирола в присутствии растворенного (в стироле) полибутадиена. Полимеризация происходит одновременно двумя способами:

Частицы полибутадиена (частицы каучука) в ПС-I обычно имеют диаметр 0,5 - 9 мкм. Таким образом, они рассеивают видимый свет, делая PS-I непрозрачным. Материал стабилен (больше не происходит сегрегации фаз), поскольку полибутадиен и полистирол химически связаны . Исторически сложилось так, что PS-I был сначала произведен простым смешиванием (физическим смешиванием, называемым смешиванием) полибутадиена и полистирола. Таким образом получается смесь полимеров , а не сополимер . Однако полисмешанный материал имеет значительно худшие свойства.

Блок-сополимеры стирола и бутадиена

СБС ( ы tyrene- B utadiene- сек tyrene блок - сополимер) производится путем анионной блок - сополимеризации и состоит из трех блоков:

SSSSSSS-SSSSSSS-SSSSSS BBBBBBB-BBBBBBB-BBBBBB SSSSSSS-SSSSSSS-SSSSSS

S представляет на чертеже повторяющееся звено стирола , B - повторяющееся звено бутадиена. Однако средний блок часто состоит не из такого изображенного гомополимера бутана, а из сополимера стирола и бутадиена:

SSSSSS-SSSSSSS-SSSSSS BB S BB S B - S BBBB S B - СС ВВВ S B SSSSSSS-SSSSSSS-SSSSS S

При использовании статистического сополимера в этом месте полимер становится менее восприимчивым к сшиванию и лучше течет в расплаве. Для производства SBS первый стирол гомополимеризуется посредством анионной сополимеризации. Обычно в качестве катализатора используется металлоорганическое соединение, такое как бутиллитий. Затем добавляют бутадиен и после стирола снова его полимеризацию. Катализатор остается активным в течение всего процесса (для чего используемые химические вещества должны быть высокой чистоты). Молекулярно - массовое распределение полимеров является очень низким ( полидисперсностью в диапазоне от 1,05, отдельных цепей имеют , таким образом , очень похожие длины). Длину отдельных блоков можно регулировать соотношением катализатора к мономеру. Размер резиновых секций, в свою очередь, зависит от длины блока. Производство небольших структур (меньше длины волны света) обеспечивает прозрачность. Однако в отличие от ПС-1 блок-сополимер не образует частиц, а имеет пластинчатую структуру.

Бутадиен-стирольный каучук

Бутадиен-стирольный каучук (SBR) производится так же, как и PS-I, путем привитой сополимеризации, но с более низким содержанием стирола. Таким образом, стирол-бутадиеновый каучук состоит из резиновой матрицы с диспергированной в ней фазой полистирола. В отличие от PS-I и SBC, это не термопласт , а эластомер . В каучуковой фазе полистирольная фаза собрана в домены. Это вызывает физическое сшивание на микроскопическом уровне. Когда материал нагревается выше точки стеклования, домены распадаются, сшивание временно приостанавливается, и материал можно обрабатывать как термопласт.

Акрилонитрилбутадиенстирол

Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) - это материал, который прочнее чистого полистирола.

Другие

SMA представляет собой сополимер с малеиновым ангидридом . Стирол можно сополимеризовать с другими мономерами; например, дивинилбензол можно использовать для сшивания цепей полистирола с получением полимера, используемого в твердофазном синтезе пептидов . Стиролакрилонитрильная смола (SAN) имеет большую термостойкость, чем чистый стирол.

Экологические проблемы

Производство

Пенополистирол производится с использованием вспенивателей, которые образуют пузыри и расширяют пену. В пенополистироле это обычно углеводороды, такие как пентан , которые могут представлять опасность воспламенения при производстве или хранении вновь произведенного материала, но оказывают относительно умеренное воздействие на окружающую среду. Экструдированный полистирол обычно изготавливается из гидрофторуглеродов ( HFC-134a ), потенциал глобального потепления которых примерно в 1000–1300 раз выше, чем у двуокиси углерода.

Не поддается биологическому разложению

Отработанный полистирол подвергается биологическому разложению в течение сотен лет и устойчив к фотоокислению .

Мусор

  • Отходы полистирола

  • Прибрежный мусор, включая полистирол

Животные не признают пенополистирол искусственным материалом и даже могут принять его за еду. Пенополистирол дует на ветру и плавает по воде из-за своего низкого удельного веса. Он может иметь серьезные последствия для здоровья птиц или морских животных, которые проглатывают значительные количества. Молодь радужной форели, подвергшаяся воздействию фрагментов полистирола, оказывает токсическое действие, вызывая существенные гистоморфометрические изменения.

Сокращение

Ограничение использования вспененного полистирола для пищевых упаковок на вынос является приоритетной задачей многих экологических организаций, занимающихся твердыми отходами . Были предприняты попытки найти альтернативу полистиролу, особенно пенопласту, в ресторанной обстановке. Первоначальным стимулом было исключить хлорфторуглероды (CFC), которые раньше были компонентом пены.

Соединенные Штаты

В 1987 году Беркли, Калифорния , запретил контейнеры для пищевых продуктов с ХФУ. В следующем году графство Саффолк, штат Нью-Йорк , стало первой юрисдикцией США, запретившей полистирол в целом. Однако судебные иски Общества пластмассовой промышленности не позволили запрету вступить в силу до тех пор, пока, наконец, он не был отложен, когда республиканские и консервативные партии получили большинство в законодательном собрании округа. Тем временем Беркли стал первым городом, который запретил использовать пенопластовые контейнеры для пищевых продуктов. По состоянию на 2006 год около ста населенных пунктов в Соединенных Штатах, включая Портленд, Орегон и Сан-Франциско, имели своего рода запрет на использование пенополистирола в ресторанах. Например, в 2007 году Окленд, штат Калифорния , потребовал от ресторанов перейти на одноразовые контейнеры для пищевых продуктов, которые при добавлении в пищевой компост разлагаются биологически. Сообщается, что в 2013 году Сан-Хосе стал крупнейшим городом страны, в котором запретили контейнеры для пищевых продуктов из пенополистирола. Некоторые общины ввели широкие запреты на полистирол, например во Фрипорте, штат Мэн , который сделал это в 1990 году. В 1988 году в Беркли, штат Калифорния, был принят первый запрет на использование пенополистирола в США.

