8-3842-33-85-00 - магазин жидких обоев

г. Кемерово, Рынок "Привоз" бокс №1

Полистирол что за материал – Утепление пола пенополистиролом: структура и особенности, разновидности материала (с фото и видео) | Блог о строительстве и ремонте

Содержание

что это за материал, физические свойства, виды

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

Читайте в статье

Полистирол как утеплить

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

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

Особенности материала и технические характеристики

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

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

Получение строительного полистирола может быть осуществлено несколькими методами:

  • Эмульсионный.
  • Суспензионный.
  • Блочный.

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

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

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

Преимущества использования

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

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

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

Технология утепления жилища: в каком виде используется

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

Пенополистирол (EPS)

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

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

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

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

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

Экструдированный пенополистирол (XPS)

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

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

Подготовка поверхности к утеплению

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

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

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

На что сажают ЭППС плиты

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

Монтаж утеплителя на клей

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

Выполняется эта работа в следующей последовательности:

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

Начинать выкладывать материал рекомендуется с любого нижнего угла.

Монтаж на грибки

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

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

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

Монтаж утеплителя на каркас

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

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

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

Советы и рекомендации по утеплению полистиролом

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

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

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

Получение полистирола вспененного и листового

ПС и сополимеры стирола

Полистирол (ПС, PS, polystyrene) – это твердый, аморфный полимерный материал, получающийся путем полимеризации стирола и относящийся к категории термопластов. Полистирол бывает общего назначения (ПСОН, GPPS), ударопрочный, вспенивающийся, а также разработано большое количество прочих сополимеров стирола. Ударопрочный ПС (УПС, УПМ) является блоксополимером стирола и каучука. Полимер в чистом виде достаточно хрупок, нуждается в модификаторе ударной вязкости или других аддитивах.

Ударопрочный полистирол за счет включений каучуковых мономерных звеньев обладает большей гибкостью и ударной вязкостью. При этом он имеет более низкую прочность на растяжение и термостойкость, чем ПС общего назначения. Также каучуковые звенья в УПС снижают его хрупкость и ухудшают оптические свойства материала. Такой сополимер отлично подходит для получения листов с дальнейшим термоформованием продуктов.

Вспенивающиеся полистиролы (ПСВ) – группа материалов, в состав которых включены специальные вспенивающие агенты, они применяются для изготовления пенопластовых изделий. ПСВ имеют отличные теплоизоляционные характеристики, минимальный удельный вес и используются для производства упаковки и отделочных строительных материалов.

Полистиролы в России производят ОАО «Нижнекамскнефтехим», ООО «Газпром нефтехим Салават», ООО «Стайровит» (Группа «Пеноплэкс»), и СИБУР (выпускает ПСВ).

Получение

Как следует из названия полимера, полистирол получают путем полимеризации стирола или фенилэтилена, представляющим собой жидкое вещество, имеющее резкий запах. Синтез проходит в массе в присутствии катализатора. Схематически реакция полимеризации стирола показана на рис.1. Обычно ПС выпускают в форме гранул от 2 до 5 мм в диаметре, расфасованных в мешки по 25 кг.

Изображение синтеза ПС

Рис.1. Синтез ПС

Свойства

ПС при нормальных условиях выглядит как аморфное стекловидное вещество. Примерно при 80 градусах С пластик становится высокоэластичным, при 239 градусах С плавится. Ниже приведены основные свойства ПС общего назначения (GPPS).

— плотность около 1060 кг/куб.м;

— высокая хрупкость;

— минимальная температура эксплуатации -40°С;

— максимальная температура эксплуатации +75 °С;

— невысокий коэффициент термического расширения;

— хорошая водостойкость и химстойкость, в том числе к кислотам и щелочам;

— слабое влагопоглощение;

— хорошая стойкость к радиации;

— слабая стойкость к ультрафиолетовым лучам;

— сильные электроизоляционные свойства;

— высокая пожароопасность;

— экологически чистый, некоторые марки имеют пищевой допуск.


Разновидности стирольных пластиков

Помимо ПСОН промышленность производит большое количество других модификаций стирола и его сополимеров с другими мономерами. Рассмотрим наиболее часто применяющиеся из них.


  1. Гомополимер

GPPS — полистирол аморфного типа общего назначения.

