Allt om polystyren

Olika typer av plaster har radikalt förändrat vår förståelse av vardagen – idag kan vårt liv inte längre föreställas utan vissa plastsaker. Det finns dock olika typer av plast, och var och en av dess sorter har sina egna specifika egenskaper som bestämmer användningen av ett visst ämne i vissa områden. Eftersom polystyren är ett av de mest populära plastalternativen idag, är det värt att överväga dess egenskaper närmare.

Polystyren är polymeriserad styren, det vill säga det är en produkt från den kemiska industrin. Du kan åstadkomma dess tillverkning med hjälp av olika metoder, som var och en har sina egna fördelar och nackdelar, och vi kommer att överväga de mest populära mer i detalj i den här artikeln nedan. Vart i polystyren innehåller endast molekyler av sådana vanliga ämnen som kol och väte, men den är gjord av flytande styren, som i sin tur erhålls från olja och kol.

För första gången erhölls polystyren i de tidiga stadierna av den industriella revolutionen - det är känt att 1839 syntetiserades det i Tyskland... En annan sak är att dess produktion i industriell skala började mycket senare - först 1920, och även då under de första decennierna användes den inte så aktivt. Först under andra världskriget i staterna blev de verkligen intresserade av dem, och producerade konstgjort gummi baserat på polystyren, och i Sovjetunionen sköts den industriella produktionen av detta material helt upp till efterkrigsåren.

Det kan inte sägas att modern polystyren helt motsvarar proverna för ett sekel sedan. – under hela denna tid har forskare letat efter sätt att förbättra materialets egenskaper. Tack vare detta blev plasten efter andra världskriget mycket mer hållbar, inklusive mycket bättre motstå slag - detta blev möjligt tack vare skapandet av styrensampolymerer erhållna genom ännu mer komplexa kemiska processer.

Exakt de fysiska egenskaperna hos modern polystyren är starkt beroende av hur den tillverkades, men i allmänhet, när vi talar om enkel polystyren utan något förtydligande, menar vi ett material med mycket specifika parametrar. Dess densitet är inte den högsta (1060 kg / m

Molekylär massa Ämnet är inte heller på något sätt specifikt och beror starkt på metoden för att erhålla polystyren - det sträcker sig vanligtvis från 50 tusen till 300 tusen, även om emulsionsvarianter ibland visar betydligt högre hastigheter. Löslighet polystyren är betydande i ett antal ämnen, inklusive sin egen monomer, samt aceton, aromatiska kolväten och estrar.

Polystyren har uttalade dielektriska egenskapersom inte förändras oavsett miljö. Detta material är också praktiskt taget likgiltigt för de destruktiva effekterna av syror och alkalier, salter, alkoholer. Ovan har vi redan listat de ämnen som fortfarande kan lösa det, och det oxiderar, halogeneras, nitreras och sulfoneras också.

I sin ursprungliga form, utan ytterligare färgning, polystyren (åtminstone dess blockvariant) är inte bara färglös, utan också genomskinlig... Strukturen behåller praktiskt taget inte synligt ljus, passerar 90% av dess mängd, och detta tillåter användningen av ett sådant material vid tillverkning av optiska glasögon. Samtidigt passerar inte ultraviolett och infraröd strålning genom polystyrenytor så säkert.

Om vi ​​betraktar polystyrens egenskaper som fördelarna som gör det så populärt inom olika områden, är det först och främst värt att lyfta fram följande viktiga punkter.

• Kombination av låg kostnad och enkel bearbetning... Till sitt pris kan polystyren betraktas som en av huvudmotorerna i den moderna civilisationen, med tanke på dess egenskaper. Det är inte för inte som idag produceras så många produkter med direkt deltagande av detta material - det har helt enkelt inte riktigt ett alternativ.
• God kemikaliebeständighet. De flesta av de ämnen som kan komma på polystyrenytan i vardagen utgör ingen fara för den - detta är goda nyheter för tillverkare som vill producera produkter som utmärker sig genom hållbarhet. Samtidigt, i ett kemiskt laboratorium, med en imponerande uppsättning reagenser till hands, är det inte svårt att lösa upp polystyren.
• Toxiciteten är relativt säker. Polystyren avger relativt lite av eventuella skadliga ångor och anses ur miljösynpunkt, med vissa reservationer, ofarlig. Åtminstone lägger experter inte fram några begränsningar för användningen av polystyrenmaterial i bostadslokaler, och till och med polystyrenrätter kan göras.
• Brett utbud av applikationer... Tack vare dess kvaliteter, enkla bearbetning och färgning kan polystyren användas som råvara för framställning av vad som helst.

Med alla fördelar med polystyren har den också begränsningar, och även om det inte finns många av dem, spelar de ibland en mycket viktig roll.

En av de viktigaste konkurrenterna till polystyren är en annan populär polymer - polypropen... Inom vissa områden, såsom tillverkning av förpackningsmaterial, är de direkta konkurrenter, men skillnaden mellan de två materialen är ganska betydande. Det är värt att börja åtminstone med det polystyren är svår att återvinna, och även om du ofta kan höra att det är säkert, älskar miljöaktivister fortfarande att hitta fel på det.

