Viskas apie polistireną

Įvairios plastiko rūšys kardinaliai pakeitė mūsų supratimą apie kasdienybę – šiandien mūsų gyvenimas nebeįsivaizduojamas be tam tikrų plastikinių dalykų. Tačiau yra įvairių plastiko tipų, ir kiekviena jo rūšis turi savo specifines savybes, kurios lemia konkrečios medžiagos naudojimą tam tikrose srityse. Kadangi polistirenas šiandien yra vienas populiariausių plastiko variantų, verta atidžiau apsvarstyti jo savybes.

Polistirenas yra polimerizuotas stirenas, tai yra chemijos pramonės produktas. Jį galite gaminti naudodami įvairius metodus, kurių kiekvienas turi savo privalumų ir trūkumų, o populiariausius apsvarstysime išsamiau šiame straipsnyje žemiau. Kuriame polistirene yra tik tokių įprastų medžiagų kaip anglis ir vandenilis molekulės, bet jis pagamintas iš skysto stireno, kuris, savo ruožtu, gaunamas iš naftos ir anglies.

Pirmą kartą polistirenas buvo gautas ankstyvoje pramonės revoliucijos stadijoje – tai žinoma 1839 metais buvo susintetintas Vokietijoje... Kitas dalykas, kad pramoniniu mastu jis pradėtas gaminti daug vėliau – tik 1920 m., o jau tada pirmaisiais dešimtmečiais jis nebuvo taip aktyviai naudojamas. Tik Antrojo pasaulinio karo metais valstybėse jais iš tikrųjų susidomėjo, gaminant dirbtinę gumą polistireno pagrindu, o SSRS pramoninė šios medžiagos gamyba buvo visiškai atidėta iki pokario metų.

Negalima sakyti, kad šiuolaikinis polistirenas visiškai atitinka šimtmečio senumo pavyzdžius. – per visą šį laiką mokslininkai ieškojo būdų, kaip pagerinti medžiagos savybes. Dėl to plastikas po Antrojo pasaulinio karo tapo daug patvaresnis, taip pat daug geriau atlaikė smūgius - tai tapo įmanoma sukūrus stireno kopolimerus, gautus atliekant dar sudėtingesnius cheminius procesus.

Tiksliai šiuolaikinio polistireno fizinės savybės labai priklauso nuo jo gamybos būdo, bet apskritai, kai kalbame apie paprastą polistireną be jokio paaiškinimo, turime omenyje medžiagą su labai specifiniais parametrais. Jo tankis nėra didžiausias (1060 kg / m

Molekulinė masė medžiaga taip pat jokiu būdu nėra specifinė ir stipriai priklauso nuo polistirolo gavimo būdo – dažniausiai jis svyruoja nuo 50 tūkst. iki 300 tūkst., nors emulsijos variantai kartais demonstruoja žymiai didesnius rodiklius. Tirpumas polistirenas yra svarbus daugelyje medžiagų, įskaitant savo monomerą, taip pat acetoną, aromatinius angliavandenilius ir esterius.

Polistirenas turi ryškias dielektrines savybeskurios nesikeičia nepriklausomai nuo aplinkos. Ši medžiaga taip pat praktiškai neabejinga destruktyviam rūgščių ir šarmų, druskų, alkoholių poveikiui. Aukščiau jau išvardinome medžiagas, kurios dar gali jį ištirpinti, taip pat oksiduojasi, halogenina, nitrina ir sulfonuoja.

Originalioje formoje, be papildomo atspalvio, polistirenas (bent jau jo blokinė veislė) yra ne tik bespalvis, bet ir skaidrus... Konstrukcija praktiškai neišlaiko matomos šviesos, praleidžianti 90% jos kiekio, o tai leidžia naudoti tokią medžiagą optinių stiklų gamyboje. Tuo pačiu metu ultravioletinė ir infraraudonoji spinduliuotė ne taip užtikrintai praeina pro polistireno paviršius.

Jei laikytume polistirolo savybes kaip privalumus, dėl kurių jis toks populiarus įvairiose srityse, pirmiausia verta pabrėžti šiuos svarbius dalykus.

