Что такое полистирол: свойства материала, его характеристики и преимущества. Полистирол что это за материал

Медленная растворимость в ацетоне, толуоле, дихлорэтине и бензине. Не растворяется в воде. Термопластичный материал. Полистирол легко поддается форматированию и окрашиванию. Рука — управляемая. Отличные сцепные свойства. Низкое поглощение влаги, высокая влагостойкость, морозостойкость.

Полистирол характеристики и особенности

Полистирол — один из самых популярных и гибких материалов. Он относится к термопластичным полимерам и получается из полина путем полимеризации. Он используется в самых разных отраслях, от пищевой промышленности до сельского хозяйства и строительства. Популярность материала объясняется его отличным соотношением цены и качества, способностью заменить стекло, другие пластики, изоляторы, а иногда даже металлы.

Свойства полистирола зависят от различных критериев, таких как молекулярный вес и методы производства. Однако носитель используется при расчете или проектировании.

• плотность – около 1,04-1,06 г/куб. см;
• предел прочности: на изгиб – от 80 до 103 МПа, при растяжении – 55 МПа, на разрыв – 3%;
• коэффициент теплопроводности – 0,16 Вт/(м·K), сравнимый с газобетоном и пенобетоном;
• светопропускание – до 90%;
• кислородный индекс – от 17 до 19%, что означает небольшую стойкость материала к огню.

Полистирол обычно поставляется в листах шириной 1,0-2,0 м и длиной 1,5-3,5 м. После изготовления размеры могут меняться в зависимости от требований заказчика. Полистирол доступен практически во всех цветах. Его можно окрашивать в оба цвета, добавляя пигменты в сырье в процессе производства и покрывая готовые листья.

Преимущества и недостатки

В список причин выбора полистирола входят преимущества таких материалов.

• пластичность, благодаря которой допускается вакуумная обработка материала;
• устойчивость к химически агрессивным средам – кислотам, щелочам, моющим средствам;
• устойчивость к жаре и холоду – температурный диапазон материала составляет -40°C – +80°C;
• отсутствие запахов и безопасность для человека, что позволяет полистиролу контактировать с продуктами питания;
• устойчивость к влаге и нерастворимость;
• высокий уровень светопропускания при массе в 2,5 раза меньше по сравнению со стеклом;
• электроизоляционные свойства лучше, чем у других видов пластика.

Несмотря на жесткость полистирола, традиционные виды этого материала очень хрупкие по сравнению с большинством других пластиков. Под воздействием солнечного света и мороза они быстро меняются, поэтому их используют только в помещениях. Чтобы сделать изделия из полистирола пригодными для использования на открытом воздухе и улучшить их качество, в состав добавляют специальные добавки. Это позволяет материалу приобрести стойкость, но снижает его прозрачность.

Полистирол очень огнеопасен, даже если используется как часть железобетонного каркаса. С другой стороны, он горит только при контакте с открытым пламенем и не выделяет токсичных газов. Некоторые производители также добавляют в полистирол антипирены и ингредиенты, впитывающие табак, что делает его практически небезопасным.

Применение полистирола

Благодаря особой природе материала, ассортимент очень велик:.

• из полистирола делают одноразовую посуду, упаковку для продуктов, детские игрушки;
• в строительстве материал используют для теплоизоляции домов, изготовления звукопоглощающих компонентов и потолочных панелей;
• полистирол подходит для изготовления сантехнических изделий, ванн и душевых кабин;
• в сельском хозяйстве этот полимер нужен для создания теплиц;
• в печатной отрасли из полистирола делают рекламные воблеры и визитные карточки;
• благодаря отличным диэлектрическим свойствам и прозрачности, материал применяется в светотехнической сфере, производства антенн, коаксиальных кабелей и конденсаторной плёнки;
• матовые разновидности подходят для изготовления медицинских принадлежностей – шприцев, чашек Петри и систем переливания крови.

Этот же пластик используется при изготовлении табличек, указателей направления движения, надписей и дверных табличек. Даже в бытовой технике. Однако для наружного применения и корпусов электронных устройств подходит только полистирол, усиленный добавками.

Полистирол — это листовой материал. Это тип полимера, для производства которого используется стирол. Читать далее.

