свойства материала, его характеристики и преимущества

Что представляет собой полистирол

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

1. Эмульсионный
2. Суспензионный
3. Блочный.

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

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

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

Применение

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

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

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

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

Физические свойства полистирола

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

Свойства полимера

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

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

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

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

Заключение

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

ПОЛИСТИРОЛ — это… Что такое ПОЛИСТИРОЛ?

(ПС, бакелит, вестирон, стирон, фостарен, эдистер и др.), термопластичный полимер линейного строения. Аморфный бесцв. прозрачный хрупкий продукт; степень полимеризации п =600-2500, полидисперсность = 2 Ч 4 (и среднемассовая и среднечисловая мол. массы соотв.) в зависимости от технологии получения; индекс текучести 2-30. Для П. характерны легкость переработки, хо рошая окрашиваемость в массе и очень хорошие диэлектрич. св-ва. Ниже приведены св-ва П., полученного термич. полимеризацией стирола в массе:

П. легко раств. в собств. мономере, ароматич. и хлорир. углеводородах, сложных эфирах, ацетоне, не раств. в низших спиртах, алифатич. углеводородах, фенолах, простых эфирах. Обладает низким влагопоглощением, устойчив к радиоактивному облучению, в к-тах и щелочах, однако разрушается конц. азотной и ледяной уксусной к-тами. Легко склеивается. На воздухе при УФ облучении П. подвергается старению: появляются желтизна и микротрещины, происходит помутнение, увеличивается хрупкость. Термодеструкция начинается при 200 °С и сопровождается выделением мономера. П. не токсичен.

Его недостатки — хрупкость и низкая теплостойкость; сопротивление ударным нагрузкам невелико. При т-рах выше 60 °С снижается формоустойчивость.

В пром-сти П. получают радикальной полимеризацией стирола след. методами: 1) термич. полимеризацией в массе (блоке) по непрерывной схеме в системе последовательно соединенных 2-3 аппаратов с мешалками; заключит. стадию процесса часто проводят в аппарате колонного типа. Начальная т-ра р-ции 80-100 °С, конечная 200-220 °С. Р-цию прерывают при степени превращения стирола 80-90%; непрореагировавший мономер удаляют из расплава П. под вакуумом и затем с водяным паром до содержания стирола в П. 0,01-0,05%. В П. вводят стабилизаторы, красители, антипирены и др. добавки и гранулируют. «Блочный» П. отличается высокой чистотой. Эта технология наиб. экономична и практически безотходна (непрореагировавший стирол возвращается на полимеризацию).

2) Суспензионной полимеризацией по периодич. схеме в реакторах объемом 10-50 м ³, снабженных мешалкой и рубашкой. Стирол суспендируют в деминерализов. воде, используя разл. стабилизаторы эмульсии; инициатор полимеризации растворяют в стироле. Процесс ведут при постепенном повышении т-ры от 40 до 130°С под давлением в течение 8-14 ч. Из полученной суспензии П. выделяют центрифугированием, после чего его промывают и сушат. Процесс удобен для получения и сополимеров стирола. Этим же методом в осн. производят и

3) Эмульсионной полимеризацией по периодич. схеме. Этим методом получают П. наиб. высокой мол. массы. Применение метода все время сокращается, т. к. он сопряжен с большим кол-вом сточных вод.

П. перерабатывают литьем под давлением и экструзией при 190-230 °С (см. Полимерных материалов переработка). Применяют как конструкц., электроизоляц. (пленки, нити и др.) и декоративно-отделочный материал в приборо-и машиностроении, радио- и электротехнике (напр., корпуса и панели приборов), для изготовления изделий ширпотреба (посуда, авторучки, игрушки, осветит. арматура и др.).

Для получения материалов, обладающих более высокими теплостойкостью и ударной прочностью, чем П., используют смеси последнего с др. полимерами и сополимеры стирола, из к-рых наиб. пром. значение имеют блок- и привитые сополимеры, т. наз. ударопрочные материалы (см.