SPS — кристаллизующийся синдиотактический ПС.

  1. Сополимеры

Аббревиатура

Расшифровка по-русски

ABS

АБС-пластик

ASA

АСА-сополимер  

HIPS

ПС высокой ударной прочности, УПС  

MABS

Прозрачный АБС  

SAN

САН  

SBS

Стирол-бутадиен-стирольный термоэластопласт

SEBS

Стирол-этилен-бутилен-стирольный термоэластопласт

Переработка

Полистирол и сополимеры являются одной из самых крупнотоннажных групп полимеров, производимых в мире. Технология их переработки, как правило, не представляет большого труда. Полимеры стирольной группы могут перерабатываться всеми основными методами. Причем хуже всех поддается переработке именно самый простой ПСОН ввиду своей хрупкости, ломкости и склонности к растрескиванию при любых напряжениях (в том числе внутренних). Это связано с тем, что линейная усадка ПС при переработке может достигать трех процентов, тогда как относительная деформация до разрушения обычно меньше этого значения. Сополимеры стирола перерабатываются без каких-либо проблем.

Полистирольные листы и плиты (в том числе из вспененного ПС или EPS) получают методом экструзии на плоскощелевых экструзионных линиях, это касается и вспененного ПС. Зачастую, лист не является самостоятельным изделием и отправляется на дальнейшую переработку методом пневмо- или вакуумформования (термоформования) в упаковочные продукты или одноразовую посуду. Термоформование производится либо на специальных машинах периодического действия, либо на автоматических термоформовочных линиях высокой производительности.

Изображение виды вспененного материала EPS

Рис.2. Виды вспененного материала EPS

Литьем под давлением из ПС производят товары для дома, кухни (масленки, хлебницы, баночки для хранения сыпучих и т.п.), автомобильные и строительные изделия и т.д. Для переработки полистирольных пластиков литьем нет необходимости в специальном оборудовании. Можно применять стандартные термопластавтоматы и использовать любые разновидности форм, в том числе горячеканальные, запорные, многокомпонентные и т.п. Важно иметь ввиду, что литьевые уклоны для ПСОН желательно проектировать больше, чем для других термопластов (не менее 2 градусов). Это связано с описанной выше совсем небольшой относительной деформацией при разрушении. Кроме того, отливку в форме нельзя сильно охлаждать, желательно извлекать изделие как можно более горячим.

Для окраски изделий из ПС в массе существуют специальные суперконцентраты пигментов на основе полистирола. Также при малом процентном вводе и невысоких требованиях к прозрачности, полистирольные изделия можно окрашивать СКП на основе полиолефинов.

Вспенивающийся ПС (не путать со вспененным) перерабатывается на специальных машинах, где вспенивание происходит при помощи горячего пара. Таким образом выпускают защитную пенопластовую упаковку и строительные отделочные плитки, профили, панели.


Применение

Уникальные свойства ПС и пластиков полистирольной группы, вариативность их свойств, относительная простота и доступность привели к тому, что стирольные полимеры стали очень популярны в различных областях применений. Их используют в том числе:

  1. В домашнем хозяйстве, прежде всего на кухне. ПС применяется для производства многочисленной недорогой кухонной утвари и посуды, например всем известных недорогих пластиковых кружек с печатью. Практически все изделия с высокой степенью прозрачности и твердости в наших домах изготовлены из полистиролов, таких как САН и т.п. ПС – безусловный лидер по выпуску посуды и столовых приборов однократного применения, которые, однако, переживают не лучшие времена и подвергаются ограничениям и запрету во многих странах.

Изображение хлебницы – классического ПС изделия для кухни


Рис.3. Хлебница – классическое ПС изделие для кухни

  1. Для строительной индустрии из полистирола и его производных выпускают теплоизолирующие и мембранные материалы, сэндвич-панели, отделочные материалы, остекление, звукоизоляцию, клеи и краски и т.п. Полистирол в форме прозрачных или цветных листов применяют внутри зданий и даже снаружи вместо неорганического стекла, для изготовления вывесок, душевых, теплиц, перегородок, дверей.

  2. В медицине из ПС состоят корпуса медоборудования, посуда, компоненты одноразовых изделий и т.д.