Геосетка стала популярным дорожным материалом благодаря эксплуатационным свойствам полипропиленовых волокон и полиэстера. Читать далее.

Полистиролбетон непроницаем для пара, поэтому во время строительства необходимо организовать вентиляцию. Под воздействием высоких температур гранулы не горят, а плавятся. Это может привести к образованию щелей, которые снижают теплоизоляционные свойства.

Методы получения

Промышленное производство полистирола основано на химической реакции, т.е. полимеризации стирола. В промышленности существует три метода производства полистирола. Однако они не получили широкого признания по тем или иным причинам.

Эмульсионный

Этот метод довольно старый и не особенно используется. Состав находится при температуре 85-95 C. Суть его заключается в том, что стирол полимеризуется в растворе гидроксида натрия.

Залейте раствор касторового масла в специальный реактор. Добавьте исходный материал при перемешивании. Добавьте праймер для начала реакции.

Мономер, свободно взвешенный между мыльными мицеллами, начинает полимеризоваться. После того, как полимеризация достигает 20%, процесс переходит в «самоусиливающуюся» фазу и продолжается внутри полимера. Когда предел содержания «свободного» стирола достигает 0,5%, вся «каша» отправляется на стадию осаждения. Осажденный полистирол высушивается.

Суспензионный

Согласно этому методу производства, синтез происходит в специальном реакторе, который постоянно перемешивается и поддерживается при определенной температуре.

Стирол суспендируется в дистиллированной воде с добавлением стабилизаторов эмульсии (ПВА, гидроксид магния) и инициаторов полимеризации. Процесс синтеза включает в себя постепенное повышение давления и температуры. В результате взаимодействия образуется суспензия, из которой полистирол отделяется центрифугированием. Затем материал промывают и сушат. Полистирол в основном производится таким образом.

Получаемый в массе или блочный пенополистирол

Процесс полимеризации проводится в среде бензола. На первом этапе температура составляет 80-100°C. На втором этапе температура составляет 100-120°C. Весь процесс осуществляется непрерывно в реакторе с резервуаром для перемешивания. Процесс считается завершенным, когда степень превращения стирола в полистирол составляет 80-90% по массе. Непрореагировавшее сырье возвращается в начало процесса. Получаемый продукт отличается высокой чистотой, а в процессе производства образуется очень мало отходов.

Виды полистирола

Ученые нашли способ смешивать полистирол с другими «соответствующими стиролами» (полимерами, сополимерами). Это позволяет создавать новые соединения с уникальными свойствами, такими как высокая термостойкость и ударопрочность. Наибольший промышленный интерес представляют блокированные и привитые статические сополимеры.

Существует три вида полистирола.

Рассмотрим подробнее представителей каждого типа.

Полистирол общего назначения

Этот полимер характеризуется высокой хрупкостью и жесткостью. Производится по ГОСТу суспензионным и блочным способами.

Физические свойства: прозрачный материал, повышенная твердость, отличное водопоглощение, радиационная стойкость и диэлектрические свойства, но характеризуется низкой стойкостью к УФ-излучению.

Химические свойства: инертен в воде, слабо растворим в маслах и растворителях под действием кислот и щелочей.

Используется в производстве бытовых товаров, упаковки для пищевых продуктов и игрушек. Также используется при изготовлении наружных рекламных вывесок.

Ударопрочный полистирол

Продуктом взаимодействия стирола с бутадиеном и бутадиен-стирольным каучуком является ударопрочный полистирол. Свойства полимера определяются соотношением стирола и каучука. Различают материалы со средним, высоким и сильным ударом.

По термостойкости, твердости и диэлектрическим свойствам он аналогичен соответствующим образцам общего назначения. Он используется в бытовом секторе для изготовления музыкальных инструментов, мебели, посуды и игрушек. Материал отличается не только высокими прочностными характеристиками, но и низкой стоимостью.

Экструдированный полистирол

Полимер производится путем экструзии полимеризованного стирола. С момента своего изобретения в середине 20-го века экструдированный полистирол стал очень популярным, и аналогов ему не существует.

Этот полистирол является универсальным изоляционным материалом. Он используется в промышленном и частном строительстве.