Сополимер стирола с акрилонитрилом (САН) обычно содержит 24% последнего, что соответствует азеотропному составу смеси мономеров и позволяет получать продукт постоянного состава. САН превосходит П. по теплостойкости, прочности при растяжении, ударной вязкости и устойчивости к растрескиванию в агрессивных жидких средах, однако уступает по диэлектрич. св-вам и прозрачности. Стоимость САН значительно выше, чем П. Аналогичными св-вами, но лучшими прозрачностью и устойчивостью к УФ облучению обладает тройной сополимер стирол-акрилони-трил-метилметакрилат; однако его стоимость выше, чем САН.

Сополимер стирола с а-метилстиролом (САМ) по де-формац. теплостойкости превосходит П. на 20-25 °С, по др. св-вам близок ему.

Сополимер стирола с малеиновым ангидридом (2-3%) получают радикальной сополимеризацией в p-pe орг. неполярного р-рителя; используют как пленкообразующий компонент при получении лакокрасочных материалов.

П. и пластмассы на основе сополимеров стирола составляют группу полистирольных (стирольныг.) пластиков, хотя в нек-рых сополимерах содержание стирола менее 50%. Мировое произ-во стирольных пластиков 5,8 млн. т/год, в СССР-449 тыс. т/год (1986). Доля П. в их произ-ве постоянно снижается и в 80-х гг. не превысила 15%.

Лит.: Полистирол. Физико-химические основы получения и переработки, М., 1975; Энциклопедия полимеров, т. 3, М., 1977, с. 533-47; Бакнелл К., Ударопрочные пластики, пер. с англ., Л., 1981; Иванчев С. С., Радикальная полимеризация, Л., 1985. С. А. Вольфсон.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988.

ПОЛИСТИРОЛ — это… Что такое ПОЛИСТИРОЛ?

Полистирол — это… Что такое Полистирол?

         П. — дешёвый крупнотоннажный термопласт; характеризуется высокой твёрдостью, хорошими диэлектрическими свойствами, влагостойкостью, легко окрашивается и формуется, химически стоек, растворяется в ароматически и хлорированных алифатических углеводородах, физиологически безвреден. Однако для П. характерны сравнительно низкая теплостойкость (например, по Вика Полистирол 100 °C) и значительная хрупкость. Лучшими эксплуатационными свойствами обладают различные сополимеры стирола. Так, повышения теплостойкости и прочности при растяжении (на Полистирол 60%) достигают сополимеризацией стирола с акрилонитрилом или α-метилстиролом, повышения прочности и ударной вязкости (с 5—10 до 50— 100

         Мировое производство П. и сополимеров стирола в 1973 составило около 5 млн. т.

         С. А. Вольфсон.

Что такое вспененный полистирол

Разберем что это такое — вспененный полистирол и какие плюсы и минусы его использования. Методы, способы и технологии переработки гранул при изготовлении вспененного полистирола многообразны и зависят от вида и назначения конечного продукта.

Начинается все с твёрдого и бесцветного вещества, полученного путём полимеризации стирола, называется полистиролом. Выпускается в виде цилиндрических прозрачных гранул. Заполняются гранулы стирола природным газом, для увеличения противопожарных свойств применяется углекислый газ. Возможно вспенивание в вакууме, без применения газов.

Особое место в ряду утеплителей на основе полистирола занимает пенополистирол. Получение вспененного или вспученного полистирола происходит по примерной схеме:

• заполнение гранул стирола газом;
• нагрев паром;
• увеличение объёма гранул в 30-50 раз;
• полное заполнение формы;
• спекание гранул между собой.

В составе вспененного полистирола нередко присутствуют антипирены, пластификаторы, наполнители, красители.

Плюсы

Основная сфера применения вспененного полистирола – строительство. Он лёгкий и удобный в работе, значительно удешевляет и ускоряет строительные работы. Находит применение на всех этапах строительных работ:

• утепление фундаментов;
• возведение монолитных стен с несъёмной опалубкой;
• изготовление и устройство шумоизолирующих стеновых панелей;
• утепление стен, полов, потолков и чердачных перекрытий;
• изготовление декоративных облицовочных панелей и элементов.