  3. В светотехнике из полистиролов изготавливают рассеиватели недорогих светильников. Особенно это направление обрело популярность в последние годы ввиду распространения светодиодов, которые не нагревают светильник так сильно, как лампы накаливания.

  4. В электротехнике ПС используют для производства фильтров, элементов электроизоляции, и других деталей.

  5. Широчайшее значение материал имеет в упаковке. ПС пленка в огромных количествах применяется для изготовления контейнеров, лотков (используется также вспененный полистирол), коррексов и проч. Кроме того ПС используют наряду с ПВХ для выпуска все более популярной блистерной упаковки.

  6. Кроме того, полистирол используют для производства пластиковых карт, канцтоваров, детских товаров, корпусных деталей, сантехнических компонентов, в дизайне и рекламной индустрии и т.д.

Экология и вторичная переработка

Полистирол безопасен для здоровья человека и живых организмов. Однако, мономер, из которого получается пластик – стирол вещество достаточно опасное. В случае деструкции ПС (например, при горении или даже при переработке) он может выделяться вкупе с некоторыми другими ядами. Нужно иметь этот факт в виду, и принимать меры против возгорания в помещениях, отделанных полистиролом.

Вторичная переработка ПС аналогична переработке других полимеров. Полистирольные изделия собирают, моют, сушат, а затем регранулируют на грануляторах экструзионного типа. Проблему составляет отделить стирольные пластики от других полимеров похожего внешнего вида и плотности. Также дело портит большое разнообразие самих сополимеров стирола и небольшой объем применения каждого из них по сравнению с общей массой полимеров.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Полистирол — 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.Полистирол 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.

ПолистиролИзделия 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 Полистиролинструменты, 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.

Полистирол — основные виды и марки

Полистирол — основные виды и марки

Подробности
Опубликовано: 10.06.2014 06:33

Понятие и свойства полистирола.
Полистирол является синтетическим полимером и представляет из себя продукт полимеризации стирола. Его отличает наличие ряда следующих свойств: термопластичность, высокая степень прочности, надежные диэлектрические свойства, устойчивость к воздействию оказываемому какими-либо щелочами и кислотами (за исключением уксусной и азотной). Имеет хорошую устойчивость к воздействию радиоактивного излучения, но сильно поддается лучам ультрафиолета.

polystyrene head


Данный полимер физиологически является безвредным, хорошо поддается механической обработке. Имеется возможность формовки и окраски полистирола. Обладает стойкостью к действию низких температур, устойчив к воздействию воды, имеет низкие показатели поглощения влаги.

Полистирол имеет массовое применение в следующих формах:

Полистирол общего назначения
Полистирол общего назначения представляет из себя материал прозрачного цвета, который хорошо окрашивается, поддается необходимой обработке. Представляет из себя продукт полимеризации стирола. Он используется для изготовления изделий методом термоформования. Полистирол данного вида является хрупким, с невысокой ударной прочностью и небольшой теплостойкостью (температура для размягчения – 90-95 градусов). Наиболее распространенными марками данного вида полимера являются:
Получаемые посредством полимеризации в массе (М):


— ПСМ-115 – используется для изготовления товаров и изделий народного потребления при помощи метода литья;
— ПСМ-111 – обладает повышенными качествами теплостойкости, используется при изготовлении изделий светотехнического назначения и других товаров методом литья;
— ПСМ-118 – при помощи метода литья, осуществляемого под давлением, применяется при изготовлении технических товаров, иных товаров со сложной конфигурацией. Данная марка обладает высокой степенью текучести;
— ПСМ-151 – характеризуется небольшой текучестью и повышенными теплостойкостными качествами. При помощи экструзионного метода используется при изготовлении пленок, нитей (необходим высший сорт полимера), профилей и листов, иных товаров.

 

polystyrene moda

Суспензионный полистирол (С):
— ПСС – данная марка полимера применяется в технических изделиях, а также в других изделиях, предназначенных для массового потребления.

Эмульсионный полистирол (Э):
— ПСЭ-1 — данная марка применяется для выработки пенопласта;
— ПСЭ-2 – используется для изготовления технической продукции, при изготовлении пеноплит.

