≡× JÍDELNÍ LÍSTEK

• Interiér
• Okno
• Stěny
• Projekty
• Budovy

Všestranné použití polystyrenových desek. Pěnový polystyren - vlastnosti a kritéria výběru Jak vypadá polystyren

Polystyren– syntetický termoplastický pevný, tuhý, amorfní polymer, který je produktem polymerace styrenu. Hromadně vyráběné ve formě polystyrenu obecný účel a nárazuvzdorný polystyren. Světová produkce polystyrenu je více než 14 milionů tun ročně.

Polystyren (-C 6 H 5 -CH-CH-) n je produktem polymerace styrenu, což je kombinace nenasyceného uhlovodíku ethylenu s aromatickým radikálem fenyl - C 6 H 5 (fenylethylen):

CH2=CH-C6H5

Při polymeraci tvoří vinylové radikály polymerní řetězec s postranními fenylovými skupinami (benzenové kruhy).

Na základě povahy prostorového uspořádání fenylové skupiny vzhledem k molekulárnímu řetězci se rozlišují:

• ataktický polystyren - vyznačuje se tím, že benzenové kruhy v něm jsou umístěny na obou stranách řetězce zcela neuspořádaně;
• izotaktický polystyren - v jeho makromolekule jsou všechny benzenové kruhy umístěny na jedné straně řetězce;
• syndiotaktický polystyren - v jeho polymerním řetězci jsou benzenové kruhy umístěny přísně střídavě - střídavě vlevo a vpravo od centrálního řetězce, uspořádané uspořádání postranních skupin dává syndiotaktickému polystyrenu vysokou tvrdost a tepelnou odolnost.

Nejpoužívanější je ataktický polystyren.

Univerzální polystyren je transparentní, snadno barvitelný, snadno zpracovatelný materiál, který je produktem polymerace styrenu ve velkém nebo v suspenzi nebo v emulzi a je určen k výrobě výrobků. různé metody tvarování za tepla.

V závislosti na vlastnostech a účelu jsou v souladu s GOST 20282-86 stanoveny následující třídy univerzálního polystyrenu:

• získané polymerací ve velkém:
  • PSM-115 - pro výrobu technických výrobků a spotřebního zboží vstřikováním;
  • PSM-111 - zvýšená tepelná odolnost, pro výrobu osvětlovacích výrobků vstřikováním a spotřebního zboží;
  • PSM-118 - pro výrobu vstřikováním výrobků složitých konfigurací pro technické účely a spotřební zboží. Značka se vyznačuje vysokou tekutostí;
  • PSM-151 - zvýšená tepelná odolnost a nízká tekutost, pro výrobu plechů, profilů, fólií a závitů vytlačováním, spotřební zboží; Pro výrobu závitů je určena pouze nejvyšší třída;
• suspenze:
  • PSS - pro technické výrobky a spotřební zboží;
• emulze:
  • PSE-1 - pro výrobu pěnových plastů;
  • PSE-2 - pro technické výrobky; Lze použít pro výrobu pěnových desek.

Symbol pro univerzální druhy polystyrenu se skládá ze zkráceného účelu materiálu (PS), způsobu výroby (E - emulze; M - hmotnostní polymerace (blok); C - suspenze), digitálního označení značky, označení světla receptura stabilizace, název barvy, označení barev receptury barviva, jakosti a standardní označení. V označení povrchově upraveného polystyrenu se před označením třídy zavádí písmenný ekvivalent „C“.

Příklad symbol univerzální blokový polystyren třídy 111, stabilizovaný proti světlu, červený, prémiový typ podle GOST 20282-86: PSM-111-20, červený, rec. 136P, nejvyšší stupeň GOST 20282-86.

Příklad symbolu pro univerzální blokový polystyren třídy 151, nenatřený, povrchově upravený, první třída podle GOST 20282-86: PSM-151 „S“, první třída GOST 20282-86.

Nárazuvzdorný polystyren je neprůhledný, bezbarvý materiál, produkt roubované kopolymerace styrenu s butadienem nebo styren-butadienovým kaučukem, mající dvoufázovou strukturu. Spojitou fázi (matrici) tvoří polystyren. Diskrétní fáze (mikrogel) – oválné pryžové částice o rozměrech 2-5 mikronů. Částice kaučuku jsou obklopeny tenkým filmem styrenového roubovaného kopolymeru na kaučuku a částice také obsahují okludovaný polystyren, což má za následek zvýšení účinného objemu kaučukové fáze. Vlastnosti nárazuvzdorného polystyrenu do značné míry závisí na jeho objemu. Nárazuvzdorný polystyren se vyrábí stabilizovaný ve formě bílých granulí. Hlavními způsoby zpracování jsou vstřikování a vytlačování plechů s následným pneumatickým nebo vakuovým tvarováním.