• Mažos kainos ir paprasto apdorojimo derinys... Už savo kainą polistirenas, atsižvelgiant į jo savybes, gali būti laikomas vienu iš pagrindinių šiuolaikinės civilizacijos variklių. Ne veltui šiandien tiek daug gaminių gaminama tiesiogiai dalyvaujant šiai medžiagai – alternatyvos ji tiesiog neturi.
• Geras cheminis atsparumas. Dauguma kasdieniame gyvenime ant polistireno paviršiaus galinčių patekti medžiagų nekelia jam jokio pavojaus – tai puiki žinia gamintojams, norintiems gaminti gaminius, išsiskiriančius patvarumu. Tuo pačiu metu chemijos laboratorijoje, po ranka turint įspūdingą reagentų rinkinį, polistireną nesunku ištirpinti.
• Toksiškumas yra gana saugus. Polistirenas išskiria palyginti mažai kenksmingų dūmų ir aplinkosaugos požiūriu su tam tikromis išlygomis laikomas nekenksmingu. Bent jau ekspertai nekelia jokių apribojimų polistireninių medžiagų naudojimui gyvenamosiose patalpose, galima gaminti net polistireninius indus.
• Platus pritaikymo spektras... Dėl savo savybių, lengvo apdirbimo ir dažymo polistirenas gali būti naudojamas kaip žaliava bet kam gaminti.

Su visais polistirolo privalumais jis taip pat turi apribojimai, ir nors jų nėra daug, kartais jie atlieka labai reikšmingą vaidmenį.

Vienas iš pagrindinių polistireno konkurentų yra kitas populiarus polimeras - polipropileno... Kai kuriose srityse, pavyzdžiui, pakavimo medžiagų gamyboje, jie yra tiesioginiai konkurentai, tačiau skirtumas tarp šių dviejų medžiagų yra gana didelis. Verta pradėti bent jau nuo to, kad polistireną sunku perdirbti, ir nors dažnai galima išgirsti, kad tai saugu, aplinkosaugininkai vis tiek mėgsta jame ieškoti priekaištų.

Polipropilenas taip pat neapsieina be nuodėmės, tačiau klausimų apie jį vis tiek kyla šiek tiek mažiau, o ir perdirbti jį lengviau. Jei kalbėsime vien apie fizines dviejų medžiagų savybes, tada polipropilenas taip pat pasižymi padidintu lankstumu - ten, kur polistirenas jau lūžta ar trūkinėja, kalusis polipropilenas tiesiog linksta. Kalbant apie kainą, polistirenas, ko gero, jau seniai būtų pralaimėjęs konkurenciją savo varžovui, bet daugiau žema kaina Ar veiksnys, kuris iki šiol jį išlaiko.

Vizualiai atskirti vieną nuo kito nėra taip sunku, tačiau reikia žinoti, į ką žiūrėti. Polistirenas atrodo gražiau yra blizgus ir blizgus, be papildomo dažymo atrodo skaidrus, nors gali turėti būdingą šaltą mėlyną atspalvį. Dėl miglos polipropilenas atrodo šiek tiek purvinesnis., šviesos sklaidos efektas yra daug didesnis. Taip pat galite atskirti dvi medžiagas bakstelėdami: polistirenas yra rezonansus ir trenkdamas skleidžia būdingus spragtelėjimus, o polipropilenas skamba dusliai.

Polistirenas yra viena iš labiausiai prieštaringų medžiagų vertinant žalą ir pavojų sveikatai. Viena vertus, jis plačiai naudojamas žmonių būstuose ir net indams gaminti, o tai jau rodo, kad tai nėra draudžiama. Kita vertus, daugelis teiginių, kuriuose abejojama plastiko ekologiškumu, pirmiausia susiję su polistirenu. Būtų teisinga pasakyti, kad nors ir nėra pati pavojingiausia iš esamų medžiagų, ji vis tiek negali būti laikoma saugia – ji negalėjo būti naudojama taip aktyviai.

Polistirenas gali išskirti ne tiek daug toksiškų medžiagų, kurios neturės tiek įtakos žmonių sveikatai, bet tai tik tol, kol su juo nebendraujate nuolat ir kol jis įkaista. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo pavojingesnė kaimynystė su polistireno gaminiais, ypač jei kilo gaisras ir dega medžiaga. Labiausiai cheminiai garai sutrikdo kepenų veiklą, tačiau problemų gali kilti net su širdimi ir plaučiais, o kai kurie ekspertai mano, kad banalus stireno garų įkvėpimas yra kupinas hepatito išsivystymo.

Taip pat turite suprasti, kad polistirenas ir polistirenas skiriasi: Norėdami pagerinti plastiko savybes, gamintojas gali pridėti įvairių plastifikatorių, dažiklių ir kitų priedų, turinčių įtakos medžiagos stiprumui ir elastingumui.