Ударопрочный полистирол.
Ударопрочный полистирол представляет из себя бесцветный материал, не обладающий прозрачностью. Данный продукт производится в стабилизированном виде в форме гранул белого цвета. Для данного вида полимера используются такие методы переработки, как экструзия с дальнейшим вакуум – или пневмоформированием и литье под давлением.

Данный полимер обозначается буквами УП (ударопрочный) и буквой, которая показывает метод синтеза: М – обозначает полимеризацию в массе; Э – эмульсия; С – суспензия. В цифрах, которые следуют за буквами через тире указывается имеющаяся ударная вязкость, а также иные технические параметры. Ударопрочный полистирол имеет высокие температурные показатели ударной вязкости. Низкие показатели свето- и термостойкости, связанные с присутствием каучуковой фазы, являются недостатком данного вида полимера.

Купить полистирол можно на этой странице!

 

Полистирол

ИСТОРИЯ ПОЛИСТИРОЛА

История полистирола, как и история полимерных пластмасс вообще, началась вместе с XX веком, хотя новое органические соединения на основе смолы styrax, в последствие известное как стирол, было выделено еще в 1831 году. Большой вклад в изучение и развитие отрасли производства этого полимера внесли Остромысленский и Штаудингер. И.И. Остромысленский стал ученым, впервые установившим строение стирола. Легкая полимеризация стирола и широкие возможности для применения его стеклообразных производных привлекали промышленников. Штаудингер наладил первое производство полистирола, и первый патент на изготовление полимеров стирола был зарегистрирован в Германии еще в 1911 году. С тех пор объемы производства нового полимера в стране неукоснительно росли.

Однако долгое время рост производства полистирола в мире сдерживался высокими ценами на исходные материалы. Толчком к развитию новой подотрасли, как это часто бывает, послужила война. Свойства полистирола позволили применять его в качестве загустителя для напалма: плавкое, долго горящее вещество, которое невозможно потушить водой, могло превратить бензиновый напалм в страшное оружие. Технология впервые была разработана в США во время второй Мировой: тогда для этого вида оружия стал использоваться стирольный каучук. Это позволило существенно сбить цены на мономер. Полистирольный напалм широко применялся во Вьетнамской войне.

После войны развитие мирного производства полистирола продолжалось самостоятельно. Разработка пенополистирола, ударопрочного полистирола и АБС-пластиков сделала полимер третьим по популярности в мире после полиэтилена и ПВХ. Сейчас полимер с успехом заменяет стекло в световой технике, широко применяется в строительстве, декоративной отделке и упаковке.

В Советском Союзе процесс развития отрасли мало отличался от мирового: рост производства в послевоенные годы привел к быстрому освоению всех основных способов получения полистирола (свободнорадикальная полимеризация в массе, эмульсии и суспензии). Сейчас дляполимеризации стирола в отечественной промышленности используются α-метилстирол, метилметакрилат, ударопрочные сополимеры с каучуком, двойные и тройные сополимеры с акрилонитрилом (включая АВС-пластики) и т.д.

Сейчас активно развивающейся отраслью является переработка полистирола и других пластиков, так как полимерные отходы не считаются ядовитыми и в огромном количестве накапливаются в виде неразлагающегося мусора. Основные направления отрасли – это вторичная переработка, которая приводит к получению пластмасс низкого качества, и деполимеризация.

ВИДЫ ПОЛИСТИРОЛА

Полистирол – термопластичный аморфный полимер.

Отличается твердостью и жесткостью. Полистирол классифицируют по нескольким основаниям:

По характеру пространственного расположения бензольных колец относительно молекулярной цепи выделяют:

  • атактический (аморфный) полистирол;

  • изотактический полистирол;

  • синдиотактический полистирол.

АТАКТИЧЕСКИЙ (АМОРФНЫЙ) ПОЛИСТИРОЛ.

Полистирол этого типа имеет структурную формулу:

Основной особенностью является неупорядоченное расположение бензольных колец по обе стороны цепи. Формирование этого вида полимера происходит при достаточно низких температурах, он обладает наиболее высокой растворимостью среди всех видов полистирола. Это самый продуктивный полистирол, наиболее широко применяющийся в промышленности.