Symbol rázuvzdorného polystyrenu podle GOST 28250-89 se skládá z písmen UP - houževnatý, bezprostředně následovaný metodou syntézy polystyrenu: M - polymerace ve hmotě, E - polymerace v emulzi, C - polymerace v suspenzi . Dále dvě čísla oddělená pomlčkou označují rázovou sílu. Další dvě číslice označují desetinásobek zbytkového obsahu monomeru. Kromě toho může značka obsahovat písmeno označující preferovaný způsob zpracování.

Příklad symbolu pro houževnatý polystyren získaný polymerací ve velkém s rázovou houževnatostí 7 kJ/m2 a zbytkovým obsahem monomeru 0,3 %, určený pro zpracování extruzí: UPM-0703 E.

Obvyklé označení polystyrenu na ruském trhu je PS, ale mohou se vyskytnout i jiná označení: PS nebo GPPS nebo PS-GP nebo XPS nebo Crystal PS (univerzální polystyren), UP nebo UPS nebo HIPS nebo PS-HI nebo PS-I (polystyrén s vysokou houževnatostí), MIPS nebo IPS nebo PS-I (polystyren se středním nárazem), SHIPS (polystyren s ultra vysokým nárazem).

Kromě polystyrenu pro všeobecné použití a polystyrenu odolného proti nárazu průmysl vyrábí širokou škálu modifikací a kopolymerů styrenu. Zejména elastomery, které mají schopnost podléhat velkým vratným deformacím v důsledku částečného rozvinutí molekul chaoticky stočeného řetězce polymeru, a syndiotaktický polystyren, vyráběný na metalocenových katalyzátorech a mající velmi vysokou tuhost a tepelnou odolnost.

Polystyren je termoplastický materiál s vysokou tvrdostí a dobrými dielektrickými vlastnostmi, chemicky odolný vůči zásadám a kyselinám, kromě dusičné a octové. Polystyren se nerozpouští v nižších alkoholech, alifatické uhlovodíky fenoly, ethery. Rozpouští se ve vlastním monomeru, aromatických a chlorovaných uhlovodících, esterech, acetonu. Odolný vůči radioaktivnímu záření, ale odolnost vůči ultrafialovým paprskům je nízká. Polystyren se snadno tvaruje a natírá. Dobře se zpracovává mechanickými prostředky. Snadno se lepí. Má nízkou absorpci vlhkosti a vysokou odolnost proti vlhkosti a mrazuvzdornost. Fyziologicky nezávadný. Výrobky z polystyrenu mají vysoký lesk.

Univerzální polystyren je velmi křehký, má nízkou rázovou houževnatost a nízkou tepelnou odolnost: teplota měknutí polystyrenu je 90-95°C. Různé styrenové kopolymery mají nejlepší výkonnostní vlastnosti. Rázuvzdorný polystyren se vyznačuje zvýšenou rázovou houževnatostí v širokém rozsahu teplot (až -30...-40 °C).

Hlavní nevýhodou polystyrenu je jeho nízká tepelná a světelná odolnost. Výrobky z polystyrenu se proto nedoporučují používat venku bez nátěru a jsou vhodnější pro interiérové ​​aplikace.

Vlastnosti univerzálního polystyrenu.

1. Hustota – 1050-1080 kg/m3.
2. Objemová hmotnost granulí je 550-560 kg/m3.
3. Lineární smrštění ve formě je 0,4-0,8%.
4. Spodní hranice provozních teplot je minus 40 °C.
5. Horní hranice provozních teplot je 65-75 °C.
6. Elektrická pevnost při frekvenci 50 Hz – 20-23 kV/mm.
7. Specifický povrch elektrický odpor- 1016 ohmů.
8. Měrný objemový elektrický odpor
   • s expozicí pod napětím po dobu 1 min. - 1017 Ohm cm
   • při držení pod napětím po dobu 15 minut. - 1018 Ohm cm.
9. Koeficient tepelné lineární roztažnosti je 6·10-5-7·10-5 deg-1.
10. Součinitel tepelné vodivosti je 0,093-0,140 W/m·K.
11. Měrná tepelná kapacita – 34·103 J/kg·K.
12. Tangenta dielektrické ztráty při frekvenci 1 MHz je 3-4·10-4.
13. Dielektrická konstanta – 2,49-2,60.

Zkusme si představit náš život bez polymerů. Žádná venkovní reklama, výhodné balení produktů, jednorázové nádobí - žádný polystyren.

Takhle se žilo před 100 lety, ale dnes vše vypadá jinak. Polystyrenové desky změnily naši existenci. Proč se to stalo? Proč je tak dobrý? Udělejte si vlastní závěry.

Polystyren (PS) je druh plastu (polymerní materiál). Získává se ze styrenu polymerací. PS má lineární struktura, který z něj umožňuje získat výrobky požadovaného tvaru.

Jednoduchost výroby polystyrenových desek je hlavní důvod různé tvary, značky a typy tohoto materiálu. Kromě dostupnosti surovin existuje mnoho dalších pozitivní vlastnosti PS.

Technické vlastnosti polystyrenu

Hlavní výhody polystyrenových desek jsou:

• termoplastičnost;
• odolnost vůči chemikáliím účinné látky(většina zásad a kyselin);
• ulehčit obrábění;
• vysoká odolnost proti vlhkosti;
• síla;
• neškodnost pro člověka;
• schopnost propouštět sluneční světlo;
• vysoké elektroizolační vlastnosti.