Kai aukščiau polistireną vadinome gana saugiu, turėjome omenyje, kad yra ir kitų, dar kenksmingesnių žmogaus veiklos produktų, kurių vis dar negalime atsisakyti – pavyzdžiui, automobilių išmetamosios dujos. Be to, teoriškai polistirenas gali būti naudojamas beveik visiškai saugiai – su sąlyga, kad žinai ir griežtai laikysiesi instrukcijų, visų pirma ne skatindamas medžiagos kaitinimą, o nuo jos apsaugodamas. Bet vis tiek Polistirolo nereikėtų suvokti kaip visiškai saugios medžiagos, nes net ir plastiko pasaulyje, kuris pastaraisiais metais sulaukia vis daugiau kritikos, polistirenas nėra pats saugiausias.

Šiuo metu polistirolo gamybai naudojami keli gavimo būdai norimą medžiagą, o pagal jos savybes galutinis rezultatas ne visada bus toks pat. Norėdami suprasti, kaip tai veikia, Pažvelkime į kiekvieną iš trijų populiarių metodų.

Šiandien ši metodas jau iš esmės pasenęs ir gamyboje praktiškai nenaudojamas... Veikimo principas yra toks: pirma, stirenas išvalomas iš inhibitorių, po to jis sumaišomas vandenyje su emulsikliais (riebalų ir sulfonrūgščių druskomis, muilu), taip pat polimerizacijos iniciatoriais – kalio persulfatu ir vandenilio dioksidu. Kaitinant iki 85-95 laipsnių, vyksta cheminė reakcija – laipsniškas polimerizacijos procesas, kuris laikomas baigtu, jei stireno kiekis nukrenta žemiau 0,5%.

Tada gauta emulsija koaguliuojama įprastos valgomosios druskos tirpalu ir džiovinama, todėl susidaro smulkūs granuliuoti milteliai, kurių kiekvienos granulės dydis ne didesnis kaip 0,1 mm. Nors polistirenas paprastai apibūdinamas kaip baltas ir skaidrus, šiuo metodu šių savybių pasiekti nepavyks. - rutuliukai turi gelsvą atspalvį, rodantį, kad yra šarminių priemaišų, kurių negalima visiškai pašalinti.

Kitas metodas, kuris jau laikomas pasenusiu, nors vis dar laikomas tinkamu perdirbti polistireną į kopolimerus, tokius kaip putų polistirenas. Gamybai reikia paruošto stireno, tiksliau, jo suspensijos vandenyje, magnio hidroksido, polivinilo alkoholio, natrio polimetakrilato ir polimerizacijos iniciatorių. Visa tai siunčiama į reaktorių, kur medžiaga aktyviai maišoma palaipsniui kaitinant iki 130 laipsnių ir aukštu slėgiu. Po to gautą suspensiją dar reikia apdoroti centrifugavimu ir tik išplovus bei išdžiovinus surinktą medžiagą gaunamas polistirenas.

Šis metodas šiandien laikomas populiariausiu ir aktualiausiu, o didžioji dalis polistireno šiandien gaminama būtent tokiu būdu. Loginis pagrindas gana paprastas: išvestis yra gryna medžiaga, ideali pagal apšvietimo techninius parametrus, pasižyminti parametrų stabilumu. Tuo pačiu metu nagrinėjamos technologijos naudojimas yra efektyvus ir garantuoja beveik visišką gamybos atliekų nebuvimą.

Polistireno blokelių gamyba pagrįsta stireno maišymu benzeno terpėje dviem etapais – iš pradžių maždaug 90 laipsnių temperatūroje, o po to laipsniškai kaitinant nuo 100 iki 220. Blokų gamyba sustabdoma, kai stireno susidaro apie 85 proc. masė virto polistirenu. Stirenas, kuris nespėjo polimerizuotis, pašalinamas vakuumu.

Polistirenas naudojamas daugelyje žmogaus veiklos sričių ir netgi naudojamas gaminant amatus savo rankomis. Namie iš jo gaminami smulkūs suvenyrai, naudojant pjovimą lazeriu, frezavimą, dažymą bet kokiomis spalvomis – nuo ​​raudonos iki auksinės ir juodos, o kai kuriais atvejais – ir spaudą ant polistirolo paviršiaus. Nustatytas plačiausias polistirolo pritaikymas statybose, kur iš jo gaminamos sienų plokštės ir lubų plytelės, įvairios pertvaros ir batonai. Lakšto forma ši medžiaga taip pat gali būti naudojama fasadams. Galų gale, remiantis šia medžiaga, jie gamina neseniai populiarų polistireninis betonas.

Baldų pramonė taip pat vis aktyviau naudoja šią medžiagą, nors šiuo metu ji nėra medžio ir jos darinių konkurentė. Tačiau ten, kur didelė drėgmė, ji naudojama nuolat – pavyzdžiui, šiandien iš jo galima visiškai pagaminti dušo padėklą. Be to, naudojamos polistireno granulės kaip užpildas pagalvėse, ir šiems tikslams parduodami jau paruošti maišeliuose.