До недавнего времени ограниченное применение плит и панелей из вспененного полистирола было вызвано возможностью его возгорания. На сегодняшний день ГОСТ 15588-2014 обязывает производителей применять противопожарные пропитки и добавки в изделия.

Обработанные специальными антипиреновыми составами, строительные материалы из вспененного полистирола сегодня в применении не опаснее обоев.

Отдельно о токсичности

Учёные многих стран, исследовавшие исходную составляющую — стирол, дали заключение об отсутствии оснований для классификации материала как мутагенного, канцерогенного или обладающего репродуктивной токсичностью.

Стирол представляет собой бесцветную жидкость, нерастворимую в воде, но легко растворяющую другие полимеры. Вдыхание его паров опасно для здоровья человека.

В то же время он содержится в кофе, сырах, корице и даже клубнике. Иными словами, небольшая концентрация стирола в изделиях не может повлиять на самочувствие человека, а применение вспененного полистирола как строительного материала абсолютно безопасно.

О грызунах и насекомых

Как питательная среда для грызунов и других организмов состоящий из углеводородов вспененный полистирол не представляет никакого интереса, но жить в нём насекомые, грызуны и птицы могут.

Поэтому необходимо предусмотреть при использовании утеплителя такую возможность и исключить проникновение, либо обработать специальными составами.

Недостатки

1. Верхний эксплуатационный предел вспененного полистирола составляет +60 градусов, при превышении предела он размягчается и теряет свои механические свойства.
2. Возможна разрушение структуры от взаимодействия с красками на основе ацетона и некоторых видов растворителей, недопустимы в лакокрасочных покрытиях и хлорированные углеводороды.
3. Не является хрупким материалом, всё же при его использовании нужно воздержаться от излишнего механического воздействия.

Эти недостатки не критичны, в основном вспененный полистирол является перспективным материалом, с большим будущим.

Поделиться

Твитнуть

LinkedIn

Запинить

Нравится

Класс

WhatsApp

Телеграмка

Преимущества и недостатки полистирола

Преимущества и недостатки полистирола

Подробности

Создано: 11.12.2017 13:41

Статья повествует о преимуществах и недостатках полистирола, зная их, можно легко определить, подходит ли этот материал для конкретных целей в процессе строительства. Эти знания также помогут определить долгосрочную выгоду от использования данного материала

Преимущества и недостатки полистирола

Понимание преимуществ и недостатков полистирола очень важно. Полистирол представляет собой очищенный нефтяной побочный продукт. Он имеет широкий спектр применений, но обычно используется для изготовления листов из полистирола для тепло— и звукоизоляции. Сегодня люди широко применяют его, не уделяя должного внимания его достоинствам и недостаткам. Тем не менее характеристика материала – ключевая информация, с которой важно ознакомиться перед осуществлением покупки.

Преимущества полистирола

Среди преимуществ этого материала:

• материал доступен в разных формах благодаря современным технологиям производства. Полистирол представляет собой тип термопластика, которому легко придать разную форму после нагревания. Помимо этого, его форму можно изменять более одного раза;
• есть возможность приобрести этот материал в разных цветовых вариантах. Это делает его пригодным для использования в местах, где цветовое решение играет важную роль. Тем не менее самый распространенный цвет полистирола, представленный на рынке — белый;
• при аэрации с использованием двуокиси углерода полистирол можно использовать в качестве изоляционного материала для любого типа постройки;
• возможность производить полистирол в разных формах, делает его экономичным материалом;
• его универсальность делает его пригодным для использования в широком спектре применений;
• этот материал можно переработать. Возможно, это один из наиболее важных аспектов, который следует учитывать при рассмотрении преимуществ и недостатков полистирола.