ИЗОТАКТИЧЕСКИЙ ПОЛИСТИРОЛ

Его структурная формула выглядит следующим образом:

Бензольные кольца макромолекулы изотактического полистирола расположены только с одной стороны цепи, если придать ей правильную зигзагообразную форму. Характеристиками этого полимера, в отличие о атактического полистирола, будет высокая кристаллизация, твердость и прочность. Температура плавления также довольно высока (до 230оС). В промышленности не применяется (обозначение IPS применяется для ударопрочных марок полистирола).


СИНДИОТАКТИЧЕСКИЙ ПОЛИСТИРОЛ

Структурная формула синдиотактического полистирола строго упорядочена и имеет следующий вид:

Полимерная цепь включает строго чередующиеся справа и слева бензольные кольца. Это наиболее прочный, твердый и тугоплавкий полимер из всех перечисленных. В промышленности применяется для изготовления высокопрочных термостойких и химически стойких деталей.

По способу получения полистирол может быть:

  • Эмульсионным (ПСЭ),

  • Суспензионным (ПСС),

  • Получаемым в массе или блочным (ПСМ).

ЭМУЛЬСИОННЫЙ ПОЛИСТИРОЛ ПСЭ

Это один из первых способов получения полистирола. Применялся пионерами производства полимеризированного стирола и безнадежно устарел, так что в современном производстве давно не применяется. Способ заключался в проведении реакции полимеризации в водно-щелочном растворе при невысоких температурах (85-95 °C). При этом использовались: стирол, вода, эмульгатор (соли жирных кислот и сульфокислот, мыло) и инициатор полимеризации (двуокись водорода или персульфат калия). Стирол очищался от замедляющих реакцию требутил-пирокатехина и гидрохинона. Реактор наполнялся смесью воды с касторовым маслом, затем вводился стирол и инициаторы полимеризации при постоянном тщательном перемешивании, и смесь начинала нагреваться. Поступающий из капель эмульсии мономер, растворённый в мыле, постепенно полимеризовался. На стадии 20 % полимеризации мицеллярное мыло расходовалось и далее реакция разворачивалась уже внутри частиц полимера. Завершение процесса происходило при содержании в растворе стирола не более 0,5 %. Эмульсия помещалась в другой резервуар, где начиналась стадия осаждения: эмульсию сгущали раствором поваренной соли и сушили.

В результате получался полимер в виде порошка (размер частицы не более 0,1 мм). Однако полностью удалить примеси (участвовавшие в реакции щелочи) не удавалось, и готовый полистирол получал желтоватый оттенок.

СУСПЕНЗИОННЫЙ ПОЛИСТИРОЛ ПСС.

Метод, также утративший свою актуальность. В современной промышленности применяется для получения сополимеров стирола или при изготовлении пенополистирола (пенопласта). Стирол помещается в реактор и перемешивается с водой с добавлением стабилизаторов эмульсии (поливинилового спирта, полиметакрилата натрия, гидроксида магния) и инициаторов полимеризации (те же вещества, что использовались ранее при эмульсионном изготовлении полистирола). При постепенном нагревании до средних температур (130о С) под давлением стартует процесс полимеризации. Из полученной смеси полистирол выделяется с помощью центрифугирования, затем промывается и сушится.

ПОЛИСТИРОЛ, ПОЛУЧАЕМЫЙ В МАССЕ (БЛОЧНЫЙ ПОЛИСТИРОЛ) ПСМ.

Наиболее эффективный метод, активно применяющийся для изготовления полистирола на современных предприятиях. Процесс может проходить по пути полной и неполной конверсии: в первом случае реакция завершается на стадии полимеризации 80-90% массы, во втором – при полимеризации 50-60%. Процесс превращения стирола в полистирол происходит последовательно (в три стадии) в бензольной среде при постепенном повышении температуры от 80 до 220о С. Остаточный мономер удаляют вакуумным способом и снова возвращают в начало цикла. Конечный продукт отличается высоким качеством и чистотой.

По назначению выделяют три основных вида промышленного полистирола:

  • Ударопрочный (HIPS),

  • Общего назначения или прозрачный (GPPS),

  • Экструдированный пенополистирол (EPS).

УДАРОПРОЧНЫЙ ПОЛИСТИРОЛ HIPS.