Основные физические и химические свойства:.

• Низкая теплопроводность.
• Химическая стойкость к агрессивным веществам.
• Повышенная прочность.
• Влаго-, морозостойкость.
• Долговечность.
• Устойчивость к биопоражениям.

Нетоксичный, безопасный для людей и животных, простой в обращении материал имеет только один недостаток. Он легко воспламеняется, но обладает способностью к самоуничтожению.

Сфера применения полистирола

Бытовое использование: полистирол используется в производстве канцелярских товаров, игрушек, предметов интерьера и упаковочных материалов. Конструкционные: используются для изготовления теплоизоляции, звукоизоляционных плит, декоративной отделки и клеевых основ. Медицина: используется для изготовления станций переливания крови и одноразовых инструментов.

Электротехническая: используется в производстве кабелей, антенн и компонентов крупной бытовой техники.

Промышленность: используется в производстве турбин и агрегатов, а также различных конструкций.

Полистирол — доступный и недорогой материал с отличными экологическими свойствами, теплоизоляцией и высокой прочностью. Каждый тип превосходен и незаменим по-своему. На сегодняшний день аналогов этого материала не существует. А с его появлением, насколько комфортнее и теплее теперь можно жить! Теперь вы можете окружить своего крепкого соседа специальными звукоизолирующими элементами, утеплить свой дом с минимальными затратами, ходить на барбекю и брать одноразовую посуду. Пластмассы делают нашу жизнь лучше. Все, что нам нужно делать, — это использовать и утилизировать пластик без вреда для окружающей среды.

Многие свойства полимеров зависят от их молекулярного веса, способа изготовления и других факторов. Чем выше доля низкомолекулярного вещества в бусине, тем ниже температура размягчения и прочность полистирола. В целом, полистирол общего назначения обладает следующими свойствами

Полистирол

Степень полимеризации промышленно выпускаемых полистиролов n = 600—2500, коэффициент полидисперсности — среднемассовая,

Фенильные группы препятствуют плавному расположению полимеров и образованию кристаллических образований.

Полистирол — это жесткий, хрупкий, аморфный полимер с высокой светопроницаемостью и низкой механической прочностью. Полистирол имеет низкую плотность (1060 кг/мл) и усадку при литье 0,4-0,8%. Полистирол обладает отличными диэлектрическими свойствами и достаточно хорошей морозостойкостью (до -40°C). Низкая химическая стойкость (кроме разбавленных кислот, спиртов и щелочей).

Медленная растворимость в ацетоне, толуоле, дихлорэтине и бензине. Не растворяется в воде. Термопластичный материал. Полистирол легко поддается форматированию и окрашиванию. Рука — управляемая. Отличные сцепные свойства. Низкое поглощение влаги, высокая влагостойкость, морозостойкость.

Он производится в виде прозрачных цилиндрических гранул и перерабатывается в готовые изделия методом литья под давлением или экструзии при температуре 190-230°C. Широкий спектр применения полистирола (ПС) и пластмасс на основе полистирола обусловлен их низкой стоимостью, простотой переработки и огромным ассортиментом различных марок.

Наиболее широко используемыми (более 60% производства полистирольных пластиков) являются сополимеры стирола и бутадиена и бутадиен-стирольный каучук. В настоящее время разрабатываются многие другие модификации сополимеров стирола.

Полистирол используется в производстве широкого спектра продукции, в основном для бытового использования (одноразовая посуда, упаковка, детские игрушки и т.д.) и в строительной промышленности (теплоизоляционные плиты, несъемная опалубка, сэндвич-панели). Продукция в основном используется в быту (одноразовая посуда, упаковка, детские игрушки и т.д.), в строительстве (изоляционные плиты, тяжелая опалубка, сэндвич-панели), в облицовочных и отделочных материалах (потолочные формы, декоративные потолочные плитки, полистирольные звукопоглотители, клеи, полимерные концентраты) и в медицине (компоненты систем переливания крови, чашки Петри и (одноразовые вспомогательные устройства). После высокотемпературной обработки водой или паром пенополистирол может быть использован в качестве фильтрующего материала (фильтрующих насадок) для колонных фильтров при очистке воды и сточных вод. Высокие электротехнические свойства полистирола в области очень высоких частот позволяют применять его в производстве диэлектрических антенн и опор коаксиальных кабелей. Его можно производить в виде тонких пленок (до 100 мкм) и смешивать с сополимерами (стирол-бутадиен-стирол) до 20 мкм, которые успешно используются в упаковочной и кондитерской промышленности, а также в производстве конденсаторов.