Недостатки полистирола

Так же, как и любой другой продукт, полистирол имеет не только преимущества. Существуют также различные недостатки материала, которые следует рассматривать перед его покупкой. К недостаткам полистирола относят:

• полистирол легковоспламеняющийся;
• более старые формы полистирола содержат химикаты, которые выделяются в атмосферу при воздействии высоких температур;
• после утилизации, процесс разложения полистирола занимает очень много времени. Из-за этого многие экологи считают, что использование данного материала стоит свести к минимуму;
• хотя некоторые типы полистирола могут быть переработаны, сбор пены для рециркуляции требует больших затрат;
• полистирол очень легко ломается.

Полистиролбетон — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Полистиролбетон — разновидность лёгкого бетона — представляет собой композиционный материал, в состав которого входит портландцемент, пористый заполнитель — гранулы вспененного полистирола, вода, а также воздухововлекающая добавка (СДО). Благодаря сочетанию теплоизолирующего материала, которым являются полистирольные гранулы и бетона в одном продукте удалось получить оптимальную комбинацию характеристик для строительного материала — устойчивость к гниению, гидрофобность, высочайшие показатели несущих характеристик, теплоизоляции, огнезащиты, звукопоглощения, морозоустойчивости и периодов замерзания/размораживания (срок эксплуатации).

• Полистиролбетон применяется в ограждающих конструкциях каркасных зданий, несущих стенах и перегородках, как утеплитель стен, полов, чердаков, кровли, используется для производства строительных блоков и фасадных декоративных утеплительных панелей, жидкого раствора для заливки монолита. Полистиролбетон обладает хорошей конструкционной прочностью. Полистиролбетонные блоки сочетают в себе достоинства бетона (прочность), древесины (легкость обработки) и пенополистирола (высокие тепло- и звукопоглощающие свойства). Полистиролбетон широко применяется в качестве строительной термоизоляции (теплопроводность 0,055 — 0,145 Вт/(м•K))^[1]. Полистиролбетон соответствует следующим требованиям пожарной безопасности (по СНиП 21-01-97): группа по горючести – Г1 (слабогорючие)^{[источник не указан 2484 дня]}, группа по воспламеняемости — В1 (трудновоспламеняемые), группа по дымообразующей способности — Д1 (с малой дымообразующей способностью для плотности от D400 до D600) и Д2 (с умеренной дымообразующей способностью для плотности от D200 до D350), группа токсичности продуктов горения — Т2 (умеренноопасные).

Наполнитель из вспененного полистирола (под торговым названием Styropor®) для бетона был разработан Фрицем Стэстни (нем. Fritz Stastny), ученым из немецкой компании BASF в 1951 году^[2], вскоре после создания пенополистирола. Компания BASF провела первые ориентировочные испытания по использованию пенополистирола в качестве заполнителя для производства полистиролбетона (стиропорбетона). Первоначально высокая стоимость данного сырья не позволила рентабельно использовать его в качестве лёгкого заполнителя. В конце 1967 года были проведены новые исследования направленные на снижение себестоимости и улучшение технологичности изготовления заполнителя. К этому времени пенополистирол, несмотря на цену, стал постепенно вытеснять другие лёгкие минеральные заполнители и становился всё более популярным материалом на строительном рынке. Крупнейшими потребителями в мире пенополистиролбетона являются Канада, США и Западная Европа (прежде всего Германия и Франция). Крупнейшими производителями сырья для наполнения полистиролбетона в мире являются BASF, Dow Chemical и Nova Chemicals.

Полистиролбетон используется:

• в классическом строительстве домов
• в монолитном домостроении
• для тепло- и звукоизоляции стен, крыш, полов, плит, перекрытий. Такой полистиролбетон называют монолитным.
• нестандартные решения

Преимущественно изготавливают полистиролбетонные блоки плотностью от 200 до 600 кг/м³:

• D 200-300 — применяется в качестве утеплителя;
• D 300-350 — применяется в качестве ненесущих стен;
• D 400-600 — наружные несущие стены малоэтажных зданий;^[3]
• D 450-600 — применяется в качестве несущих, ограждающих конструкций в малоэтажном строительстве.

