Totul despre polistiren

Diverse tipuri de materiale plastice ne-au schimbat radical înțelegerea vieții de zi cu zi - astăzi viața noastră nu mai poate fi imaginată fără anumite lucruri din plastic. Cu toate acestea, există diferite tipuri de plastic, iar fiecare dintre soiurile sale are propriile sale caracteristici specifice care determină utilizarea unei anumite substanțe în anumite zone. Deoarece polistirenul este una dintre cele mai populare opțiuni din plastic astăzi, merită să luați în considerare caracteristicile sale mai îndeaproape.

Polistiren este stiren polimerizat, adică este un produs al industriei chimice. Puteți realiza fabricarea acestuia folosind diverse metode, fiecare având propriile avantaje și dezavantaje, iar pe cele mai populare le vom considera mai detaliat în acest articol de mai jos. în care polistirenul conține doar molecule de substanțe comune precum carbonul și hidrogenul, dar este fabricat din stiren lichid, care, la rândul său, se obține din petrol și cărbune.

Pentru prima dată, polistirenul a fost obținut în primele etape ale revoluției industriale - se știe că în 1839 a fost sintetizat în Germania... Un alt lucru este că producția sa la scară industrială a început mult mai târziu - abia în 1920 și nici atunci în primele decenii nu a fost folosit atât de activ. Abia în timpul celui de-al Doilea Război Mondial în State au devenit cu adevărat interesați de ele, producând cauciuc artificial pe bază de polistiren, iar în URSS producția industrială a acestui material a fost complet amânată până în anii postbelici.

Nu se poate spune că polistirenul modern corespunde pe deplin cu mostrele de acum un secol. - în tot acest timp, oamenii de știință au căutat modalități de a îmbunătăți proprietățile materialului. Datorită acestui fapt, plasticul după cel de-al Doilea Război Mondial a devenit mult mai durabil, inclusiv o rezistență mult mai bună la impacturi - acest lucru a devenit posibil datorită creării de copolimeri de stiren obținuți prin procese chimice și mai complexe.

Corect caracteristicile fizice ale polistirenului modern depind foarte mult de modul în care a fost produs, dar in general, cand vorbim de polistiren simplu fara nicio precizare, ne referim la un material cu parametri foarte specifici. Densitatea sa nu este cea mai mare (1060 kg / m

Masa moleculara De asemenea, substanța nu este deloc specifică și depinde foarte mult de metoda de obținere a polistirenului - de obicei variază de la 50 de mii la 300 de mii, deși variantele de emulsie demonstrează uneori rate semnificativ mai mari. Solubilitate polistirenul este semnificativ într-un număr de substanțe, inclusiv propriul său monomer, precum și în acetonă, hidrocarburi aromatice și esteri.

Polistirenul are proprietăți dielectrice pronunțatecare nu se schimbă indiferent de mediu. Acest material este practic indiferent la efectele distructive ale acizilor și alcalinelor, sărurilor, alcoolilor. Mai sus, am enumerat deja substanțele care încă îl pot dizolva și, de asemenea, oxidează, halogenează, nitratează și sulfonează.

În forma sa originală, fără nuanță suplimentară, polistiren (cel puțin varietatea sa bloc) nu este doar incolor, ci și transparent... Structura practic nu reține lumina vizibilă, trecând 90% din cantitatea acesteia, iar acest lucru permite utilizarea unui astfel de material la fabricarea ochelarilor optici. În același timp, radiațiile ultraviolete și infraroșii nu trec prin suprafețele din polistiren atât de sigur.

Dacă luăm în considerare proprietățile polistirenului drept avantajele care îl fac atât de popular în diverse domenii, în primul rând, merită subliniat următoarele puncte importante.