Paprastam žmogui maistinė polistirolo įvairovė yra gerai žinoma kaip beveik pagrindinė medžiaga. vienkartiniams indams gaminti... Iš jo gaminama dauguma plastikinių puodelių, kurie šiandien taip populiarūs pilstyti gaiviuosius gėrimus. Be to, labai naudojamas maistinis polistirenas kaip pakavimo medžiaga dėl mažos kainos ir santykinio stiprumo. Atsižvelgiant į medžiagos dielektrines savybes, verta paminėti, kad ji taip pat plačiai naudojama elektros inžinerija.

Kasdieniame gyvenime dažniausiai tenka dirbti su lakštiniu polistirenu, kuriuos galima apdoroti tiek mechaniškai, tiek termiškai. Formavimas lenkiant, klijuojant, pjaunant ir gręžiant gali būti tiek įprastos, tiek smūgiams atsparios medžiagos. Mažiau nei 2 mm storio lakštui susmulkinti naudojamas paprastas dėlionė, o storesnius lakštus galima paimti šlifuokliu arba rankiniu įrankiu. Pramoniniame ceche galimas pjovimas lazeriu. Pjovimo linija pasirodo šiek tiek suplyšusi, todėl ją reikia vėliau apdoroti - pirmiausia ji perduodama dilde, o paskui švitriniu būdu.

Jei lakšte reikia padaryti skylę, naudokite grąžtą, kuriam reikia specialiai lakštinio plastiko gręžimui sukurto gręžtuvo. Jei lakšto storis mažas, gręžimo metu jis gali deformuotis prieš meistro pageidavimus – tokios įvykių raidos išvengsite po lakštu padėję medinį bloką. Lakštas formuojamas vakuuminiu būdu arba pučiant orą aukštu slėgiu. Apdorojimas bet kuriuo iš nurodytų metodų apima reikšmingą (iki 160-200 laipsnių) medžiagos kaitinimą.

Jei mes kalbame apie matinį polistireną, tada jis taip pat gali būti apdorojamas tokiu būdu kaip šlifavimas ir poliravimas. Tam naudojamas šlifuoklis, bet jokiu būdu ne su abrazyviniu ratu - vietoj to imamas minkštas ratas, ant kurio užtepama speciali poliravimo pasta. Jei detalė maža, ją taip pat galite poliruoti arba šlifuoti rankomis.

Be kita ko, polistirolo paviršių galima padengti bet kokiomis specialiomis dangomis – nuo metalinio sluoksnio iki veidrodinės plėvelės. Ant jo galima spausdinti juodai arba spalvotai bet kuriuo iš žinomų būdų. Tuo pačiu, norint apsaugoti gautą tekstą ar vaizdą, paviršių reikia atidaryti laku, nes polimeras nesugeria drėgmės.

Atrodo, kad grynas polistirenas nedaro didelės žalos aplinkai, tačiau tuo pat metu jo atliekos, kaip ir turėtų būti plastikui, išlieka labai ilgą laiką, teršdamos planetą.... Be to, būdami natūralioje aplinkoje, polimeras ir jo kopolimerai gali būti veikiami per didelio kaitinimo, įskaitant degimą ugnyje, ir tada pasekmės gali būti daug baisesnės. Taip pat nepageidautinas nekontroliuojamas polistireno objektų kontaktas su medžiagomis, galinčiomis ištirpinti medžiagą, kitaip negalima išvengti nuodingų stireno, benzeno, tolueno, anglies monoksido ir etilbenzeno garų išsiskyrimo.

Santykinis medžiagos pranašumas yra tas daugeliu atvejų jį galima perdirbti, utilizuojant tiek tiesiogines atliekas, tiek iš jų tiesiog susidėvėjusius gaminius. Kaip apdirbimo būdai naudojami ekstruzija, presavimas ir liejimas. Prie išėjimo gaunami produktai, kurių kokybė nėra prastesnė už naujus, o šiukšlės nesusidaro. Be to, pastaraisiais metais polistirolo pagrindu buvo pagaminta nauja statybinė medžiaga - polistireninis betonas, kuris tinka mažaaukštei statybai. Deja, didžiuliai polistireno atliekų kiekiai, ypač neturtingose ​​šalyse, yra tiesiog deginami. Toks elgesys su plastiko atliekomis yra labai neigiamas aplinkai.

Kitas vaizdo įrašas pasakoja apie lakštinį polistireną ir jo taikymo ypatybes.