Высококачественный листовой материал, прочность и эластичность которого обусловлена включением в состав бутадиенового или бутадиен-стирольного каучуков. Легкость, морозостойкость и нечувствительность к щелочам и кислотам делают возможным его применение в пищевой промышленности, а также в наружной отделке, рекламе и т.д. Область применения ударопрочного полистирола охватывает практически все сферы человеческой деятельности, что обуславливается универсальностью этого материала: в зависимости от обработки он может быть глянцевым и матовым, гладким и рифленым, светорассеивающим и цветным. Эти свойства позволяют использовать ударопрочный полистиролпри отделке, изготовлении игрушек, одноразовой посуды, упаковки и прочего. Отдельные разновидности имеют специфическое назначение. Так в холодильной технике применяется особый фреоностойкий полистирол, в наружном оформлении используется ударопрочный полистирол с добавлением УФ-стабилизаторов, обеспечивающих защиту от пожелтения в результате воздействия солнечных лучей.

ПОЛИСТИРОЛ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ ИЛИ ПРОЗРАЧНЫЙ ПОЛИСТИРОЛ GPPS.

Имеет широкую сферу применения. Это неударопрочный, хрупкий материал с низкой плотностью. Характеризуется высокой жесткостью. Химически и влаго- устойчив и потому долговечен, кроме того обладает ровной гладкой поверхностью и имеет высокую степень прозрачности, поэтому широко применяется в качестве недорогого аналога оргстекла. Одним из недостатков полистирола общего назначения является его низкая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и хрупкость, что ограничивает сферу применения и затрудняет транспортировку.Прозрачный полистирол широко применяется в светотехнике, наружной рекламе, внутренней декоративной отделке. Это дешевый материал с большим сроком службы.

ЭКСТРУДИРОВАННЫЙ ПЕНОПОЛИСТИРОЛ EPS.

Изготавливается из полимеризированного стирола методом экструзии: в полистирол добавляют вспенивающий агент (фреоны различной жесткости или системы на базе CO2 – более современный агент) и газ и смешивают под большим давлением при высокой температуре. Затем расплавленную массу продавливают через экструдер, в результате чего получают шарообразные легкие гранулы с крошечными ячейками (до 0,2 мм), заполненными воздухом. Вспененный полистирол формуется в зависимости от назначения (блоки, пласты и т.д.).

Область применения вспененного полистирола очень широка. Прежде всего, это уникальный утеплитель, который применяется в строительстве уже более 60 лет и до сих пор не имеет аналогов с такими же характеристиками. Долговечность, устойчивость к химическим воздействиям, грибкам, влаге и сдавливанию делает его универсальным строительным материалом. Эти же свойства делаютэкструдированный пенополистирол прекрасным материалом для изготовления изотермической и упаковочной тары для пищевых продуктов и других упаковок, для моделирования и производства отдельных деталей ульев, плавательных средств и др. Кроме того вспененный полистиролодин из наиболее экологичных полимерных материалов, однако большой проблемой является высокая горючесть экструдированного пенополистирола, которая часто приводит к возгоранию помещений, при строительстве которых использовался этот материал.

Ударопрочный листовой полистирол: производство и применение

Молекула ударопрочного полистеролаУдаропрочный полистирол получил широкое распространение благодаря низкой стоимости исходного продукта и свойствам, позволяющим применять его в различных отраслях промышленности.

Основным недостатком данного материала является горючесть и растворимость в большинстве ароматических углеводородов. Горение полистирола сопровождается повышенным выделением копоти и вредных для здоровья веществ. Плавление полистирола происходит при температуре от 1600С. Полистирол легко растворяется в любых растворителях, бензине, дихлорэтане, но нерастворим в воде.

Ударопрочный полистирол является непрозрачным бесцветным материалом, который окрашивается в различные цвета при производстве. Основные свойства полистирола:

  • высокая прочность;
  • влагонепроницаемость;
  • в твердом состоянии не выделяет вредных для здоровья человека веществ;
  • диэлектрические свойства;
  • легкоплавкость;
  • морозостойкость;
  • легкость механической обработки.

Благодаря этим свойствам ударопрочный полистирол применяется: в электрической промышленности для изготовления изоляторов и диэлектрических изделий; пищевой промышленности для изготовления контейнеров для пищевых продуктов и одноразовой посуды; медицинской промышленности для одноразовых инструментов; в строительстве для изготовления душевых кабин и ванн. Самое широкое распространение ударопрочный полистирол получил в рекламной сфере при изготовлении рекламных конструкций.