Hlavní nevýhodou polystyrenových desek je jejich zvýšená hořlavost. Proto je třeba při použití tohoto materiálu dodržovat požadavky na požární bezpečnost.

Označení

V Rusku bylo polystyrénové značení přijato v závislosti na způsobu výroby. Existují následující typy univerzálních PS:

• PSM - získává se polymerací ve velkém;
• PSE - emulzní metoda;
• PSS - závěsná metoda.

Značky mají také individuální digitální označení(151, 118 atd.), která označuje účel a vlastnosti výrobku.

Obdobně se označují rázuvzdorné polystyrenové desky, ale místo zkratky PS se používá UP.

Mezinárodní klasifikace rozděluje polystyren do následujících skupin:

• GPPS - obecný účel;
• HIPS - odolný proti nárazu;
• MIPS - střední odolnost proti nárazu;
• EPS - pěnový.

Nejrozšířenější jsou první dva druhy polystyrenu. PS se středním dopadem se používá mnohem méně často. Při výrobě rázuvzdorného polystyrenu se do jeho složení přidává kaučuková hmota, která mění pevnostní vlastnosti materiálu a činí jej odolným vůči mechanickému zatížení.

Uvolňovací formuláře

Polystyren se vyrábí ve dvou hlavních formách:

• ve formě hotových plechů různých délek, tlouštěk a šířek. Lze zakoupit průhledné polystyrenové desky různé barvy ve výrobním procesu s použitím barev;
• deska z pěnového polystyrenu. Tento materiál je u nás známější jako pěnový polystyren. Vzduchové bubliny zabírají více než 90 % objemu pěnového PS, díky čemuž je tento materiál velmi lehký.

Velikost polystyrenové desky se může lišit. Nejběžnější rozměry: 1500 x 2400, 1000 x 1400, 1000 x 2000, 2000 x 3000 mm.

Většina Ruští výrobci garantujeme výrobu polystyrenových desek libovolného rozměru na přání klienta.

Oblasti použití

Rozsah polystyrenu je velmi široký. Jedinečné vlastnosti Tento materiál vám umožňuje úspěšně jej používat:

• ve výstavbě. Vytvářet materiály pro výzdobu exteriéru a interiéru. Polystyrenové desky se používají k izolaci stěn kvůli vysokým tepelně izolačním vlastnostem tohoto materiálu;
• v lékařství. Pro výrobu nástrojů na jedno použití;
• v elektrotechnickém průmyslu. Pro tvoření izolační materiály;
• v reklamní oblasti. Četné nápisy ve městech jsou vyrobeny z PS. Například černý lesklý polystyren je výborný materiál pro výrobu značek a nápisů na pozadí bílých fasád budov;
• v polygrafickém průmyslu. PS se používá k výrobě podkladu pro sítotisk;
• PROTI Potravinářský průmysl . Pro balení mléčných, cukrářských, masných a jiných výrobků a nápojů, výroba polystyrenových tácků;
• PROTI zemědělství . Pro výrobu skleníků. Bílá polystyrenová deska je výbornou náhradou skla;
• při výrobě sanitárních výrobků. Pro sprchy a vany.

Zpracování polystyrenových desek

Listový polystyren se snadno zpracovává. Vysoká termoplasticita umožňuje vyrábět z tohoto materiálu různé produkty: od nejtenčích nádob až po potravinářské výrobky na silné plechy pro venkovní reklamu ve městech. Pro zpracování jsou vhodnější nárazuvzdorné polystyrenové desky.

Teplota měknutí polystyrenu je 95°C. Proto se doporučuje používat chladicí kapalinu pro všechny druhy obrábění (řezání, vrtání, frézování).

Odhadovaná cena za polystyrenové desky

Polystyren je cenově dostupný polymerový materiál. Pokud si chcete koupit polystyrenovou desku, měli byste vědět, že její cena závisí na více faktorech: výrobci, typu polystyrenu a rozměrech desky. Dnes si můžete koupit polystyrenové desky v maloobchodě za ceny v rozmezí od 125 do 2000 rublů za metr čtvereční.

Listový polystyren je pohodlný a praktický materiál, který je široce používán ve všech oblastech lidského života. Jeho použití nám umožňuje výrazně zlepšit komfort bydlení.

Čtení různých informací o moderní stavební materiál, často se setkáte se slovem polystyren. Pomocí nových technologií ve výrobních procesech se z něj vyrábějí pěnové plasty. Všechny tyto materiály jsou nalezeny široké uplatnění v mnoha oblastech života, takže stojí za to dozvědět se podrobněji, co je polystyren a jak se používá, o jeho vlastnostech a vlastnostech.

Polystyren patří do skupiny syntetických polymerů třídy termoplastů, výrobek se vyrábí průmyslově polymerací styrenu. Polystyren je pevná a bezbarvá látka podobná sklu, která propouští až 90 % paprsků viditelného spektra. hustota 1,05 g/m3, má pravidelnou řetězovou strukturu.