1 июля 2015 г. Нью-Йорк стал крупнейшим городом США, который попытался запретить продажу, владение и распространение одноразового пенополистирола (первоначальное решение было отменено в апелляционном порядке). В Сан-Франциско надзорные органы одобрили самый строгий запрет на пенополистирол (EPS) в США, который вступил в силу 1 января 2017 года. Департамент окружающей среды города может делать исключения для определенных видов использования, таких как транспортировка лекарств при заданной температуре.

Ассоциация зеленых ресторанов США не разрешает использование пенополистирола в рамках своего стандарта сертификации. Несколько экологических лидеров, от голландского Министерства окружающей среды до Зеленой команды Starbucks , советуют людям уменьшить вред, наносимый окружающей среде, используя многоразовые кофейные чашки.

В марте 2019 года Мэриленд запретил контейнеры для пищевых продуктов из пенополистирола и стал первым штатом в стране, который принял закон о запрете использования пенопласта для пищевых продуктов в законодательном органе штата. Мэн был первым штатом, в котором официально введен запрет на контейнеры для пищевых продуктов из пеноматериала. В мае 2019 года губернатор Мэриленда Хоган позволил запрету пены (Законопроект 109) стать законом без подписи, что сделало Мэриленд вторым штатом, в котором запрет на использование пены для пищевых контейнеров был внесен в списки, но он первым вступил в силу 1 июля. 2020.

В сентябре 2020 года законодательный орган штата Нью-Джерси проголосовал за запрет одноразовых контейнеров для пищевых продуктов и чашек из пенополистирола.

За пределами США

Примерно в 1999 году в Китае были запрещены контейнеры и посуда из пенополистирола на вынос / вынос. Однако соблюдение требований было проблемой, и в 2013 году китайская промышленность пластмасс лоббировала отмену запрета.

В Индии и Тайване также была запрещена посуда из пенополистирола до 2007 года.

Правительство Зимбабве через Агентство по охране окружающей среды (EMA) запретило контейнеры из полистирола (обычно называемые в стране `` кайлит '') в соответствии с нормативным актом 84 2012 года (Пластиковая упаковка и пластиковые бутылки) (поправка) Положения 2012 года (No 1 .)

Город Ванкувер , Канада, объявил о своем плане безотходов 2040 в 2018 году. Город внесет поправки в устав, запрещающие держателям бизнес-лицензий подавать готовую еду в стаканах из пенополистирола и контейнерах на вынос, начиная с 1 июня 2019 года.

В декабре 2020 года на Фиджи был принят закон об охране окружающей среды. В январе 2021 года был запрещен импорт изделий из полистирола.

Переработка отходов

Как правило, полистирол не допускается в программах утилизации отходов у обочины и не разделяется и не перерабатывается там, где это допускается. В Германии полистирол собирают в соответствии с законом об упаковке (Verpackungsverordnung), который требует от производителей нести ответственность за переработку или утилизацию любого упаковочного материала, который они продают.

Большинство изделий из полистирола в настоящее время не перерабатываются из-за отсутствия стимулов для инвестиций в требуемые уплотнители и логистические системы. Из-за невысокой плотности пенополистирола собирать не экономично. Однако, если отходы проходят начальный процесс уплотнения, материал меняет плотность с обычно 30 кг / м 3 до 330 кг / м 3 и становится пригодным для повторного использования товаром, имеющим большую ценность для производителей переработанных пластиковых гранул. Лом вспененного полистирола можно легко добавлять в такие продукты, как изоляционные листы из пенополистирола и другие материалы из пенополистирола для строительства; многие производители не могут получить достаточное количество лома из-за проблем со сбором. Когда он не используется для производства дополнительных материалов из пенополистирола, его можно превратить в такие продукты, как вешалки для одежды, парковые скамейки, цветочные горшки, игрушки, линейки, корпуса степлеров, контейнеры для рассады, рамы для картин и архитектурные формы из переработанного полистирола. По состоянию на 2016 год в Великобритании ежемесячно перерабатывается около 100 тонн пенополистирола.

Переработанный пенополистирол также используется во многих операциях литья металлов. Растра изготавливается из пенополистирола в сочетании с цементом и используется в качестве изоляционного материала при строительстве бетонных фундаментов и стен. Американские производители с 1993 года производят изоляционные бетонные формы, на 80% состоящие из переработанного пенополистирола.

Сжигание

Если полистирол должным образом сжигается при высоких температурах (до 1000 ° C) и в большом количестве воздуха (14 м 3 / кг), образуются химические вещества: вода, диоксид углерода и, возможно, небольшие количества остаточных галогеновых соединений из антипиренов. . Если будет произведено только неполное сжигание, также останется углеродная сажа и сложная смесь летучих соединений. По данным Американского химического совета , когда полистирол сжигается на современных объектах, конечный объем составляет 1% от начального; большая часть полистирола превращается в диоксид углерода, водяной пар и тепло. Из-за количества выделяемого тепла он иногда используется в качестве источника энергии для производства пара или электроэнергии .