Использование в нестандартных ситуациях[править | править код]

Нестандартные решения при использовании полистиролбетона. Одной из сфер использования полистиролбетона являются нестандартные решения. Полистиролбетон может использоваться для:

1. Уменьшения веса на конструкцию
   • при устройстве наклонообразующего слоя пола на плавучем средстве (баржа, переделанная под ресторан) для уменьшения нагрузки на конструкцию. Дополнительной причиной использования была гигроскопичность полистиролбетона, что позволяет не растрескиваться под действием линейных нагрузок (средство находится на не устойчивой поверхности — воде)
   • при устройстве плиты перекрытия из профилированного настила с заполнением полистиролбетоном (профлист должен нести нагрузку)

1. • при устройстве полистиролбетона на 1 и 2 этаже плавучего дома (уменьшение веса)
   • при устройстве полистиролбетона в бассейн
2. Заполнение пространства
   • при устройстве из полистиролбетона ограждения, забора
   • при устройстве полистиролбетона в бетонные ростверки (заполнение внутреннего пространства ростверка)
   • при устройстве полистиролбетона в стенки дома (заполнение ограждающей конструкции)

Использование в качестве утеплителя[править | править код]

Материал может использоваться для утепления зданий и сооружений. Возможность использования в качестве утеплителя определяется теплотехническим расчетом. ^[1]

Благодаря пористой структуре полистиролбетон обладает рядом преимуществ:

• Отличными теплоизоляционными и звукоизолирующими свойствами, нежели обычный бетон. Это позволяет избежать дополнительного утепления с помощью пенопласта, минеральной ваты или пеностекла.
• Экономичность. Полистиролбетон одновременно является и конструкционным, и изоляционным материалом, и как сказано выше, не требует дополнительной изоляции.
• В соответствии с новым утвержденным ГОСТом полистиролбетон относится к группе горючести НГ. Не горюч и огнестоек.
• Низкая нагрузка. Полистиролбетонные конструкции имеют меньшую, по сравнению с бетонными, массу, что снижает расходы на транспортировку, кладку и обработку. Массовая нагрузка сооружения получается меньшей, что существенно снижает затраты на возведение фундамента.
• Технологичность. Полистиролбетон по простоте обработки сравним с деревом: он легко пилится, сверлится, в нем хорошо держатся саморезы.
• Экологическая чистота аналогична бетону. При производстве полистиролбетона используются цемент, вода и гранулы пищевого полистирола.
• Водопоглощение полистиролбетона существенно ниже, чем у пенобетона, потому как поры в материале изолированы друг от друга и вода впитывается только поверхностью. У обычного бетона, однако, этот показатель еще ниже.
• Паропроницаемость сравнима с паропроницаемостью дерева (сосна поперек волокон), что объясняет благоприятный микроклимат сравнимый с проживанием в деревянном доме.
• Благодаря низкому водопоглащению имеет высокий коэффициент морозостойкости.
• Высокая прочность монтажа крепёжных материалов(дюбель-саморезов, анкеров)
• Стены из полистиролбетона имеют высокие показатели сцепления со штукатурной смесью, а значит, не требуют особой подготовки перед оштукатуриванием.
• Усадка полистиролбетона в четыре раза меньше, чем у газобетона и пенобетона.

• Свойства материала в значительной степени определяются бетонной составляющей.

• ГОСТ Р 51263-99 «ПОЛИСТИРОЛБЕТОН. Технические условия» (отменен 01.07.2013)^[4]
• ГОСТ Р 51263-2012 «ПОЛИСТИРОЛБЕТОН. Технические условия» (отменен с 01.07.2018)^[5]
• ГОСТ 33929-2016 «ПОЛИСТИРОЛБЕТОН. Технические условия» (действует с 01.04.2017)
• Технические условия ТУ на полистиролбетон