Polymer má slabou polaritu, má vysoké dielektrické vlastnosti, jsou málo závislé na aktuální frekvenci a teplotě. Je rozpustný v ketonech, aromatických uhlovodících, aldehydech a esterech, ale nerozpustný v alkoholech a je velmi odolný vůči kyselinám, zásadám a vodě. Polymer se snadno tvaruje a natírá, snadno se mechanicky zpracovává, dobře lepí, má vysokou odolnost proti vlhkosti a mrazu a nízkou nasákavost. Ve výrobě přijat 3 způsoby:

1. Emulze
2. Suspenze
3. Hranatý.

Nejzastaralejším způsobem výroby je emulze, protože nenašla uplatnění ve výrobě. Pro získání polystyrenu touto metodou je nutné mít k dispozici vodu, styren, iniciátor polymerace a emulgátor, k jejichž reakci dochází při teplotě +85 +95 o C. Celý proces končí při méně než 0,5 % zbývá volného styrenu. Tato metoda umožňuje získat polystyren se zvýšenou molekulovou hmotností.

Suspenzní metoda se provádí podle periodického schématu v reaktorech s pláštěm odvádějícím teplo a míchadlem za použití emulze, stabilizátoru a iniciátoru polymerace. Během procesu teplota postupně stoupne na +130 oC pod tlakem. Hotový výrobek se promyje a suší. Tato metoda se také téměř nepoužívá, protože je zastaralá, ale používá se k výrobě pěnového polystyrenu.

Třetí způsob je nejúčinnější, je téměř bezodpadový, a proto našel uplatnění při výrobě polystyrenu. Používají se dvě schémata - úplná a neúplná konvence pro univerzální polystyren. Polymerace probíhá v prostředí benzenu po etapách, počínaje teplotou +80 o C, postupným přivedením hmoty na +220 o C, až se styren přemění na polystyren z 80-90 %. Hotový produkt se vyznačuje stabilními parametry a vysokou čistotou.

aplikace

Vyrábí se polymer ve formě průhledných granulí kdo má válcového tvaru. Zpracovávají se vstřikováním nebo vytlačováním, při teplotě +190 +230 o C. Obrovské množství plastů je na bázi polystyrenu, díky jednoduchosti polymeru, jeho nízké ceně, velký sortiment značky.

Z polystyrenu se naučili vyrábět spoustu nejpotřebnějších předmětů, které našly uplatnění v Každodenní život. Všechny výrobky jsou zcela neškodné pro lidské zdraví v každodenním životě nás neustále obklopují - jednorázové nádobí, hračky pro děti, obaly.

Polystyren našel velké využití ve stavebnictví; tepelně izolační materiály - desky, sendvičové panely, ztracené bednění atd. Vyrábíme také dekorativní dokončovací materiály pro obklady - stropní lišty a dekorativní obklady.

Polymer je také použitelný v lékařském průmyslu; vyrábí se z něj některé součásti krevních transfuzních systémů a jednorázové nástroje. Pěnový polystyren je také relevantní pro přípravu a čištění odpadních vod.

V potravinářském průmyslu použitý obalový materiál, který je rovněž vyroben z polystyrenu. Existuje také typ polymeru odolný proti nárazu, pro který se stal nepostradatelným domácí přístroje, elektronika.

Fyzikální vlastnosti polystyrenu

1. Hustota - 1050-1080kg/m3
2. Sypná hmotnost granulí - 550-560kg/m3
3. Lineární smrštění ve formě - 0,4-0,8%
4. Dolní mez provozní teploty - (-40 o C), horní mez - (+75 o C)
5. Elektrická pevnost s frekvencí 50Hz - 20-23kV/mm
6. Povrchový elektrický odpor - 10 16 Ohm, objemový, pod napětím 1 min - 10 17 Ohm-cm, pod napětím 15 min - 10 15 Ohm-cm.
7. Součinitel lineární tepelné roztažnosti - 6x10 -5, 7x10 -5 stupňů -1
8. Tepelná vodivost - 0,093-0,140 W/m*K
9. Tepelná kapacita - 34x10 3 J/kg*K
10. Dielektrická konstanta - 2,49-2,6
11. Tangenta úhlu pro dielektrické ztráty s frekvencí 1 MHz je - 3-4X10-4.

Vlastnosti polymeru

Polystyren - termoplastický plast ve formě desek, mohou mít hladký povrch nebo s vyraženým vzorem. Polymer bílý lze nazvat dobrou alternativou PVC plast, a průhledná verze je vyrobena z plexiskla. Stal se oblíbeným díky svým vlastnostem, jako je flexibilita a snadná zpracovatelnost, má také vysokou odolnost proti nárazu. Je dokonale zpracován a lisován, zabraňuje tepelným ztrátám, ale jeho hlavní výhodou je nízká cena.