Polypropen är inte heller utan synd, men det finns fortfarande lite färre frågor om det, och det är lättare att återvinna det. Om vi ​​enbart talar om de fysiska egenskaperna hos de två materialen, då polypropen kännetecknas också av ökad flexibilitet - där polystyren redan går sönder eller spricker, böjs formbar polypropen helt enkelt. När det gäller priset, kanske polystyren skulle ha förlorat konkurrensen till sin rival för länge sedan, men mer låg kostnad – faktorn som håller det flytande än så länge.

Att visuellt skilja den ena från den andra är inte så svårt, men du måste veta vad du ska titta på. Polystyren ser vackrare ut den är glänsande och glänsande, utan ytterligare färgning ser den genomskinlig ut, även om den kan ha en karakteristisk kall nyans av blått. Polypropen verkar lite smutsigare på grund av dess dis., är ljusspridningseffekten mycket högre. Du kan också skilja mellan två material genom att trycka på: polystyren är resonant och avger karakteristiska klickningar när den träffas, medan polypropen låter dämpat.

Polystyren är ett av de mest kontroversiella materialen när det gäller att bedöma skador och fara för hälsan. Å ena sidan används det flitigt i människors bostäder och till och med för tillverkning av rätter, vilket redan tyder på att detta inte är förbjudet. Å andra sidan hänvisar många påståenden som ifrågasätter plastens miljövänlighet främst till polystyren. Det kommer att vara rättvist att säga att även om det inte är det farligaste av de befintliga materialen, kan det fortfarande inte anses säkert heller - det kunde inte användas så aktivt.

Polystyren kan avge inte så många giftiga ämnen som inte påverkar människors hälsa så mycket, men detta är bara så länge du inte är i konstant kontakt med det, och tills det värms upp. Ju högre temperatur, desto farligare är grannskapet med polystyrenprodukter, särskilt om en brand har börjat och materialet brinner. Mest av allt stör kemiska ångor levern, men problem kan till och med vara med hjärtat och lungorna, och vissa experter tror att banal inandning av styrenångor är fylld med utvecklingen av hepatit.

Du måste också förstå att polystyren och polystyren är olika: För att förbättra plastens egenskaper kan tillverkaren lägga till olika mjukgörare, färgämnen och andra tillsatser som påverkar materialets styrka och elasticitet.

När vi ovan kallade polystyren relativt säker, menade vi att det finns andra, ännu mer skadliga produkter av mänsklig aktivitet, som vi fortfarande inte kan ge upp - till exempel bilavgaser. Dessutom, i teorin, kan polystyren användas nästan helt säkert - förutsatt att du känner till och strikt följer instruktionerna, i synnerhet inte genom att främja uppvärmning av materialet, utan genom att skydda det från det. Men även så Man ska inte uppfatta polystyren som ett helt säkert ämne, för inte ens i plastvärlden, som fått mer och mer kritik de senaste åren, är polystyren inte det säkraste.

Nuvarande för framställning av polystyren används flera metoder för att erhålla det önskade materialet, och när det gäller dess egenskaper, blir det färdiga resultatet inte alltid detsamma. För att förstå hur det fungerar, Låt oss ta en titt på var och en av de tre populära metoderna.

Idag detta Metoden är redan i stort sett föråldrad och används praktiskt taget inte i produktionen... Funktionsprincipen är som följer: först renas styren från inhibitorer, varefter det kombineras i vatten med emulgeringsmedel (salter av fett- och sulfonsyror, tvål), såväl som polymerisationsinitiatorer - kaliumpersulfat och vätedioxid. Vid uppvärmning till 85-95 grader sker en kemisk reaktion - en gradvis polymerisationsprocess, som anses vara komplett om mängden styren faller under 0,5%.

Den resulterande emulsionen koaguleras sedan med en lösning av vanligt bordssalt och utsätts för torkning, som ett resultat av vilket ett fint granulärt pulver bildas, vars varje granul har en storlek på högst 0,1 mm. Även om polystyren vanligtvis beskrivs som vit och transparent, kommer denna metod inte att kunna uppnå dessa egenskaper. - bollarna har en gulaktig nyans, vilket indikerar närvaron av alkaliska föroreningar, som inte kan elimineras helt.

En annan metod som redan anses föråldrad, även om den fortfarande anses lämplig för återvinning av polystyren till sampolymerer som expanderad polystyren. För produktion behöver du förberedd styren, eller snarare, dess suspension i vatten, magnesiumhydroxid, polyvinylalkohol, natriumpolymetakrylat och polymerisationsinitiatorer. Allt detta skickas till reaktorn, där ämnet aktivt blandas med gradvis uppvärmning upp till 130 grader och högt tryck. Därefter måste den resulterande suspensionen fortfarande utsättas för centrifugbearbetning, och först efter tvättning och torkning av det uppsamlade materialet erhålls polystyren.

Denna metod anses vara den mest populära och relevanta idag, och det mesta av polystyrenen produceras idag på detta sätt. Skälet är ganska enkelt: utgången är ett rent material, idealiskt när det gäller belysningstekniska parametrar, kännetecknat av parametrarnas stabilitet. Samtidigt är användningen av den aktuella tekniken både effektiv och garanterar nästan fullständig frånvaro av produktionsavfall.