При сжигании полистирола при температурах 800–900 ° C (типичный диапазон современных установок для сжигания отходов) продукты горения представляли собой «сложную смесь полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) от алкилбензолов до бензоперилена. Было выделено более 90 различных соединений. обнаружен в отходящих газах из полистирола ». Американское национальное бюро стандартов центра исследований пожаров обнаружило 57 химических побочных продуктов, выделяемых при сгорании пенополистирола (EPS).

Безопасность

Здоровье

Американский совет химической промышленности , ранее известный как Ассоциация производителей химической продукции, пишет:

На основе научных исследований, проведенных в течение пяти десятилетий, государственные органы безопасности определили, 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 управления по безопасности пищевых продуктов для использования в упаковке для хранения и подачи пищевых продуктов. Департамент гигиены пищевых продуктов и окружающей среды Гонконга недавно проверил безопасность подачи различных пищевых продуктов в полистироловых продуктах общественного питания и пришел к такому же выводу, что и FDA США.

С 1999 по 2002 год всесторонний обзор потенциальных рисков для здоровья, связанных с воздействием стирола, был проведен международной группой экспертов из 12 членов, выбранной Гарвардским центром оценки рисков. Ученые обладали опытом в токсикологии, эпидемиологии, медицине, анализе рисков, фармакокинетике и оценке воздействия. Гарвардское исследование показало, что стирол естественным образом присутствует в следовых количествах в таких продуктах, как клубника, говядина и специи, и естественным образом образуется при переработке таких продуктов, как вино и сыр. В исследовании также были рассмотрены все опубликованные данные о количестве стирола, вносимого в рацион из-за миграции упаковки пищевых продуктов и одноразовых изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, и сделан вывод о том, что риск для населения в результате воздействия стирола из пищевых продуктов или продуктов, контактирующих с пищевыми продуктами (например, как упаковка из полистирола и контейнеры для предприятий общественного питания) был на слишком низком уровне, чтобы вызвать побочные эффекты.

Полистирол обычно используется в контейнерах для еды и напитков. Мономер стирола (из которого сделан полистирол) является подозрительным агентом на рак. Стирол «обычно содержится в потребительских товарах в таких низких количествах, что риски незначительны». Полистирол, который используется для контакта с пищевыми продуктами, не должен содержать более 1% (0,5% для жирной пищи) стирола по весу. Было обнаружено, что олигомеры стирола в контейнерах из полистирола, используемых для упаковки пищевых продуктов, мигрируют в пищевые продукты. Другое японское исследование, проведенное на мышах дикого типа и на мышах без AhR, показало, что тример стирола, который авторы обнаружили в готовых продуктах быстрого приготовления из полистирола, упакованных в контейнеры, может повышать уровень гормонов щитовидной железы.

Вопрос о том, можно ли готовить полистирол с едой в микроволновой печи, остается спорным. Некоторые емкости можно безопасно использовать в микроволновой печи, но только если они обозначены соответствующим образом. Некоторые источники предполагают, что следует избегать продуктов, содержащих каротин (витамин А) или растительные масла.

Из-за повсеместного использования полистирола эти серьезные проблемы, связанные со здоровьем, остаются актуальными.

Опасность пожара

Как и другие органические соединения , полистирол легко воспламеняется. Полистирол классифицируется в соответствии с DIN4102 как продукт «B3», что означает «легковоспламеняющийся» или «легко воспламеняемый». Как следствие, хотя это эффективный изолятор при низких температурах, его использование запрещено в любых открытых установках в строительстве, если материал не является огнестойким . Он должен быть скрыт за гипсокартоном , листовым металлом или бетоном. Вспененные полистирольные пластмассовые материалы случайно воспламенились и стали причиной огромных пожаров и человеческих жертв, например, в международном аэропорту Дюссельдорфа и в туннеле под Ла-Маншем (где полистирол находился внутри железнодорожного вагона, который загорелся).

Смотрите также

Рекомендации

Библиография

внешние ссылки

Статьи — Основные свойства и характеристики полистирола

Главная → СТАТЬИ → Основные свойства и характеристики полистирола

 

Полистирол — это термопластическая пластмасса в форме плит с гладкой поверхностью или со штампованным рисунком, изготавливаемая методом экструзии. Полистирол нашел широкое практическое применение, начиная от безопасного застекления до оформления интерьера жилых помещений. Популярность полистирола и разновидность его применения — это следствие очень хороших технических свойств и низкой цены.

Белый полистирол — это экономичная альтернатива пластику ПВХ, а прозрачный — оргстеклу. Популярность материала вызвана высокой ударопрочностью, легкостью обработки и гибкостью. Он прекрасно формуется и обрабатывается. Также полистирол препятствует потере тепла, устойчив к различным химическим веществам, но неустойчив к перепадам температур и влажности. Главное его достоинство — это более низкая, чем у других пластиков стоимость.


1. Свойства и общие характеристики

Идеальный заменитель стекла. Великолепная прозрачность и легкость в использовании. Сырье представляет собой полимер с прекрасными физическими и химическими свойствами, в результате чего получается продукт удобный для использования как внутри, так и снаружи помещения. К тому же полистирол значительно дешевле чем оргстекло.

Гладкий прозрачный полистирол служит альтернативой стеклу, там, где требуется внутреннее остекление помещений. Прозрачный полистирол прекрасно пропускает свет, но воздействие прямых солнечных лучей может вызвать пожелтение, помутнение, снижение прочностных характеристик.

В прозрачном и полупрозрачном (различных оттенков) виде идеально подходит для внутреннего остекления, прекрасно подходит для изготовления декоративных перегородок, душевых кабин, а также для изготовления торгового и выставочного оборудования, может использоваться для изготовления рассеивателей света, а также может применяться для изготовления вывесок. Допускается контакт прозрачного полистирола с пищевыми продуктами.