Může být také nazýván ideální náhražkou skla, protože je průhledný a snadno zpracovatelný. Uplatnění najde v interiéru a vnější díly prostor, kvůli jeho fyzikálním a chemickým vlastnostem. Transparentní polymer se často používá pro zasklení budov dobře propouští světlo, ale bojí se přímého sluneční paprsky. V průběhu času UV záření vede ke zničení materiálu, žloutne a jeho pevnostní charakteristiky se snižují.

Polystyren se již dlouho používá jako základ pro výrobu pěnových plastů a dalších materiálů na nich založených, zahříváním směsi materiálu s konvertory. Během výrobního procesu se získává pěnový polystyren a po ochlazení se materiál promění v pěnou zmrzlou hmotu tuhé struktury s hustými buňkami naplněnými vzduchem. 98 % hotový materiál tvoří vzduch a všechno 2 % pochází ze samotného polymeru.

Taková kvalita, jako je nízká tepelná vodivost, učinila z pěnového polymeru nepostradatelný materiál Stavební práce. Stal se široce používaným pro izolaci stěn, střech, podlah a stropů v budovách odlišné typy. S izolací se snadno pracuje, lze ji řezat běžnými ostrý nůž, snadná instalace díky své nízké hmotnosti. Většina spotřebitelů materiál oceňuje, láká ho odolnost proti hnilobným procesům a tvorbě plísní, odolnost vůči agresivnímu prostředí a působení mikroorganismů.

Ale pěnový polystyren má také nevýhody, které je také třeba zmínit - ekologická nezávadnost, křehkost a nebezpečí požáru.

Závěr

Polystyren sám o sobě nezatěžuje životní prostředí, ale některé druhy materiálů na jeho bázi může být zdraví nebezpečné, jedná se o hořlavý materiál. V závislosti na vlastnostech a účelu polystyrenu byly stanoveny třídy pro všeobecné použití, takže se spotřebitel může pomocí těchto označení dozvědět o vlastnostech a použití konkrétní třídy polymeru.

Mezi širokou škálou polymerních materiálů zaujímá polystyren zvláštní místo. Tento materiál se používá k výrobě obrovského množství různých plastových výrobků pro domácí i průmyslové použití. Dnes se seznámíme se vzorcem polystyrenu, jeho vlastnostmi, způsoby výroby a směry použití.

obecné charakteristiky

Polystyren je syntetický polymer patřící do třídy termoplastů. Jak název napovídá, jedná se o polymerační produkt vinylbenzenu (styrenu). Je to tvrdý skelný materiál. Polystyrenové složení v obecný pohled vypadá takto: [CH2CH(C6H5)]n. Ve zkrácené verzi to vypadá takto: (C 8 H 8) n. Častější je zkrácený polystyrenový vzorec.

Chemické a fyzikální vlastnosti

Přítomnost fenolických skupin ve vzorci strukturní jednotky polystyrenu brání uspořádanému uspořádání makromolekul a tvorbě krystalických struktur. V tomto ohledu je materiál tuhý, ale křehký. Jedná se o amorfní polymer s nízkou mechanická síla A vysoká úroveň přenos světla. Vyrábí se ve formě průhledných válcových granulí, ze kterých se extruzí získávají potřebné produkty.

Polystyren je dobré dielektrikum. Je rozpustný v aromatických uhlovodících, acetonu, esterech a vlastním monomeru. Polystyren je nerozpustný v nižších alkoholech, fenolech, alifatických uhlovodících a etherech. Když je látka smíchána s jinými polymery, dochází k „zesíťování“, což má za následek tvorbu styrenových kopolymerů s vyššími strukturálními kvalitami.

Látka má nízkou absorpci vlhkosti a odolnost proti radioaktivnímu záření. Zároveň se ničí působením ledové kyseliny octové a koncentrované kyseliny dusičné. Při vystavení ultrafialovému záření se polystyren znehodnocuje - na povrchu se tvoří mikrotrhliny a žloutnutí a zvyšuje se jeho křehkost. Když se látka zahřeje na 200 °C, začne se rozkládat s uvolňováním monomeru. Přitom od teploty 60 °C ztrácí polystyren svůj tvar. Na normální teplota látka není toxická.

Základní vlastnosti polystyrenu:

1. Hustota - 1050-1080 kg/m3.
2. Minimální pracovní teplota-40 stupňů pod nulou.
3. Maximální provozní teplota je 75 stupňů Celsia.
4. Tepelná kapacita - 34*10 3 J/kg*K.
5. Tepelná vodivost - 0,093-0,140 W/m*K.
6. Součinitel teplotní roztažnost- 6*10 -5 Ohm cm.

V průmyslu se polystyren vyrábí radikálovou polymerací styrenu. Moderní technologie umožňují provedení tohoto procesu s minimálním množstvím nezreagované látky. Reakce na výrobu polystyrenu ze styrenu se provádí třemi způsoby. Zvažme každou z nich zvlášť.