Шарики полистирола

Производство ударопрочного полистирола

В промышленности ударопрочный полистирол получают путем радикальной сополимеризации стирола с помощью блочного способа непрерывного производства.

Основные исходные материалы:

  • Стирол. Бесцветная жидкость, является продуктом пиролиза и гидрокрекинга углеводородных соединений. Отличается резким специфическим запахом. Обладает канцерогенными и раздражающим воздействием на организм человека. Легко полимеризуется с образованием твердого стекловидного вещества. Полимеризация происходит при комнатной температуре. Без добавления стабилизаторов при произвольной полимеризации возможно взрывообразование.
  • Каучук. Для приготовления раствора для полимеризации используют бутадиеновые каучуки. Для этого каучук режется дисковыми пилами и затем измельчается до получения мелкодисперсной массы с размером частиц менее 50 мкм.

В стирол добавляется мелкодисперсный каучук и помещается в ротационную установку. Массовая доля каучука составляет 7%. При температуре 60-700С в ротационной установке формируется раствор каучука на протяжении 20 часов. В получившийся каучуковый раствор добавляются различные добавки (пластификатор, регулятор, инициатор, стабилизатор), затем раствор подогревается и отправляется на полимеризацию.

Полимеризация происходит путем добавления раствора каучука в стирол при температуре 900С в реакторе. При достижении содержания раствора в стироле 25-30% производят перемешивание полимерного вещества в течении 4-5 часов. Затем получившееся полимерное вещество поступает в автоклавную установку, в которую предварительно загружают жидкое вещество-стабилизатор.

При работающей ротационной машине реактора полимерную массу подают в автоклав, где при постоянном повышении температуры до 1300С образуется суспензионная смесь на протяжении 9-10 часов. Получившуюся суспензию пропускают через сито, отделяющее образовавшуюся корку от суспензии. Затем производится разбавление суспензии деминерализованной водой, после чего из получившегося раствора с помощью центрифуги выделяют твердую фракцию, являющуюся гранулированным ударопрочным полистиролом, который сушится и упаковывается.

Сырье для производства ударопрочного полистирола

Изготовление листового ударопрочного полистирола

Ударопрочный полистирол листовой производится в виде листов стандартных размеров различной толщины экструзионным методом. Исходным материалом является гранулированный полистирол, красящее вещество и добавки для получения необходимых свойств. Данные вещества смешиваются в дозаторе и подаются в экструдер. Экструзионная машина расплавляет полученную смесь при температуре 1850С и выдавливает через калиброванное отверстие, образуя лист необходимой толщины и ширины. Полученный лист захватывается ленточным конвейером, на котором он охлаждается воздушным способом.

После охлаждения материала до температуры 1500С лента ударопрочного полистирола направляется на нанесение полиэтиленовой защитной пленки. Проходя через систему роликов, пленка наносится на обе стороны материала. Она защищает поверхность полистирола от механических повреждений во время транспортировки и монтажа. По завершении процесса нанесения защитного покрытия полистирол режется по длине с помощью циркулярного отрезного круга.

Применение ударопрочного полистирола

Изготовление изделий из листового полистирола производится методом вакуумоформирования или термоформирования.

При вакуумоформировании лист необходимого размера помещается в формовочную машину. Здесь производится двухстороннее нагревание листа до температуры размягчения материала – около 1600С. Затем нагревательные поверхности отводятся и снизу подводится матрица, к которой с помощью вакуумирования прилегает лист ударопрочного полистирола. При термоформировании материал нагревается почти до температуры плавления и методом штамповки получают необходимую форму изделия.

Цвета листов полистирола

Опасен ли полистирол

Опасен ли полистирол

Подробности
Создано: 05.01.2017 19:02

Полистирол все чаще используется для производства пенопласта, пленочных пакетов, одноразовой посуды и многих других вещей. Благодаря каким свойствам материала это стало возможно?

Искусственный полимерный материал полистирол получается в процессе полимеризации стирола. Себестоимость производимого материала невысока. В связи с этим полистирол все чаще применяется в производстве. Характерные свойства полистирола – это жесткость, ломкость и термостойкость. Этот материал отличается высоким уровнем морозостойкости. Он светопроницаем и диэлектричен.