• Combinație de cost redus și ușurință de procesare... La prețul său, polistirenul poate fi considerat unul dintre principalele motoare ale civilizației moderne, având în vedere proprietățile sale. Nu degeaba astăzi sunt produse atât de multe produse cu participarea directă a acestui material - pur și simplu nu are o alternativă.
• Rezistență chimică bună. Majoritatea substanțelor care pot ajunge pe suprafața polistirenului în viața de zi cu zi nu prezintă niciun pericol pentru acesta - aceasta este o veste excelentă pentru producătorii care doresc să producă produse care se disting prin durabilitate. În același timp, într-un laborator chimic, având la îndemână un set impresionant de reactivi, nu este greu să dizolvi polistirenul.
• Toxicitatea este relativ sigură. Polistirenul emite relativ puțin din orice fum nociv și, din punct de vedere al mediului, cu anumite rezerve, este considerat inofensiv. Cel puțin, experții nu propun nicio restricție privind utilizarea materialelor din polistiren în interiorul spațiilor rezidențiale și chiar și vase din polistiren pot fi făcute.
• Gamă largă de aplicații... Datorită calităților sale, ușurinței de prelucrare și vopsire, polistirenul poate fi folosit ca materie primă pentru producția de orice.

Cu toate avantajele polistirenului, mai are limitări, și deși nu sunt multe, uneori joacă un rol foarte important.

Unul dintre principalii competitori ai polistirenului este un alt polimer popular - polipropilenă... În unele domenii, precum producția de materiale de ambalare, aceștia sunt concurenți direcți, dar diferența dintre cele două materiale este destul de semnificativă. Merită să începem măcar cu faptul că polistirenul este greu de reciclatși, deși puteți auzi adesea că este sigur, ecologistii încă le place să-și găsească greșelile.

De asemenea, polipropilena nu este lipsită de păcat, dar există încă puține întrebări despre ea și este mai ușor să o reciclați. Dacă vorbim doar despre calitățile fizice ale celor două materiale, atunci polipropilena se caracterizează și prin flexibilitate sporită - acolo unde polistirenul se rupe sau se crapă deja, polipropilena maleabilă se îndoaie pur și simplu. În ceea ce privește prețul, polistirenul, probabil, ar fi pierdut concurența în fața rivalului său cu mult timp în urmă, dar mai mult cost scăzut - factorul care o ține pe linia de plutire până acum.

Distingerea vizuală a una de alta nu este atât de dificilă, dar trebuie să știi la ce să te uiți. Polistirenul arată mai frumos este lucios si stralucitor, fara colorare suplimentara pare transparent, desi poate avea o nuanta rece caracteristica de albastru. Polipropilena pare puțin mai murdară din cauza ceață, efectul de împrăștiere a luminii este mult mai mare. De asemenea, puteți distinge între două materiale atingând: polistirenul este rezonant și emite clicuri caracteristice atunci când este lovit, în timp ce polipropilena sună înfundat.

Polistirenul este unul dintre cele mai controversate materiale în ceea ce privește evaluarea efectelor nocive și a pericolului pentru sănătate. Pe de o parte, este utilizat pe scară largă în locuințele oamenilor și chiar pentru fabricarea de vase, ceea ce sugerează deja că acest lucru nu este interzis. Pe de altă parte, numeroase declarații care pun sub semnul întrebării compatibilitatea ecologică a plasticului se referă în primul rând la polistiren. Va fi corect să spunem că, deși nu este cel mai periculos dintre materialele existente, nici nu poate fi considerat sigur - nu ar putea fi folosit atât de activ.

Polistirenul poate emite nu atât de multe substanțe toxice care să nu afecteze atât de mult sănătatea umană, dar asta doar atâta timp cât nu ești în contact constant cu el și până când se încălzește. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât este mai periculos cartierul cu produse din polistiren, mai ales dacă a început un incendiu și materialul este în flăcări. Cel mai mult, vaporii chimici perturbă ficatul, dar problemele pot fi chiar și cu inima și plămânii, iar unii experți consideră că inhalarea banală a vaporilor de stiren este plină de dezvoltarea hepatitei.

De asemenea, trebuie să înțelegeți că polistirenul și polistirenul sunt diferite: pentru a îmbunătăți proprietățile plasticului, producătorul poate adăuga diverși plastifianți, coloranți și alți aditivi care afectează rezistența și elasticitatea materialului.

Când am numit mai sus polistirenul relativ sigur, însemna că există și alte produse și mai dăunătoare ale activității umane, pe care încă nu le putem refuza - de exemplu, evacuarea mașinii. În plus, teoretic, polistirenul poate fi folosit aproape complet în siguranță - cu condiția să cunoașteți și să urmați cu strictețe instrucțiunile, în special, nu prin promovarea încălzirii materialului, ci prin protejarea acestuia de acesta. Dar chiar si asa Nu trebuie să percepi polistirenul ca pe o substanță complet sigură, pentru că nici în lumea plasticului, care a primit din ce în ce mai multe critici în ultimii ani, polistirenul nu este cel mai sigur.