Вандалостойкий полистирол и его модификаторы широко используются в области бытовой техники и электроники (часть корпуса бытовой техники).

Военная промышленность

Благодаря очень низкой вязкости полистирола в бензоле, можно получить подвижные растворы даже при экстремальных концентрациях2, и было принято решение использовать в качестве загустителя полистирол напалм3. Молекулярная масса полистирола. 2.2.

Утилизация

Полистирол не считается вредным для окружающей среды. 4

Переработка

Отходы полистирола накапливаются в виде неиспользованных изделий из ПС и их сополимеров, а также в виде промышленного (технического) ударопрочного ПС общего назначения (УПП) и сополимеров. Полистирольные пластики могут быть переработаны следующими способами

• утилизация сильно загрязненных промышленных отходов;
• утилизация технологических отходов УПС и АБС-пластика методами литья под давлением, эктрузии и прессования;
• утилизация изношенных изделий;
• утилизация отходов пенополистирола (ППС);
• утилизация смешанных отходов.

Сжигание

При сгорании полистирола выделяется углекислый газ (CO₂), монооксид углерода (CO) и сажа. Сжигание полистирола, содержащего добавки (например, красители, прочные компоненты), может привести к выбросу в атмосферу других загрязняющих веществ.

Термодеструкция

Продукты разложения полистирола, образующиеся при термической деструкции и термоокислительном разложении, токсичны. При переработке полистирола, стирола, бензола, этилбензола и толуола в результате частичного разрушения материала могут выделяться пары угарного газа. 4

Полистирол является экологически чистым и безопасным. Он не имеет запаха и не выделяет токсичных веществ. Может использоваться в жилых помещениях и в пищевой промышленности. Подходит для вакуумной формовки и термоформовки.

Полистирол — практичный, в ряде случаев незаменимый пластик

Полистирол — это материал, получаемый путем полимеризации из углеводородов стирола. Это очень распространенный пластик, который широко используется в строительстве, промышленности и в быту.

Полистирол производится в виде гранул, похожих на стекло. Этот твердый, прозрачный материал (пропускает 90% света) не очень устойчив к вибрации. Как и стекло, он является аморфным, хотя возможны модификации путем частичной кристаллизации.

Полистирол — это полимер с линейной структурой. Обладает высокой стойкостью к воде, разбавленным кислотам, щелочам, слабым спиртам, эфирам и фенолам. Не устойчив к большинству органических растворителей. Горит коптящим пламенем. Не токопроводящий и морозостойкий — выдерживает температуру до минус 40 градусов Цельсия. Нагретый выше 60 градусов Цельсия, он начинает терять свою жестокость и прочность. Светлый, желтый по цвету и возрасту, он не переносит солнечного света и ультрафиолетового излучения. Однако материал устойчив к воздействию радиации.

Полистирол нетоксичен и при нормальных условиях допускается в контакте с пищевыми продуктами и многими химическими веществами, поскольку он не выделяет токсинов с воздухом.

Улучшенный полистирол

Свойства полистирола зависят как от метода полимеризации, так и от синтеза реакционной массы. Смешивание стирола с другими веществами, например, с синтетическими шинами различной степени, позволяет получить стирол с желаемыми свойствами. Более половины пластикового полистирола изготавливается из ударопрочного пластика. Модифицированный полистирол также устойчив к воздействию тепла и химических веществ.

Изделия из полистирола и их собратьев производятся методом литья или экструзии. Пластмассы легко поддаются обработке механическими инструментами, клеем, красителями или формой. К преимуществам также относятся простота переработки, низкая стоимость и огромное количество материалов с различными свойствами. В наших магазинах также имеется широкий выбор видов лабораторного стекла и других изделий из полистирола. В качестве примера можно привести химические сушилки, шпатели, курковые перцы и печки Петри из этого материала.