Blocktillverkning av polystyren bygger på omrörning av styren i bensenmiljö i två steg - först vid en temperatur på cirka 90 grader, och sedan med gradvis uppvärmning från 100 till 220. Blocktillverkningen stoppas i ett skede då cirka 85 % av styrenet massa har förvandlats till polystyren. Borttagning av styren som inte har hunnit polymerisera utförs med vakuum.

Polystyren används i ett stort antal områden av mänsklig aktivitet och används till och med för att göra hantverk med dina egna händer. Hemma små souvenirer görs av det, med laserskärning, fräsning, målning i alla färger - från rött till guld och svart, och i vissa fall - och utskrift på en polystyrenyta. Den bredaste användningen av polystyren finns under konstruktion, där den används för att göra väggpaneler och takplattor, olika skiljeväggar och baguetter. I arkform kan detta material även användas för fasader. I slutändan, på grundval av detta material, producerar de det nyligen populära polystyrenbetong.

Möbelindustri använder också detta material mer och mer aktivt, även om det för närvarande inte är en konkurrent för trä och dess derivat. Där luftfuktigheten är hög används den dock konstant – till exempel kan en duschkar tillverkas helt av den idag. Dessutom används polystyrengranulat som fyllmedel i kuddar, och för dessa ändamål säljs färdiga i påsar.

För en vanlig person är matvarianten polystyren välkänd som nästan huvudmaterialet. för tillverkning av engångsservis... De flesta plastmuggar som är så populära för att buteljera läsk idag är gjorda av det. Dessutom används livsmedelsgodkänd polystyren flitigt som förpackningsmaterial på grund av dess låga kostnad och relativa styrka. Med tanke på materialets dielektriska egenskaper är det värt att notera att det också hittade bred tillämpning i ellära.

I vardagen måste du oftast arbeta med plåt polystyren, som kan bearbetas både mekaniskt och termiskt. Formning genom bockning, limning, skärning och borrning kan vara både en vanlig typ av material och ett slagtåligt sådant. En vanlig sticksåg används för att fragmentera en plåt med en tjocklek på mindre än 2 mm, medan tjockare plåt kan tas med en slipmaskin eller med ett handverktyg. I en industriverkstad laserskärning är möjlig. Skärlinjen visar sig vara lite trasig, därför kräver den efterföljande bearbetning - den passeras först med en fil och sedan med smärgel.

Om det är nödvändigt att göra ett hål i plåten, använd en borr, för vilken du behöver en borr skapad speciellt för att borra plåtplast. Om tjockleken på arket är liten, kan det under borrning deformeras mot mästarens önskemål - du kan undvika en sådan utveckling av händelser genom att placera ett träblock under arket. Plåten bildas antingen genom en vakuumteknik eller genom att blåsa luft under högt tryck. Bearbetning med någon av de angivna metoderna innebär betydande (upp till 160-200 grader) uppvärmning av materialet.

Om vi ​​talar om matt polystyren, så kan det också genomgå en sådan typ av bearbetning som slipning och polering. För detta används en slipmaskin, men i inget fall med ett sliphjul - istället tas ett mjukt hjul, på vilket en speciell polerpasta appliceras. Om delen är liten kan du även polera eller slipa den för hand.

Bland annat, alla speciella beläggningar kan appliceras på polystyrenytan – från ett metallskikt till en spegelfilm. Den kan tryckas på den i svart eller färg, på något av de kända sätten. Samtidigt, för att skydda den resulterande texten eller bilden, är det nödvändigt att öppna ytan med lack, eftersom polymeren inte absorberar fukt.

I sin rena form verkar polystyren inte göra mycket skada på miljön, men samtidigt kvarstår dess avfall, som det borde vara för plast, under en enorm tidsperiod och förorenar planeten... Dessutom kan polymeren och dess sampolymerer i den naturliga miljön utsättas för överdriven uppvärmning, inklusive förbränning i en brand, och då kan konsekvenserna bli mycket mer allvarliga. Likaså är okontrollerad kontakt av polystyrenföremål med ämnen som kan lösa upp materialet inte önskvärt, annars kan utsläpp av giftiga ångor av styren, bensen, toluen, kolmonoxid och etylbensen inte undvikas.

Den relativa fördelen med materialet är att det kan återvinnas i de flesta fall, utnyttjar både direkt avfall och helt enkelt utslitna produkter från det. Extrudering, pressning och gjutning används som bearbetningstekniker. Vid utgången erhålls produkter som inte är sämre i kvalitet än nya, samtidigt som inget skräp bildas. Dessutom har ett nytt byggmaterial under de senaste åren gjorts på basis av polystyren - polystyrenbetong, vilket är lämpligt för låghusbyggande. Tyvärr förbränns helt enkelt enorma mängder polystyrenavfall, särskilt i fattiga länder. Detta beteende med plastavfall är extremt negativt för miljön.

Nästa video berättar om plåtpolystyren och funktionerna i dess applikation.