în prezent pentru producerea polistirenului se folosesc mai multe metode de obtinere materialul dorit și în ceea ce privește proprietățile sale, rezultatul final nu va fi întotdeauna același. Pentru a înțelege cum funcționează, Să aruncăm o privire la fiecare dintre cele trei metode populare.

Astazi asta metoda este deja în mare parte depășită și practic nu este folosită în producție... Principiul de funcționare este următorul: în primul rând, stirenul este purificat din inhibitori, după care este combinat în apă cu emulgatori (săruri ale acizilor grași și sulfonici, săpun), precum și inițiatori de polimerizare - persulfat de potasiu și dioxid de hidrogen. Când este încălzită la 85-95 de grade, are loc o reacție chimică - un proces de polimerizare treptată, care este considerat complet dacă cantitatea de stiren scade sub 0,5%.

Emulsia rezultată este apoi coagulată cu o soluție de sare de masă obișnuită și este supusă uscării, în urma căreia se formează o pulbere granulară fină, fiecare granulă având o dimensiune de cel mult 0,1 mm. Deși polistirenul este de obicei descris ca fiind alb și transparent, această metodă nu va putea atinge aceste caracteristici. - bilele au o nuanță gălbuie, indicând prezența impurităților alcaline, care nu pot fi eliminate complet.

O altă metodă care este deja considerată depășită, deși este încă considerată potrivită pentru reciclarea polistirenului în copolimeri precum polistirenul expandat. Pentru producție, aveți nevoie de stiren preparat sau, mai degrabă, suspensia acestuia în apă, hidroxid de magneziu, alcool polivinilic, polimetacrilat de sodiu și inițiatori de polimerizare. Toate acestea sunt trimise în reactor, unde substanța este amestecată activ cu încălzire treptată până la 130 de grade și presiune ridicată. După aceea, suspensia rezultată trebuie încă supusă procesării prin centrifugare și numai după spălarea și uscarea materialului colectat se obține polistiren.

Această metodă este considerată cea mai populară și relevantă astăzi, iar cea mai mare parte a polistirenului este produs astăzi în acest mod. Motivul este foarte simplu: ieșirea este un material pur, ideal în ceea ce privește parametrii tehnici de iluminare, care se caracterizează prin stabilitatea parametrilor. În același timp, utilizarea tehnologiei luate în considerare este eficientă și garantează absența aproape completă a deșeurilor de producție.

Producția de bloc de polistiren se bazează pe agitarea stirenului într-un mediu benzen în două etape - mai întâi la o temperatură de aproximativ 90 de grade, iar apoi cu încălzire treptată de la 100 la 220. Producția de bloc este oprită într-o etapă în care aproximativ 85% din stiren. masa s-a transformat în polistiren. Îndepărtarea stirenului care nu a avut timp să se polimerizeze se realizează folosind un vid.

Polistirenul este folosit într-un număr mare de domenii ale activității umane și este chiar folosit pentru a face meșteșuguri cu propriile mâini. Acasă Sunt făcute mici suveniruri din el, folosind tăierea cu laser, frezarea, vopsirea în orice culori - de la roșu la auriu și negru, iar în unele cazuri - și imprimarea pe o suprafață de polistiren. Se găsește cea mai largă aplicare a polistirenului in constructie, unde este folosit pentru realizarea panourilor de perete și plăci de tavan, diverse pereți despărțitori și baghete. Sub formă de foaie, acest material poate fi folosit și pentru fațade. În cele din urmă, pe baza acestui material, ei produc recent popular beton de polistiren.

Industria mobilei folosește și acest material din ce în ce mai activ, deși în momentul de față nu este un concurent pentru lemn și derivații acestuia. Cu toate acestea, acolo unde umiditatea este ridicată, se folosește constant - de exemplu, o cadă de duș poate fi făcută în întregime din ea astăzi. În plus, se folosesc granule de polistiren ca umplutura în perne, iar în aceste scopuri se vând gata făcute în pungi.