Из-за большого количества положительных свойств полистирол часто используется в различных отраслях производства. Диэлектрические свойства материала привлекли производителей радиотехники, поэтому его используют при изготовлении различных антенн и кабелей. Светопроницаемые свойства привлекли изготовителей линз и оптических стекол. В здравоохранении и медицине одноразовые инструменты, оборудование для переливания крови и проведения инъекций содержат полистирол.

опасен ли полистирол

В основе производства пенопласта также лежит полистирол. Пенопласт используется как упаковочный материал, утеплитель при строительстве ремонте зданий и помещений, для улучшения звукопроницаемости строений. При производстве пенопласта используется следующая технология: стирол нагревается, в доведенную до определенной температуры смесь добавляются парообразующие примеси. Происходит выделение газа. В полистирольной массе начинается процесс брожения, который можно сравнить с дрожжевым тестом. Затем смесь охлаждают, а из застывшей массы делают блоки пенопласта.

Такие строительные материалы, как теплоизоляционные плиты, звукоизоляционные панели, блоки для опалубки и конденсаторы, также содержат полистирол. Потолочные плитки, которые часто используют для декорирования квартир и офисных помещений, тоже содержат в своем составе данный элемент. Домашняя бытовая упаковка – это пленка и пленочные пакеты, в основе производства которых лежит полистирол. Ударопрочность химического соединения способствует созданию упаковки из указанного химического материала для любой продукции: стекла, электроники, техники и приборов.

Полистирол можно встретить в составе одноразовых приборов (тарелок, чашек, ложек и др.), канцелярских предметов (ручек, фломастеров, карандашей), упаковки для компьютерных дисков, бытовой техники и т. п. Даже детские игрушки содержат в своем составе данный материал. Получается, что химически созданный материал полистирол находится постоянно рядом с человеком. Закономерно опасение, нет ли опасности от его использования.

упаковка для яиц из полистирола

В чистом виде стирол очень токсичен, при воздействии на него высокой температуры и влаги, а также в соединении с кислородом он выделяет опасные химические элементы. Чем сильнее воздействие на предмет, сделанный с использование стирола, тем активнее выделение опасных ядов. Человек, находясь в постоянной близости, вдыхает пары стирола и отравляется. Особенно страдает печень. Подвержены опасности сердце и легкие. Маленькая концентрация стирола в воздухе не приносит вреда, но постоянное его воздействие может стать толчком для развития болезни (например, гепатита).

Во время пожара полистирол грозит человеку смертельной опасностью. При возгорании он образует пламя повышенной температуры, выделяя при этом сильнейший яд. Тушение такого пожара затруднено условиями горения химического соединения. Ядовитые пары, выделяемые полистиролом при горении, затрудняют дыхание, мешают передвижению, наносят смертельный вред живым существам.

Дополнительный вред добавляют полистиролу и всевозможные добавки, которые придают материалу нужные свойства: эластичность, прочность и другие. Не всегда производитель ставит в известность потребителя о составе полистирольного соединения. Иногда просто невозможно перечислить все, что используется в химическом производстве.

Почему же человечество продолжает пользоваться и развивать производство предметов, в состав которых входит полистирол? Почему не останавливают производство предметов из опасного соединения? Это объясняется тем, что при правильном применении и выполнении инструкций, которыми снабжены предметы, вред здоровью человека не причиняется. Отрицательное влияние полистирола на организм человека гораздо ниже, чем, например, от вдыхания автомобильных паров и газов. Знать отличительные особенности материала все-таки необходимо. Полистирол прозрачен и имеет маркировку PS. Встречается и непрозрачный материал, сделанный из взбитого полистирола. Вспенивающийся полистирол используется в качестве фильтрующего материала для очистки воды.

Избежать воздействия стирола на человеческий организм практически невозможно. Можно только уменьшить воздействие его при замене на другие материалы: керамику, дерево, бумагу. При строительстве стоит провести изоляцию, исключить возможность прямого воздействия материалов из стирола. При использовании пенопласта необходимо применить материал, который закроет доступ паров и выделений пенопласта на человека (фанеру, гипсокартон и др.). Легким способом защиты является система своевременного проветривания помещений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *