Полимеризация происходит поэтапно в среде бензола. На первой стадии температура составляет 80-100 °C. На второй стадии – 100-120 °C. Весь процесс происходит непрерывно в реакторах с мешалкой. Процесс считается завершенным, когда степень превращения стирола в полистирол составляет 80-90% по массе. Непрореагировавшее сырье возвращается в начало процесса. Конечный продукт очень чистый, а сам процесс практически безотходный.
Полистирол: что это такое
Полистирол – это жесткий и прочный материал, используемый в строительстве, производстве мебели, рекламы и других отраслях промышленности. Изделия из полистирола прочные и в то же время легкие.
Ниже мы рассмотрим основные свойства, разновидности, способы производства и область применения этого материала.
Содержание
Физические свойства полистирола
Полистирол стал популярным благодаря своей высокой прочности и надежности. Основные физические свойства материала:
- Плотность: 1040-1100 кг/м3
- Насыпная плотность (для гранул): 550-570 кг/м3
- Удельный вес: 1,04-1,06 г/см3
- Ударная прочность: 30-70 кДж/м2
- Прочность на изгиб: 50-87 МПа
- Прочность на сжатие: 46-100 МПа
- Прочность на растяжение: 35-60 МПа
- Электрическая прочность: 50 Гц
- Линейная усадка по форме: 0,6%
Материал не имеет запаха Однородная масса не впитывает влагу и не проводит электричество. Прочный пластик устойчив даже к радиации. Однако его прочность снижается при охлаждении до -40°C и нагревании до 60-90°C.
Полистирол относится к группе термопластов. Так называют твердые материалы, которые при нагревании становятся высокоэластичными или вязкими. Полистирол меняет свою форму и свойства при высоких температурах, плавясь при 240°C.
Являясь диэлектриком, полистирол не является хорошим проводником электричества. Поверхность материала реагирует на электрические разряды. Обработка пластмасс электрическим разрядом называется коронной обработкой и вызывает реакцию окисления. На окисленные участки можно наносить краски.
Полистирол можно использовать для трафаретной печати, офсетной печати, трафаретной печати и нанесения пленки. Этот материал очень любят рекламодатели.
Разновидности полистирола
Ученые обнаружили возможность смешивать полистирол с другими его "стироловыми аналогами": полимерами, сополимерами. Это позволяет получать новые соединения с уникальными свойствами: высокой термостойкостью, ударопрочностью и т.д. Наибольший промышленный интерес представляют блочные, привитые и статические сополимеры.
Существует три типа полистирола:
- общего назначения,
- ударный полистирол,
- экструдированный полистирол.
Давайте рассмотрим каждый из них подробнее.
Полистирол общего назначения
Полимер, характеризующийся высокой хрупкостью и жесткостью. Производится по ГОСТу суспензионно-блочным методом.
Физические свойства: прозрачный материал, повышенная твердость, низкое водопоглощение, радиационная стойкость, отличные диэлектрические свойства, но имеет низкую стойкость к ультрафиолету.
Химические свойства: инертен к воде, кислотам и щелочам, слабо растворим в маслах и растворителях.
Используется для производства бытовой продукции, упаковки для пищевых продуктов, игрушек. Он также используется в производстве рекламных щитов для наружной рекламы.
Полистирол с высокой ударной вязкостью
Продуктом взаимодействия стирола с бутадиеном и стирол-бутадиеновым каучуком является ударопрочный полистирол. Свойства полимера зависят от соотношения стирола и каучука. Различают материал средней, высокой и высокой ударопрочности.
По теплостойкости, твердости и диэлектрическим свойствам этот образец аналогичен своему аналогу общего назначения. Он используется в инструментальной промышленности, мебельном производстве и в быту для изготовления посуды и игрушек. Этот материал характеризуется не только высокой прочностью, но и низкой ценой.
Экструдированный полистирол
Этот полимер производится путем экструзии полимеризованного стирола. С момента своего изобретения в середине 20-го века экструдированный полистирол приобрел большую популярность и не имеет себе равных.
Сфера применения полистирола
Общее применение: полистирол используется в производстве бумажной продукции, игрушек, предметов интерьера и упаковочных материалов. Строительство: используется в производстве теплоизоляции, звукоизоляционных плит, декоративной отделки и клеевых основ. Медицина: используется в производстве станций переливания крови и одноразовых инструментов.
Электротехника: используется в производстве кабелей, антенн, компонентов для крупной бытовой техники.
Промышленность: используется в производстве различных конструкций, а также турбин и генераторов.