Emulze (PSE)

Jedná se o nejstarší metodu syntézy, která nikdy nenašla široké průmyslové využití. Emulzní polystyren se vyrábí polymerací styrenu ve vodných roztocích alkálií při teplotě 85-95 °C. Tato reakce vyžaduje následující látky: vodu, styren, emulgátor a iniciátor polymeračního procesu. Styren je nejprve odstraněn z inhibitorů (hydrochinon a tributyl-pyrokatechol). Iniciátory reakce jsou ve vodě rozpustné sloučeniny. Typicky je to persíran draselný nebo oxid hydrogenuhličitý. Jako emulgátory se používají alkálie, soli sulfonových kyselin a soli mastných kyselin.

Proces probíhá následovně. Do reaktoru se nalije vodný roztok ricinového oleje a za důkladného míchání se zavede styren spolu s iniciátory polymerace. Výsledná směs se zahřeje na 85-95 stupňů. Monomer rozpuštěný v mýdlových micelách, pocházející z kapek emulze, začíná polymerovat. Takto se získávají částice polymer-monomer. Během 20 % reakční doby tvoří micelární mýdlo adsorpční vrstvy. Dále proces probíhá uvnitř částic polymeru. Reakce je dokončena, když je obsah styrenu ve směsi přibližně 0,5 %.

Dále emulze vstupuje do fáze srážení, což umožňuje snížit obsah zbytkového monomeru. Za tímto účelem se koaguluje solným roztokem (kuchyňská sůl) a suší. Výsledkem je prášková hmota s velikostí částic do 0,1 mm. Alkalický zbytek ovlivňuje kvalitu výsledného materiálu. Nečistoty nelze zcela odstranit a jejich přítomnost způsobuje nažloutlý odstín polymeru. Tato metoda umožňuje získat produkt polymerace styrenu s nejvyšší molekulovou hmotností. Takto získaná látka je označena PSE, kterou lze pravidelně nacházet v technické dokumenty a staré učebnice o polymerech.

odpružení (PSS)

Tento způsob se provádí vsádkovým způsobem v reaktoru vybaveném míchadlem a pláštěm odvádějícím teplo. Pro přípravu styrenu se suspenduje v chemikálii čistá voda za použití stabilizátorů emulzí (polyvinylalkohol, polymethakrylát sodný, hydroxid hořečnatý), jakož i iniciátorů polymerace. Polymerizační proces probíhá pod tlakem, za stálého zvyšování teploty, až do 130 °C. Výsledkem je suspenze, ze které se odstředěním oddělí primární polystyren. Poté se látka promyje a suší. Tato metoda je také považována za zastaralou. Je vhodný především pro syntézu styrenových kopolymerů. Používá se především při výrobě pěnového polystyrenu.

Blokovat (PSM)

Výroba polystyrenu pro všeobecné použití v rámci této metody může být provedena podle dvou schémat: úplná a neúplná konverze. Tepelná polymerace podle nepřetržitý okruh se provádí na systému sestávajícím ze 2-3 sériově zapojených kolonových reaktorů, z nichž každý je vybaven míchadlem. Reakce se provádí ve stupních, přičemž se teplota zvyšuje z 80 na 220 °C. Když stupeň konverze styrenu dosáhne 80-90 %, proces se zastaví. U metody neúplné konverze dosahuje stupeň polymerace 50-60%. Zbytky nezreagovaného monomeru styrenu se z taveniny odstraní vakuováním, čímž se její obsah zvýší na 0,01 až 0,05 %. Polystyren vyrobený blokovou metodou se vyznačuje vysokou stabilitou a čistotou. Tato technologie je nejúčinnější také proto, že nemá prakticky žádný odpad.

Aplikace polystyrenu

Polymer se vyrábí ve formě průhledných válcových granulí. Na finální výrobky se zpracovávají vytlačováním nebo litím při teplotě 190-230 °C. Z polystyrenu se vyrábí velké množství plastů. Rozšířil se díky své jednoduchosti, nízké ceně a široké nabídce značek. Látka se používá k výrobě mnoha předmětů, které se staly nedílnou součástí našeho každodenního života (dětské hračky, obaly, jednorázové nádobí a tak dále).

Polystyren je široce používán ve stavebnictví. Vyrábí se z něj tepelně izolační materiály - sendvičové panely, desky, ztracené bednění atd. Kromě toho se z této látky vyrábějí dokončovací materiály. dekorativní materiály - stropní lišty a dekorativní dlaždice. V lékařství se polymer používá k výrobě jednorázových nástrojů a některých částí krevních transfuzních systémů. Pěnový polystyren se také používá v systémech čištění vody. Potravinářský průmysl používá tuny obalového materiálu vyrobeného z tohoto polymeru.

Existuje také nárazuvzdorný polystyren, jehož vzorec se mění přidáním butadienu a butadienstyrenového kaučuku. Tento typ polymeru tvoří více než 60 % celkové produkce polystyrenového plastu.

Díky extrémně nízké viskozitě látky v benzenu je možné získat mobilní roztoky ve specifických koncentracích. To určuje použití polystyrenu v jednom z typů napalmu. Hraje roli zahušťovadla, ve kterém s rostoucí molekulovou hmotností polystyrenu klesá vztah viskozita-teplota.

