Что такое полистирол: свойства материала, его характеристики и преимущества

Методы получения

Промышленное получение полистирола базируется на химической реакции: полимеризация стирола. Три метода получения полистирола, выделяют в промышленности. Но не все из них нашли широкую признательность по тем или иным причинам.

Эмульсионный

Способ достаточно старый и не особо используемый. Синтез проходит при температуре 85-95 С. Суть его состоит в том, что стирол полимеризуется в водном растворе гидроксида натрия.

Для реакции необходимо:

• сырье (стирол),
• вода,
• эмульгатор,
• инициатор.

Раствор касторового масла заливают в специальный реактор. В него добавляют при перемешивании сырье. Для начала реакции вводится инициатор.

Мономер, свободно плавающий среди мицелл мыла, начинает полимеризоваться. После того, как полимеризация достигнет 20%, процесс переходит на стадию «самосоврершенства» и продолжается внутри полимера. С достижением 0,5% отметки по содержанию «вольного» стирола вся «каша» отправляется на стадию осаждения. Высожденный полистирол сушат.

Суспензионный

По данному способу получения синтез проходит в специальных реакторах, при постоянном перемешивании и поддержанием заданной температуры.

В дистиллированной воде с добавлением стабилизаторов эмульсии (ПВС, гидроксид магния) и инициаторов полимеризации суспензируют стирол. В процессе синтеза постепенно поднимается давление и температура. В результате взаимодействия образуется суспензия, из нее путем центрифугирования отделяют полистирол. Затем материал промывают и сушат. Данным способом главным образом получают пенополистирол.

Получаемый в массе или блочный пенополистирол

Полимеризация проходит постадийно в среде бензола. В первой стадии температура составляет 80-100 С. Во второй 100-120 С. Весь процесс непрерывно проходит в реакторах с мешалками. Процесс признается оконченным, когда степень перехода стирола в полистирол составляет 80-90% массы. Непрореагировавшее сырье возвращается в начало процесса. Полученный продукт имеет высокую степень чистоты, а процесс практически лишен отходов.

Виды полистирола

Ученые нашли возможность смешивать полистирол с другими его «стирольными собратьями»: полимерами, сополимерами. Это позволяет получать новые соединения с уникальными свойствами: высокой теплостойкостью, ударопрочностью и т.п. Наибольшим промышленным интересом пользуются блочные, привитые, статические сополимеры.

Выделяют три вида полистирола:

• общего назначения,
• ударопрочный,
• экструдированный.

Рассмотрим подробнее представителя каждого вида.

Полистирол общего назначения

Полимер отличающейся повышенной хрупкостью и жесткостью. Производится по ГОСТу с помощью суспензионного и блочного способа. 

Физические свойства: прозрачный материал, повышенной твердости, имеет низкое влагопоглощение, радиационную устойчивость, отличные диэлектрические свойства, но характеризуется низкой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению.

Химические свойства: инертен к воде, действию кислот и оснований, плохо растворим в маслах и растворителях.

Применяется для изготовления бытовых товаров, пищевой упаковки, игрушек. Используется также при выпуске щитов наружной рекламы.

Ударопрочный полистирол

Продуктом взаимодействия стирола с бутадиеновым и бутадиен-стирольным каучуком является ударопрочный полистирол. Свойства полимера определяются соотношением стирол/каучук. Выделяют средне-, высоко- и сверхударопрочный материал.

Свойства данного образца по теплостойкости, твердости, диэлетрическим характеристиками схожи с собратом общего назначения. Используют в приборостроении, в мебельном производстве, в бытовой области для производства посуды, игрушек. Данный материал отличается не только высокопрочными характеристиками, но и низкой стоимостью.

Экструдированный полистирол

Полимер изготавливается методом экструзии полимеризированного стирола. С середины 20 века, с момента изобретения, экструдированный полистирол пользуется повышенной популярностью и не имеет аналогов.

Данный полистирол является универсальным утеплителем. Применяют в промышленном и гражданском строительстве.

Основные физико-химические свойства:

• Низкая теплопроводность.
• Химическая стойкость к агрессивным веществам.
• Повышенная прочность.
• Влаго-, морозостойкость.
• Долговечность.
• Устойчивость к биопоражениям.

Нетоксичный, безопасный для человека и животных, удобный в работе материал имеет лишь один недостаток – высокая горючесть, но со способностью к самозатуханию.

Сфера применения полистирола

Бытовая: из полистирола изготавливают канцтовары, игрушки, предметы интерьера, упаковочные материалы. Строительство: используется при изготовлении утеплителей, звукоизоляционныхплит, декоративных отделочных материалов и клеевых основ. Медицина: изготовление станций переливания крови, одноразовых инструментов.

Электротехника: применяется при изготовлении кабелей, антенн, элементов крупной бытовой техники.

Промышленность: применятся при изготовлении различных конструкций, а также турбин и агрегатов.

Полистирол – это доступный недорогой материал, с прекрасными экологично-безопасными показателями, теплоизолирующими, сверхпрочными характеристиками. Каждый его вид по-своему хорош и незаменим. В настоящее время нет аналогов данного материала. А насколько с его появление стала комфортнее и теплее жизнь человека! Теперь от громких соседей можно отгородиться специальными звукопоглощающими элементами, утеплить дом с минимальными затратами, поехать на шашлыки и взять с собой одноразовую посуду. Полимеры делают нашу жизнь лучше, единственное, что остается нам использовать и утилизировать их без вреда для окружающей природы.

Также новости новости рынка полимерной индустрии читайте на Производства.рф и телеграм канале.