Pentru o persoană obișnuită, varietatea alimentară a polistirenului este bine cunoscută ca fiind aproape materialul principal. pentru fabricarea veselei de unică folosință... Cele mai multe dintre paharele de plastic care sunt atât de populare pentru îmbutelierea băuturilor răcoritoare astăzi sunt făcute din acesta. În plus, polistirenul alimentar este foarte utilizat ca material de ambalare datorită costului său scăzut și rezistenței relative. Având în vedere proprietățile dielectrice ale materialului, este de remarcat faptul că și-a găsit o aplicație largă în Inginerie Electrică.

În viața de zi cu zi, cel mai adesea trebuie să lucrați cu folie de polistiren, care pot fi prelucrate atât mecanic cât și termic. Formarea prin îndoire, lipire, tăiere și găurire poate fi atât un tip obișnuit de material, cât și unul rezistent la impact. Un ferăstrău obișnuit este folosit pentru a fragmenta o foaie cu grosimea mai mică de 2 mm, în timp ce foile mai groase pot fi luate cu o râșniță sau o unealtă manuală. Într-un atelier industrial este posibilă tăierea cu laser. Linia de tăiere se dovedește a fi puțin ruptă, prin urmare necesită o prelucrare ulterioară - este trecută mai întâi cu un fișier și apoi cu șmirghel.

Dacă este necesar să faceți o gaură în foaie, utilizați un burghiu, pentru care aveți nevoie de un burghiu creat special pentru găurirea foii de plastic. Dacă grosimea foii este mică, în timpul găuririi se poate deforma împotriva dorinței maestrului - puteți evita o astfel de dezvoltare a evenimentelor prin plasarea unui bloc de lemn sub foaie. Foaia este formată fie printr-o tehnică de vid, fie prin suflare de aer sub presiune mare. Prelucrarea prin oricare dintre metodele indicate implică o încălzire semnificativă (până la 160-200 de grade) a materialului.

Dacă vorbim despre polistiren mat, atunci poate suferi și un astfel de tip de prelucrare ca șlefuirea și lustruirea. Pentru aceasta se folosește o râșniță, dar în niciun caz cu roată abrazivă - se ia în schimb o roată moale, pe care se aplică o pastă specială de lustruit. Dacă piesa este mică, o puteți lustrui sau șlefui manual.

Printre alte lucruri, orice acoperire specială poate fi aplicată pe suprafața din polistiren – de la un strat de metal la o peliculă de oglindă. Poate fi imprimat pe el negru sau color, în oricare dintre modurile cunoscute. În același timp, pentru a proteja textul sau imaginea rezultată, este necesar să deschideți suprafața cu lac, deoarece polimerul nu absoarbe umiditatea.

În forma sa pură, polistirenul nu pare să dăuneze mult mediului, dar, în același timp, deșeurile sale, așa cum ar trebui să fie pentru plastic, persistă o perioadă uriașă de timp, poluând planeta.... În plus, aflându-se în mediul natural, polimerul și copolimerii săi pot fi expuși la încălzire excesivă, inclusiv la ardere într-un incendiu, iar atunci consecințele pot fi mult mai grave. De asemenea, contactul necontrolat al obiectelor din polistiren cu substanțe capabile să dizolve materialul este nedorit, altfel eliberarea de vapori toxici de stiren, benzen, toluen, monoxid de carbon și etilbenzen nu poate fi evitată.

Avantajul relativ al materialului este că poate fi reciclat în majoritatea cazurilor, utilizând atât deșeurile directe, cât și produsele pur și simplu uzate din acestea. Extrudarea, presarea și turnarea sunt utilizate ca tehnici de prelucrare. La ieșire se obțin produse care nu sunt inferioare ca calitate celor noi, în timp ce nu se formează gunoi. În plus, în ultimii ani, a fost realizat un nou material de construcție pe bază de polistiren - beton de polistiren, care este potrivit pentru construcții mici. Din păcate, cantități uriașe de deșeuri de polistiren, mai ales în țările sărace, sunt pur și simplu incinerate. Acest comportament cu deșeurile de plastic este extrem de negativ pentru mediu.

Următorul videoclip vorbește despre folie de polistiren și despre caracteristicile aplicării sale.