Výhody

Bílý termoplastický polymer může být výbornou náhradou PVC plastu a průhledný může být výbornou náhradou plexiskla. Hmota si získala oblibu především díky své pružnosti a snadnému zpracování. Dokonale se tvaruje a zpracovává, zabraňuje tepelným ztrátám a co je důležité, má nízkou cenu. Vzhledem k tomu, že polystyren dokáže dobře propouštět světlo, používá se dokonce i při zasklívání budov. Takové zasklení však nelze umístit na slunečnou stranu, protože látka se pod vlivem ultrafialového záření zhoršuje.

Polystyren se dlouho používá k výrobě pěnových plastů a příbuzných materiálů. Tepelně izolační vlastnosti polystyrenu v pěnovém stavu, umožňují jeho použití pro izolaci stěn, podlah, střech a stropů v budovách pro různé účely. Právě díky množství izolačních materiálů v čele s pěnovým polystyrenem ví obyčejní lidé o látce, o které uvažujeme. Tyto materiály se vyznačují snadnou obsluhou, odolností vůči hnilobě a agresivnímu prostředí a také vynikajícími tepelně izolačními vlastnostmi.

Nedostatky

Jako každý jiný materiál má i polystyren své nevýhody. Především se jedná o ekologickou bezpečnost (hovoříme o nedostatku bezpečných metod likvidace), křehkost a nebezpečí požáru.

Recyklace

Polystyren sám o sobě není nebezpečný pro životní prostředí, ale některé výrobky z něj vyžadují speciální zacházení.

Odpadní materiál a jeho kopolymery se hromadí ve formě produktů s ukončenou životností a průmyslového odpadu. Recyklace polystyrenových plastů se provádí několika způsoby:

1. Likvidace průmyslového odpadu, který byl silně kontaminován.
2. Zpracování technologických odpadů metodami lití, vytlačování a lisování.
3. Likvidace opotřebovaných výrobků.
4. Likvidace směsného odpadu.

Recyklace polystyrenu umožňuje získat nové vysoce kvalitní výrobky ze starých surovin bez znečišťování životní prostředí. Jeden z slibné směry zpracování polymerů je výroba polystyrenbetonu, který se používá při výstavbě nízkopodlažních budov.

Produkty rozkladu polymerů vznikající při tepelné destrukci nebo tepelné oxidační destrukci jsou toxické. Při zpracování polymeru se mohou částečnou destrukcí uvolňovat páry benzenu, styrenu, ethylbenzenu, oxidu uhelnatého a toluenu.

Hořící

Při spalování polymerů se uvolňuje oxid uhličitý, oxid uhelnatý a saze. Obecně rovnice pro spalovací reakci polystyrenu vypadá takto: (C 8 H 8) n + O 2 = CO 2 + H 2 O. Spalování polymeru obsahujícího přísady (složky zvyšující pevnost, barviva atd.). ) vede k uvolňování řady dalších škodlivých látek.

Pevný, tuhý, amorfní polymer. PS se snadno natírá a mechanicky zpracovává.

Základní fyzikální a chemické vlastnostipolystyren

Polystyrenové plasty jsou velkou skupinou termoplastických materiálů chemické složení jehož polymerní část obsahuje monomer styren nebo jeho kopolymerační produkty. Široce se používá polystyren pro všeobecné použití (PS), expandovatelný polystyren, vysoce houževnatý polystyren (HIPS) a kopolymery ABS.

Polystyren má velká důležitost mezi moderní druhy technické plasty. I když je v současné době podíl polystyrenu na výrobě syntetických pryskyřic a plastů méně než 6 %, oblasti použití tohoto typu polymeru díky širokému spektru fyzikální a mechanické vlastnosti, pokrývají všechny oblasti průmyslu, od výroby spotřebního zboží až po automobilový průmysl a stavebnictví.

Z hlediska fyzikálních vlastností je polystyren termoplastický polymer s lineární strukturou. Amorfní, bezbarvý, průhledný, křehký produkt. Netoxický. Polystyren se vyznačuje snadnou zpracovatelností, přilnavostí, dobrou barvitelností ve hmotě a velmi dobrými dielektrickými vlastnostmi.

Stůl. Fyzikální vlastnosti polystyren.

Fyzikální vlastnosti	Označení	Jednotka	Význam
Hustota		g/cm3	1,05
Teplota skelného přechodu	Tst.	°C	93
Teplota samovznícení	Tsv.	°C	440
Pevnost v tahu	σrast.		40-50
Modul pevnosti v ohybu		GPa	3,2
Relativní rozšíření		%	1,2-2
Tepelná vodivost		W(m∙K)	0,08-0,12
Tepelná odolnost podle Martense		°C	70
Tvrdost podle Brinella		MPa	140-200
Smrštění odlitku		%	0,4-0,8
Elektrický odpor	ρv		1015
Dielektrická konstanta	ε		2,5-2,6
Dolní mez hořlavosti	CPV	g/m3	25-27,5