Полистирол – доступный, недорогой материал с отличными экологическими свойствами, теплоизоляцией и сверхпрочностью. Каждый вид хорош и незаменим по-своему. На сегодняшний день аналогов этому материалу не существует. А насколько комфортнее и теплее стала жизнь с его появлением! Теперь можно отгородиться от шумных соседей специальными звукоизолирующими элементами, утеплить дом с минимальными затратами, отправиться на барбекю и взять с собой одноразовую посуду. Пластмассы делают нашу жизнь лучше, остается только использовать и утилизировать их экологически безопасным способом.
Физические свойства
Свойства определяют широкий спектр применения. Однако некоторые свойства ограничивают их. Например, хрупкость. Поэтому модификация свойств этого вида инженерного пластика имеет особое значение.
Выделим основные физические свойства "базового" материала:
- линейная структура;
- Прозрачность, бесцветность;
- Хрупкость, аморфность;
- Пластичность для окрашивания;
- Значительный потенциал вторичной переработки.
Вещество имеет низкую плотность, обычно 1060 кг/м3. Полимер нетоксичен. Он является отличным диэлектриком и может использоваться в качестве изолятора благодаря низкой теплопроводности. Его температура стеклования составляет 93 C, а температура самовоспламенения – 440 C.
Химические свойства
Важно понимать, из чего делают полистирол и как получить его менее восприимчивый аналог. Он отличается устойчивостью к разбавленным кислотам и щелочам. Однако он растворяется в собственном мономере без остатка. В общем, его нельзя назвать устойчивым к химической агрессии. Эту характеристику необходимо улучшать путем создания сополимеров.
Среди веществ, в которых материал быстро растворяется, – ацетон, хлороформ, дисульфид углерода и другие. В то же время он обладает хорошей связующей способностью. Его легко обрабатывать и окрашивать. Не вступает в реакцию с водой и обладает минимальным влагопоглощением.
Физические свойства полистирола
- Плотность – 1050-1080 кг/м 3
- Насыпная плотность гранул – 550-560 кг/м 3
- Линейная усадка в форме – 0,4-0,8%
- Нижний предел рабочей температуры – (-40 оС), верхний предел – (+75 оС)
- Электрическое сопротивление при 50 Гц – 20-23 кВ/мм
- Электрическое сопротивление на поверхности – 10 16 Ом, объемное сопротивление при напряжении 1 минуты – 10 17 Ом-см, при напряжении 15 минут – 10 15 Ом-см.
- Коэффициент линейного теплового расширения – 6х10 -5, 7х10 -5 градусов-1
- Теплопроводность – 0,093-0,140 Вт/м*К
- Теплоемкость – 34×10 3 Дж/кг*К
- Электрическая проницаемость – 2,49-2,6
- Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 1 МГц составляет – 3-4X10-4.
Полистирол Термопластичный материал В виде плит он может иметь гладкую поверхность или тисненый рисунок. Белый полимер можно назвать хорошей альтернативой ПВХ и прозрачным вариантом оргстекла.
Он стал популярным благодаря таким свойствам, как гибкость и простота обработки, а также высокая ударопрочность. Он хорошо поддается формовке и формованию, предотвращает потерю тепла, но главное его преимущество – низкая стоимость.
Его также можно назвать идеальной заменой стеклу, поскольку оно прозрачно и легко обрабатывается. Благодаря своим физическим и химическим свойствам он используется в интерьере и экстерьере. Прозрачный полимер часто используется для остекления зданий, он прекрасно пропускает свет, но боится прямых солнечных лучей. Со временем ультрафиолет разрушает материал, делая его желтым и снижая долговечность.
Полистирол давно используется в качестве основы для пенопластов и других материалов на основе пенопласта, путем нагревания смеси материала конвертерами. В процессе производства получается вспененный полистирол, который при охлаждении превращается во вспененную массу, имеющую жесткую структуру с плотными ячейками, заполненными воздухом. Из готового материала 98% составляет воздух и только 2% – сам полимер. 2% – это сам полимер.
Разница между полистиролом и пенополистиролом
EPS – это разновидность вспененного полистирола. Гранулы подвергаются воздействию пара, который увеличивает пространство между частицами. Когда гранулы полистирола разбухают, они слипаются и образуют вспененный полистирол.
Когда гранулированный полистирол с вспененным наполнителем нагревается, полученная пена выдавливается в форму, образуя экструдированный пенополистирол. Пенопласт и пенополистирол ничем не отличаются друг от друга, кроме технологии производства.