Фактурный полистирол (колотый лед, пинспот, призма) и цветной полистирол часто используется для изготовления витражей, перегородок, подвесных потолков, светильников, в том числе встроенных. Фактурный полистирол хорошо рассеивает свет, который, отражаясь от многочисленных граней на поверхности, искрится.

Антибликовый полистирол — с односторонней обработкой поверхности, препятствует отражению источников света, предотвращает нежелательные тени, сохраняет натуральные цвета картины.

Во избежание повреждения поверхности листы покрывается защитной пленкой с двух сторон.

Основные преимущества полистирола, по сравнению с силикатным стеклом, в том, что он уменьшает потерю тепла, увеличивают теплоизоляцию, препятствует сквознякам и конденсации влаги, сокращает расходы на обогрев, химически инертен. Белый полистирол отлично формуется, равномерно распределяя толщину стенок готового изделия. В отличие от ПВХ он имеет более жесткую прочную структуру.


2. Основные технические характеристики полистирола

Характеристики Стандарт Ед. изм.
1. Общие:
удельный вес D 1505 г/см³ 1,05
твердость по Роквеллу D-785 M scale 76
2. Оптические:
светопроницаемость 5036 % 93,7
коэффициент преломления 53491 1,59
3. Мехнические:
модуль гибкости 53452 МПа 3200
устойчивость на изгиб 53452 МПа 100
модуль растяжения 53455 МПа 3100
устойчивость на растяжение 53455 МПа 50
устойчивость на удлинение 53455 % 3
4. Термические:
температура размягчения по Вика 53460 °С >98
температура отклонения 53461 °С 86/98
тепловой объем D-2766 Дж/г К 1,8
коэффициент линейного расширения 53752 К-1 х 10-5 8
теплопроводность 52612 Вт/ м К 0,17
температура разложения °С >280
максимальная рабочая температура °С 80
температура формовки °С 130 — 170
5. Ударные:
ударная вязкость при испытании с надрезом (Изод) ISO 180 кДж/м² 10
ударная вязкость при испытании с надрезом (Харп) 53453 кДж/м² 14


3. Применение:

— изготовление вывесок
— изготовление рекламных щитов, штендеров
— изготовление указателей и информационных табличек
— изготовление декорации объемных букв, может служить задней стенкой объемных букв
— изготовление внутреннего остекления помещений
— замена оконных стекол
— отделка внутренняя и наружная
— производство торгового и выставочного оборудования, перегородок
— изготовление душевых кабин
— в оранжереях и теплицах
— изготовление электротехники: защитные экраны для цифровых табло, рассеиватели светильников, декоративные элементы розеток и выключателей
— создание трехмерных объектов методом термоформовки.


4. Обработка материала

1. Обработка края
2. Термоформовка
3. Сварка
4. Склеивание
5. Печать
6. Лакирование
7. Металлизация
8. Флокирование
9. Горячее тиснение
10. Фрезерование
11. Вакуумная формовка


Полистирол достаточно легкий. Обладает хорошими электроизоляционными свойствами, характеризуется небольшими диэлектрическими потерями. Максимальная рекомендуемая температура применения 70 оС. Полистирол можно без труда обрабатывать инструментами и станками для обработки дерева и металла.

1. Обработка края
Для обработки краев используют рубанок, грубый напильник, рашпиль, шабер. Инструмент должен быть хорошо заточен.

2. Термоформовка
Полистирол является идеальным материалом для этого вида обработки и предоставляет огромные возможности для создания трехмерных форм. Объемные буквы, барельефы, сложные объемные фигуры и многое другое может быть выполнено с помощью термо- или вакуумформовки. Простейший инструмент для термообработки — промышленный фен.

Температура обработки: 130-150 оС.
В экстремальных случаях: до 200 оС.

Температура формовки:
— для технических деталей до 75 оС
— для упаковки без нагревания величина усадки: прибл. 0,5%

Коэффициент вытяжки:
— при отрицательной матрице -1:1,25
— при позитивной матрице — 1:2
— время нагрева: в зависимости от источника нагревания. При толщине материала более 2 мм необходимо нагревание с двух сторон.

3. Сварка
Рекомендуется газосварка (горячий воздух) при температуре 260-330 oС, сварка нагревательным элементом (температура 180-260 oС, время нагрева 20-60сек), и особенно ультразвуковая сварка (амплитуда колебаний 35 мм, облучение ультразвуком проводится менее 1 сек).

4. Склеивание
Детали из полистирола легко склеиваются друг с другом и с другими материалами, образуя долговечные и надежные соединения. Очень хорошо подходят для этой цели контактные клеи, водорастворимый клей, клей из неопрена, а также растворяющие или цианакрилатные клеи.

5. Печать
На поверхность полистирола легко наносится и долго держится печать, нанесенная офсетным или трафаретным способом. При этом не требуется предварительной обработки поверхности. При офсетной печати используются краски для «невпитывающих поверхностей». При шелкографической печати в случае применения растворителей следует обратить внимание на рекомендации производителей красок.

6. Лакирование
Поверхность пластика хорошо покрывается совместимыми лаками.

7. Металлизация
Металлизацию полистирола с образованием зеркальной поверхности можно провести при помощи высоковакуумной технологии после соответствующей обработки поверхности.

8. Флокирование
Полистирол хорошо подвергается флокированию (электростатическому нанесению волокон).

9. Горячее тиснение
Производят фольгой для тиснения, которая подходит для термопластиков и имеется в продаже.

10. Фрезерование

11. Вакуумная формовка

 

 

Знание различных типов полистирола и их важность

Полистирол, часто обозначаемый аббревиатурой PS, представляет собой пластик, который при проявлении становится естественно прозрачным. Он используется во всех типах применений, как в качестве твердого материала для использования в более крупных системах, так и в качестве вспененного материала, который может применяться в различных отраслях промышленности. Впервые он стал популярным в 1941 году, когда он был продан как пенополистирол, используемый в повседневных практических целях.

Хотя термопласт наиболее широко известен благодаря разновидности пенопласта, существует несколько различных типов полистирола, которые можно использовать по-разному.Различие между различными типами полистирола важно, потому что существуют разногласия, связанные с использованием материала. Экологические группы считают этот материал проблематичным, потому что он относительно медленно разлагается, а засорение приводит к преобладанию на открытом воздухе. Узнав о различных типах полистирола и о том, как они используются, потребители лучше подготовятся к более осознанным покупкам будущих продуктов из полистирола.

Пенополистирол

Пенополистирол

, пожалуй, самый распространенный тип полистирола, с которым знакомы люди.Существует два основных типа пенополистирола, которые включают пенополистирол и экструдированный полистирол, сокращенно EPS и XPS соответственно. EPS чаще используется в повседневной жизни, например, в стаканах из пенополистирола и в упаковке арахиса, используемого при транспортировке. XPS намного более плотный и прочный, и он используется в более крупных приложениях, таких как архитектурные модели.

Согласно отраслевому альянсу EPS, пенополистирол (EPS) является инновационным строительным материалом, который обеспечивает гибкость конструкции для строителей и структурную целостность многих строительных проектов.С 1950-х годов EPS был признан основным изоляционным материалом, однако за последнее десятилетие быстро появились новые области применения. Теперь пенополистирол - это мощный элемент дизайна и идеальный выбор для проектирования экологичных зданий, предлагающий ощутимые экологические преимущества, которые могут максимизировать энергоэффективность, улучшая качество окружающей среды в помещении и увеличивая долговечность. СИП, или структурные изолированные панели, представляют собой композитный строительный материал. Сердцевина может быть выполнена из пенополистирола или экструдированного пенополистирола.

Полистирол пластик

Этот тип полистирола часто бывает довольно хрупким при разработке, но он обладает высокой ударопрочностью, особенно в сочетании с другими материалами. В результате этот пластик часто используется в защитных целях, обычно в качестве окон и экранов для электронных устройств.

Пленка полистирольная

Наконец, пленка используется в различных упаковочных целях. Пленку из полистирола часто можно формовать в вакууме, растягивать на конкретном продукте и герметизировать, чтобы предотвратить утечку или проникновение воздуха.

Узнать больше

Чтобы получить дополнительную информацию о полистироле или об изоляции, свяжитесь с USI онлайн, чтобы найти ближайший к вам филиал и получить бесплатное ценовое предложение. USI верит в совершенство на каждом этапе процесса и раз за разом гарантирует своевременное выполнение и качество обслуживания.

Полистирол

Полистирол - один из тех полимеров, которые встречаются повсюду. Полистирол - недорогой и твердый пластик, и, наверное, в повседневной жизни чаще встречается только полиэтилен.Внешний корпус компьютера, который вы используете сейчас, вероятно, сделан из полистирола, как и корпуса таких вещей, как фены, телевизоры и кухонные приборы. Из пенопласта делают модели машинок и самолетов, как и многие другие игрушки. Также есть упаковка из пенопласта и изоляция, а также множество литых деталей внутри вашего автомобиля, например, ручки радио.

Из пенополистирола делают стаканы для питья - как из твердого пластика, так и из мягкого пенопласта. Популярная марка пенополистирола носит название Styrofoam TM . Вы бы поверили, что все три чашки сделаны из полистирола ?!

Вот молекула полистирола. Вы можете увидеть это в этой трехмерной модели справа или на диаграмме ниже. Щелкните трехмерное изображение, чтобы увидеть интерактивную версию.

Разница между полистиролом и полиэтиленом заключается в том, что каждое повторяющееся звено в стироле имеет большую боковую группу вместо одной из H. На этой диаграмме маленькая буква «n» означает, что эта группа атомов повторяется снова и снова, образуя большую молекулу полистирола, которую вы видите справа (и ниже).


Что, опять ребята ?!

Цепи полистирола состоят из множества молекул стирола. (Итак, мономером является стирол.) Здесь вы можете увидеть модель и схему мономера стирола. Идите вперед, нажмите на изображение слева и поиграйте с появившейся 3D-моделью! Именно так молекула выглядит в наномасштабе.

Большая часть полистирола, который вы найдете, будет обычным материалом, который используется в коробках для компакт-дисков и пластиковых вилках.Он хрупкий и легко ломается. Но есть и более новые, более прочные, которые можно использовать для специальных работ. Давайте поговорим о некоторых из них.

Полистирол тот же, но другой ....

Появился новый вид полистирола - синдиотактический полистирол . Теперь, чтобы понять, чем он отличается от обычного старого полистирола, мы должны изобразить всю полимерную цепь вытянутой, например:

Однако это не показывает всей картины.Когда мы смотрим на это в 3D, эта большая группа подвесных пятен может торчать к вам (как будто она находится перед экраном компьютера) или с другой стороны (как будто она находится за экраном), примерно так:

В простом (или атактическом ) полистироле нет регулярного порядка, с какой стороны цепочки находятся эти подвесные группы, как и в структуре, показанной выше.

В синдиотактическом полистироле все остальные группы подвесок торчат на вас, а другие - сзади, от вас.(Кстати, синдиотактический звук звучит так: sinn-dee-oh-tack'-tick.)

Здесь вы можете увидеть новый синдиотактический полистирол рядом со старым атактическим полистирол. Опять же, щелкните изображения, чтобы отобразить версии, которые вы можете крутить и поворачивать, увеличивать и уменьшать масштаб, чтобы действительно почувствовать, как выглядят эти два полимера.

Обратите внимание на то, насколько прямой и регулярной является синдиотактическая молекула по сравнению с тем, насколько пышным и «неорганизованным» выглядит обычный полистирол.Новый синдиотактический полистирол является кристаллическим (это просто еще один способ сказать «все упорядочено и организовано»), что делает его более прочным и устойчивым к воздействию тепла и химикатов. Его изготовление стоит дороже, поэтому из него не делают чашки и пластиковые ножи. Ученые считают, что было бы полезно изготавливать медицинское оборудование, потому что его прочная кристаллическая структура позволяет ему противостоять влаге, теплу и чистящим средствам, используемым для его стерилизации.

Давай, бей!

Но есть еще кое-что, что можно сделать со старомодным атактическим полистирол.Хотите увидеть что-нибудь действительно отличное?

Что произойдет, если мы возьмем мономер стирола и добавим в смесь полибутадиеновый каучук? Взгляните на полибутадиен, и вы увидите, что в нем есть двойные связи, которые могут полимеризоваться. В итоге полибутадиен образует привитой сополимер с мономером стирола. Привитой сополимер имеет один вид полимера для основной цепи с растущими из него цепями, которые сделаны из другого типа полимера.В данном случае это полистирольная цепь с растущими из нее цепями полибутадиена.

Эти эластичные цепи, свисающие с основной цепи, делают некоторые хорошие вещи для полистирола. Они поглощают энергию, когда полимер чем-то ударяется. Это делает его более прочным, не таким хрупким и способным выдерживать более сильные удары, не ломаясь, чем обычный полистирол. Этот материал называется ударопрочный полистирол или сокращенно HIPS.

Еще одна вещь, которая происходит при смешивании полистирола и полибутадиена, - это то, что все еще остаются отдельные цепи каждого полимера, которые образуют так называемую полимерную смесь .Но именно цепи из полистирола с прикрепленной резиной придают HIPS хорошие качества.

СБС

Полистирол также входит в состав твердой резины, называемой поли (стирол-бутадиен-стирол) или каучук SBS. Каучук СБС - это термопластичный эластомер. Это означает, что он действует как пластик и резина одновременно.

Этот материал хорош для изделий, изготовленных в формах (например, пластмасс), но при этом должен быть эластичным. Хороший пример - низ кроссовок.Большинство из них - это резина SBS.

Другие полимеры, используемые в качестве пластмасс, включают:

Полистирол

Вперед, бей!

Но есть еще кое-что забавное, что вы можете сделать с помощью старомодной атактики. полистирол. Хотите увидеть что-то действительно отличное?

Что произойдет, если мы возьмем мономер стирола и радикально его полимеризуем, но допустим, мы добавим в смесь немного полибутадиенового каучука. Взгляните на полибутадиен, и вы увидите, что в нем есть двойные связи, которые могут полимеризоваться.В итоге мы получаем сополимеризацию полибутадиена с мономером стирола, чтобы получить тип сополимера, называемый прививкой. сополимер. Это полимер с полимерными цепями, растущими из него, и который представляет собой полимер, отличный от основной цепи. В данном случае это цепь из полистирола, из которой вырастают цепочки полибутадиена.

Эти эластичные цепи, свисающие с основной цепи, делают некоторые хорошие вещи для полистирола. Имейте в виду, что гомополимеры полибутадиена и полистирола не смешиваются.Таким образом, ветви полибутадиена изо всех сил стараются разделиться по фазе и образовать маленькие шарики, как вы видите на рисунке. изображение ниже. Но эти маленькие шарики всегда будут связаны с фазой полистирола. Итак, они воздействуют на этот полистирол. Они действуют, поглощая энергию, когда полимер чем-то ударяется. Они придают полимеру эластичность, которой нет у обычного полистирола. Это делает его более прочным, не таким хрупким и способным выдерживать более сильные удары, не ломаясь, чем обычный полистирол.Этот материал называется ударопрочный полистирол , сокращенно HIPS.

Я открою вам небольшой секрет. Не все цепочки в HIPS разветвлены таким образом. Там также смешано много цепочек простого полистирола и простого полибутадиена. Это делает HIPS тем, что мы называем несмешиваемой смесью полистирола и полибутадиена. Но это привитые молекулы полистирола-полибутадиена. которые заставляют всю систему работать, связывая две фазы (фазу полистирола и фазу полибутадиена) вместе.

HIPS можно смешивать с полимером, называемым поли (фениленоксидом) или PPO. Эта смесь HIPS и PPO производится GE и продается как Норил ТМ .

Другие полимеры, используемые в качестве пластмасс, включают:

Полистирол

Модель выше является изображением модели pdb, которую вы можете просмотреть
, щелкнув здесь, или вы можете просто щелкнуть по самому изображению.
В любом случае, не забудьте закрыть новое окно, которое открывает
с 3D-моделью в нем, когда будете готовы вернуться сюда.


Краткий обзор полистирола нажмите здесь!
Полистирол - недорогой и твердый пластик, и наверное только полиэтилен чаще встречается в вашей повседневной жизни. Внешний корпус компьютер, который вы сейчас используете, вероятно, сделан из полистирола. Модель автомобили и самолеты производятся из полистирола, а также производятся в форма упаковки из пенопласта и изоляции (пенополистирол TM - одна марка пенополистирола). Прозрачный пластиковый питьевой чашки изготовлены из полистирола.Так много формованных части на внутри вашей машины, как ручки радио. Полистирол также используется в игрушки и корпуса таких вещей, как фены, компьютеры и кухонная техника.

Полистирол - это виниловый полимер. Конструктивно это длинная углеводородная цепь с фенильной группой, присоединенной к каждой другой атом углерода. Полистирол получают путем свободнорадикальной виниловой полимеризации из мономер стирол.

Это лучшее представление о том, как выглядит мономерный стирол:

Модель выше является изображением модели pdb, которую вы можете просмотреть
, щелкнув здесь, или вы можете просто щелкнуть по самому изображению.
В любом случае, не забудьте закрыть новое окно, которое открывает
с 3D-моделью в нем, когда будете готовы вернуться сюда.

Давай, играй с этим!


Полистирол также входит в состав твердой резины, называемой поли (стирол-бутадиен-стирол) или каучук SBS. Каучук СБС - это термопластичный эластомер.

Полистирол будущего

Появился новый вид полистирола - синдиотактический полистирол. Это другое, потому что фенильные группы на полимерной цепи присоединены к чередующимся стороны основной цепи полимера.«Обычный» или атактический полистирол не имеет порядка в отношении сторона цепи, к которой присоединены фенильные группы.

Вы можете увидеть новый синдиотактический полистирол рядом со старым атактическим полистирол в 3D, нажав здесь. Новый синдиотактический полистирол кристаллический, и плавится при 270 o C. Но это намного дороже!

Синдиотактический полистирол производится из металлоцена. каталитическая полимеризация.

Вперед, бей!

Но есть еще кое-что забавное, что вы можете сделать с помощью старомодной атактики. полистирол.Хотите увидеть что-то действительно отличное?

Что произойдет, если мы возьмем мономер стирола и радикально его полимеризуем, но допустим, мы добавим в смесь немного полибутадиенового каучука. Взгляните на полибутадиен, и вы увидите, что в нем есть двойные связи, которые могут полимеризоваться. В итоге мы получаем сополимеризацию полибутадиена с мономером стирола, чтобы получить тип сополимера, называемый прививкой. сополимер. Это полимер с полимерными цепями, растущими из него, и который представляет собой полимер, отличный от основной цепи.В данном случае это цепь из полистирола, из которой вырастают цепочки полибутадиена.

Эти эластичные цепи, свисающие с основной цепи, делают некоторые хорошие вещи для полистирола. Имейте в виду, что гомополимеры полибутадиена и полистирола не смешиваются. Таким образом, ветви полибутадиена изо всех сил стараются разделиться по фазе и образовать маленькие шарики, как вы видите на рисунке. изображение ниже. Но эти маленькие шарики всегда будут связаны с фазой полистирола. Итак, они воздействуют на этот полистирол.Они действуют, поглощая энергию, когда полимер чем-то ударяется. Они придают полимеру эластичность, которой нет у обычного полистирола. Это делает его более прочным, не таким хрупким и способным выдерживать более сильные удары, не ломаясь, чем обычный полистирол. Этот материал называется ударопрочный полистирол , сокращенно HIPS.

Я открою вам небольшой секрет. Не все цепочки в HIPS разветвлены таким образом. Там также смешано много цепочек простого полистирола и простого полибутадиена.Это делает HIPS тем, что мы называем несмешиваемой смесью полистирола и полибутадиена. Но это привитые молекулы полистирола-полибутадиена. которые заставляют всю систему работать, связывая две фазы (фазу полистирола и фазу полибутадиена) вместе.

HIPS можно смешивать с полимером, называемым поли (фениленоксидом) или PPO. Эта смесь HIPS и PPO производится GE и продается как Норил ТМ .

Другие полимеры, используемые в качестве пластмасс, включают:


Эластомер | химическое соединение | Британника

Узнайте, как исследователи создали синтетический материал, эластомеры, которые могут изменять цвет и текстуру в зависимости от конкретного изменения напряжения, как у головоногих.

Узнайте об эластомерах, которые могут изменяться по цвету и текстуре, как кожа осьминогов и других головоногих.В эластомерах эти изменения происходят при электростимуляции.

© Массачусетский технологический институт (издательский партнер Britannica) См. Все видео для этой статьи

Эластомер , любой каучукоподобный материал, состоящий из длинных цепочечных молекул или полимеров, способных восстанавливать свою первоначальную форму после сильного растяжения. экстенты - отсюда и название эластомер от «эластичный полимер». В нормальных условиях длинные молекулы, составляющие эластомерный материал, имеют неправильную спираль.Однако с приложением силы молекулы распрямляются в том направлении, в котором их тянут. После высвобождения молекулы самопроизвольно возвращаются к своему обычному компактному беспорядочному расположению.

Эластомер с самой длинной историей использования - это полиизопрен, полимерный компонент натурального каучука, который производится из молочного латекса различных деревьев, чаще всего каучукового дерева Hevea . Натуральный каучук по-прежнему является важным промышленным полимером, но теперь он конкурирует с рядом синтетических материалов, таких как стирол-бутадиеновый каучук и бутадиеновый каучук, которые получают из побочных продуктов нефти и природного газа.В этой статье рассматривается состав, структура и свойства как натуральных, так и синтетических эластомеров. Для описания их производства и переработки в полезные продукты см. Каучук . Для полного объяснения материалов, из которых сделаны эластомеры, см. химия промышленных полимеров.

Полимерная молекула состоит из нескольких тысяч повторяющихся химических единиц или мономеров, связанных друг с другом ковалентными связями. Совокупность связанных звеньев часто называют «цепью», а атомы, между которыми происходит химическая связь, составляют «основу» цепи.В большинстве случаев полимеры состоят из углеродных скелетов, то есть цепочек атомов углерода (C), связанных вместе одинарными (C ― C) или двойными (C = C) связями. Теоретически углеродные цепи очень гибкие, потому что вращение вокруг одинарных углерод-углеродных связей позволяет молекулам принимать множество различных конфигураций. Однако на практике многие полимеры довольно жесткие и негибкие. Например, молекулы полистирола (ПС) и полиметилметакрилата (ПММА) состоят из относительно громоздких единиц, так что при комнатной температуре их свободное движение затрудняется сильной скученностью.Фактически, молекулы ПС и ПММА вообще не двигаются при комнатной температуре: говорят, что они находятся в стеклообразном состоянии, в котором случайное, «аморфное» расположение их молекул застывает на месте. Все полимеры являются стеклообразными при температуре ниже характерной температуры стеклования ( T г ), которая колеблется от -125 ° C (-195 ° F) для чрезвычайно гибких молекул, таких как полидиметилсилоксан (силиконовый каучук). до чрезвычайно высоких температур для жестких и объемных молекул.Как для ПС, так и для ПММА значение T г составляет примерно 100 ° C (212 ° F).

У некоторых других полимеров есть молекулы, которые настолько хорошо сочетаются друг с другом, что имеют тенденцию собираться вместе в упорядоченную кристаллическую структуру. В полиэтилене высокой плотности, например, длинные последовательности этиленовых звеньев, которые составляют полимер, спонтанно кристаллизуются при температурах ниже примерно 130 ° C (265 ° F), так что при нормальных температурах полиэтилен представляет собой частично кристаллическое пластичное твердое вещество.Полипропилен - еще один «полукристаллический» материал: его кристаллиты или закристаллизованные области не плавятся, пока не нагреются до примерно 175 ° C (350 ° F).

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

Таким образом, не все полимеры обладают необходимой внутренней гибкостью, чтобы быть растяжимыми и высокоэластичными. Чтобы иметь эти свойства, полимеры должны иметь небольшое внутреннее препятствие для случайного движения своих мономерных субъединиц (другими словами, они не должны быть стекловидными), и они не должны спонтанно кристаллизоваться (по крайней мере, при нормальных температурах).При освобождении от удлинения они должны иметь возможность самопроизвольно возвращаться в неупорядоченное состояние за счет случайных движений их повторяющихся единиц в результате вращений вокруг углерод-углеродной связи. Полимеры, которые могут это сделать, называются эластомерами. Все остальные называются пластиками или смолами; Свойства и применение этих материалов подробно описаны отдельно в статье «Пластик» (термопластические и термореактивные смолы).

Четыре распространенных эластомера: цис -полиизопрен (натуральный каучук, NR), цис -полибутадиен (бутадиеновый каучук, BR), стирол-бутадиеновый каучук (SBR) и этилен-пропиленовый мономер (EPM).SBR представляет собой смешанный полимер или сополимер, состоящий из двух различных мономерных звеньев, стирола и бутадиена, расположенных случайным образом вдоль молекулярной цепи. (Структура SBR проиллюстрирована на рисунке.) EPM также состоит из случайного расположения двух мономеров - в данном случае этилена и пропилена. В SBR и EPM плотной упаковке и кристалличности мономерных звеньев препятствует их нерегулярное расположение вдоль каждой молекулы. В обычных полимерах NR и BR кристалличности препятствуют довольно низкие температуры плавления кристаллов, составляющие примерно 25 и 5 ° C (примерно 75 и 40 ° F) соответственно.Кроме того, температуры стеклования всех этих полимеров довольно низкие, намного ниже комнатной, поэтому все они мягкие, очень гибкие и эластичные. Основные коммерческие эластомеры перечислены в таблице, в которой также указаны некоторые из их важных свойств и областей применения.

Свойства и применение коммерчески важных эластомеров
тип полимера температура стеклования (° C) температура плавления (° C) термостойкость * маслостойкость * сопротивление изгибу * типичные продукты и приложения
* E = отлично, G = хорошо, F = удовлетворительно, P = плохо.
полиизопрен (натуральный каучук, изопреновый каучук) −70 25 P P E шины, рессоры, колодки, клей
сополимер стирол-бутадиен (бутадиен-стирольный каучук) −60 P P G протекторы шин, клеи, ремни
полибутадиен (бутадиеновый каучук) −100 5 P P F протекторы шин, башмаков, конвейерных лент
сополимер акрилонитрил-бутадиен (нитрильный каучук) от −50 до −25 G G F топливные шланги прокладки, ролики
изобутилен-изопреновый сополимер (бутилкаучук) −70 −5 F P F подкладки, оконные планки
этилен-пропиленовый мономер (EPM), этилен-пропилен-диеновый мономер (EPDM) −55 F P F гибкие уплотнения, электроизоляция
полихлоропрен (неопрен) −50 25 G G G шланги, ремни, пружины, прокладки
полисульфид (тиокол) −50 F E F уплотнения, сальники, ракетное топливо
полидиметилсилоксан (силикон) −125 −50 G F F пломбы, прокладки, имплантаты хирургические
фторэластомер −10 E E F Кольца круглые, уплотнения, прокладки
полиакрилатный эластомер от −15 до −40 G G F шланги, ремни, уплотнения, ткани с покрытием
полиэтилен (хлорированный, хлорсульфированный) −70 G G F Кольца круглые, уплотнения, прокладки
блок-сополимер стирол-изопрен-стирол (SIS), стирол-бутадиен-стирол (SBS) −60 P P F автомобильные детали, обувь, клеи
Смесь EPDM-полипропилен −50 F P F туфли, гибкие чехлы

Статистическое расположение сополимера стирола и бутадиена.

Полистирол что за материал: ударопрочный, цветной и прозрачный полистирол, характеристики, размеры и производство

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Scroll to top