Polystyren je snadno rozpustný ve vlastním monomeru, aromatických uhlovodících, esterech a acetonu. Nerozpustný v nižších alkoholech, alifatických uhlovodících, fenolech a etherech. Polymer má nízkou absorpci vlhkosti, je odolný vůči radioaktivnímu záření, kyselinám a zásadám, ale ničí ho koncentrovaná kyselina dusičná a ledová kyselina octová. Když je polystyren vystaven působení vzduchu pod UV zářením, podléhá stárnutí: objevuje se žlutost a mikrotrhlinky, dochází k zakalení a zvyšuje se křehkost. Tepelná destrukce začíná při 200 °C a je doprovázena uvolňováním monomeru. Nevýhodou polystyrenu je jeho křehkost a nízká tepelná odolnost. Nízká odolnost proti rázovému zatížení. Při teplotách nad 60°C se rozměrová stálost snižuje.

Pro získání materiálů s vyšší tepelnou odolností a rázovou houževnatostí než polystyren se používají jeho směsi s jinými polymery a kopolymery styrenu. Největší průmyslový význam mají blokové a roubované kopolymery, dále náhodné kopolymery styrenu s akrylonitrilem, akryláty a methakryláty, α-methylstyrenem a anhydridem kyseliny maleinové.

PS má průměrnou propustnost pro plyny (vyšší než PP, ale nižší než LDPE), ale vysokou paropropustnost. Propustnost par rychle klesá při teplotách pod nulou, což umožňuje použití PS pro balení výrobků při nízké teploty.

PS má vynikající elektrické vlastnosti - nízké dielektrické ztráty, vysoká elektrická pevnost, vysoký objemový odpor. Chemicky je odolný vůči silným kyselinám a zásadám, nerozpustný v alifatických uhlovodících a slabých alkoholech; rozpustný v aromatických uhlovodících, vyšších alkoholech, esterech a chlorovaných uhlovodících. Z orientovaných PS fólií lze tepelným tvarováním vyrábět velmi složité produkty.

Hlavní skupiny polystyrenových plastů / styrenových polymerů

Podle chemická struktura polystyrenové plasty se dělí do čtyř hlavních skupin:

1. homopolystyren (nebo polystyren pro všeobecné použití - PSM, PSS), expandovaný polystyren (PSV, PSV-S);
2. náhodné kopolymery styrenu, například dvojité kopolymery styrenu s methylmethakrylátem (MS), akrylonitrilem (SAN), atd., ternární kopolymer - styren-methylmethakrylát-akrylonitril (MSN);
3. roubované kopolymery styrenu, které zahrnují houževnatý polystyren, ABS kopolymery, MSP kopolymer;
4. polymerní kompozity (polymer - polymerní směsi), například ABS-PVC, ABS-PC, houževnatý polystyren - polyfenylenoxid, sklem plněný ABS a SAN, nízkohořlavé stupně houževnatého polystyrenu a ABS.

Aplikace polystyrenu v obalech

Biaxiálně orientovaný film má výbornou průhlednost. Teplota měknutí je 90-95°C. Orientovaný polystyren má průměrnou propustnost pro plyny (vyšší než PP, ale nižší než LDPE), ale vysokou paropropustnost. Paropropustnost rychle klesá při teplotách pod 0°C, což umožňuje použití PS pro balení výrobků při nízkých teplotách. Získat produkty komplexní konfigurace z orientované PS fólie pomocí tepelného tvarování.

Orientovaný PS o tloušťce menší než 75 mikronů se používá pro „okna“ v kartonových obalových krabicích. Ze silnějších fólií se vyrábí kelímky do automatů a tácky na balené čerstvé maso, aby byly při nákupu vidět obě strany baleného produktu.

nárazuvzdorný polystyren (HIPS) je blokový kopolymer styrenu a pryže. V nemodifikovaném stavu je PS křehký materiál a jeho specifická rázová houževnatost je pro mnoho aplikací nedostatečná.

Rázuvzdorný PS je pružnější, má větší rázovou houževnatost, ale nižší pevnost v tahu a teplotní odolnost než neupravené PS. Chemické vlastnosti nemodifikované PS mají stejné vlastnosti. Nárazuvzdorný PS je vynikající materiál pro výrobu různých výrobků tvarováním za tepla. Zavádění syntetických kaučuků do PS, snižující křehkost, snižuje průhlednost PS.

Pěnový polystyren má vysokou odolnost proti tukům a je výborným tepelným izolantem. Používá se k výrobě různých obalových produktů metodou tepelného tvarování (vystýlky na jablečné krabice, krabice na balení vajec, podnosy a podnosy na balení čerstvého masa, ryb, chipsů atd.).

Kopolymery styrenu s akrylonitrilem (SAN) mají vyšší chemickou odolnost ve srovnání se základním polymerem PS.

ABS plast je kopolymer styrenu, butadienu, akrylonitrilu. Jeho vlastnosti se značně liší v závislosti na složení a způsobu výroby. ABS plast má vyšší rázovou houževnatost, chemickou odolnost a tažnost než UPS. Používá se ve formě sklenic a táců.