Полистирол (50 снимки): какъв е този материал? Нанасяне и приготвяне на гранули, плътност на прозрачен и друг полистирол, точка на топене и други свойства

Съдържание:

Видео: Полистирол (50 снимки): какъв е този материал? Нанасяне и приготвяне на гранули, плътност на прозрачен и друг полистирол, точка на топене и други свойства

Видео: Полистирол (50 снимки): какъв е този материал? Нанасяне и приготвяне на гранули, плътност на прозрачен и друг полистирол, точка на топене и други свойства
Видео: Ровно порезать пенопласт (пенополистирол) очень простой способ,супер приспособление. 2024, Март
Полистирол (50 снимки): какъв е този материал? Нанасяне и приготвяне на гранули, плътност на прозрачен и друг полистирол, точка на топене и други свойства
Полистирол (50 снимки): какъв е този материал? Нанасяне и приготвяне на гранули, плътност на прозрачен и друг полистирол, точка на топене и други свойства
Anonim

Различни видове пластмаси са променили коренно нашето разбиране за ежедневието - днес нашият живот вече не може да бъде представен без определени пластмасови неща. Съществуват обаче различни видове пластмаса и всеки от нейните сортове има свои специфични характеристики, които определят използването на определено вещество в определени области. Тъй като полистиролът е една от най -популярните пластмасови опции днес, струва си да се разгледат по -отблизо неговите характеристики.

Изображение
Изображение

Какъв е този материал?

Полистирол е полимеризиран стирол, тоест продукт на химическата промишленост. Можете да постигнете неговото производство с помощта на различни методи, всеки от които има свои собствени предимства и недостатъци, а ние ще разгледаме най -популярните по -подробно в тази статия по -долу. При което полистиролът съдържа само молекули на такива обичайни вещества като въглерод и водород , но е направен от течен стирен, който от своя страна се получава от нефт и въглища.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Полимеризираният стирол изглежда като твърдо и еластично, безцветно и дори прозрачно вещество, което може да се огъва, без да се счупи, и е силно хигроскопично.

За първи път полистиролът е получен в ранните етапи на индустриалната революция - известно е, че през 1839 г. е синтезиран в Германия … Друго нещо е, че производството му в промишлен мащаб започва много по -късно - едва през 1920 г., а дори и тогава през първите десетилетия не се използва толкова активно. Едва по време на Втората световна война в Щатите те наистина се интересуват от тях, произвеждащи изкуствен каучук на базата на полистирол, а в СССР индустриалното производство на този материал е напълно отложено до следвоенните години.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Не може да се каже, че съвременният полистирол напълно съответства на пробите отпреди век . - през цялото това време учените търсеха начини да подобрят свойствата на материала. Благодарение на това пластмасата след Втората световна война стана много по -издръжлива, включително много по -добре издържаща на въздействия - това стана възможно благодарение на създаването на стиролни съполимери, получени чрез още по -сложни химични процеси.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Имоти

Точно физическите характеристики на съвременния полистирол са силно зависими от начина, по който е произведен , но като цяло, когато говорим за обикновен полистирол без никакви уточнения, имаме предвид материал с много специфични параметри. Плътността му не е най -голямата (1060 кг / м

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Молекулна маса веществото също в никакъв случай не е специфично и силно зависи от метода за получаване на полистирол - той обикновено варира от 50 хиляди до 300 хиляди, въпреки че вариантите на емулсия понякога показват значително по -високи нива. Разтворимост полистиролът е значителен в редица вещества, включително в собствения си мономер, както и в ацетон, ароматни въглеводороди и естери.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Той не се поддава на редица разтворители, включително етери, нисши алкохоли, феноли и алифатни въглеводороди.

Полистиролът има изразени диелектрични свойства които не се променят независимо от средата. Този материал също е практически безразличен към разрушителното въздействие на киселини и основи, соли, алкохоли. По -горе вече изброихме веществата, които все още могат да го разтварят, а също така окислява, халогенирани, нитрирани и сулфонирани.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

В първоначалния си вид, без допълнително оцветяване, полистирол (поне неговият блок разнообразие) е не само безцветен, но и прозрачен … Структурата практически не задържа видима светлина, преминавайки 90% от нейното количество и това позволява използването на такъв материал при производството на оптични стъкла. В същото време ултравиолетовото и инфрачервеното лъчение не преминават толкова уверено през полистиролните повърхности.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Ако разгледаме свойствата на полистирола като предимствата, които го правят толкова популярен в различни области, на първо място си струва да се подчертаят следните важни моменти

  • Комбинация от ниска цена и лекота на обработка … На своята цена полистиролът може да се счита за един от основните двигатели на съвременната цивилизация, предвид неговите свойства. Не случайно днес толкова много продукти се произвеждат с прякото участие на този материал - той просто няма реална алтернатива.
  • Добра химическа устойчивост . Повечето от веществата, които могат да попаднат върху повърхността на полистирола в ежедневието, не представляват никаква опасност за него - това е чудесна новина за производителите, които искат да произвеждат продукти, които се отличават с издръжливост. В същото време в химическа лаборатория, с впечатляващ набор от реактиви под ръка, не е трудно да се разтвори полистирол.
  • Токсичността е относително безопасна . Полистиролът отделя сравнително малко вредни изпарения и от екологична гледна точка, с известни резерви, се счита за безвреден. Най -малкото експертите не налагат никакви ограничения за използването на полистиролни материали в жилищни помещения и дори могат да се правят съдове от полистирол.
  • Широк спектър от приложения … Благодарение на своите качества, лекота на обработка и боядисване, полистиролът може да се използва като суровина за производството на всичко.
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

С всички предимства на полистирола, той също има ограничения , и въпреки че няма много от тях, понякога те играят много важна роля.

На първо място, всяко прегряване за такава пластмаса е опасно и дори в битови условия все още трябва да помислите къде можете да използвате полистирол и къде не. В допълнение, за повечето видове материали, освен удароустойчиви, ударите представляват значителна опасност и като цяло общата крехкост е проблем.

Сравнение с полипропилен

Един от основните конкуренти на полистирола е друг популярен полимер - полипропилен … В някои области, като производството на опаковъчни материали, те са директни конкуренти, но разликата между двата материала е доста значителна. Струва си да започнем поне с факта, че полистиролът е труден за рециклиране , и въпреки че често можете да чуете, че е безопасно, природозащитниците все още обичат да му намират грешки.

Изображение
Изображение

Полипропиленът също не е безгрешен, но все още има малко по -малко въпроси към него и е по -лесно да се рециклира. Ако говорим чисто за физическите качества на двата материала, тогава полипропиленът също се характеризира с повишена гъвкавост - когато полистиролът вече се счупва или напуква, ковката полипропилен просто се огъва. Що се отнася до цената, полистиролът може би отдавна щеше да загуби конкуренцията на своя съперник, но повече ниска цена Факторът, който го държи на повърхността досега.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Визуално разграничаването на един от друг не е толкова трудно, но трябва да знаете какво да гледате. Полистиролът изглежда по -красив той е лъскав и лъскав, без допълнително оцветяване изглежда прозрачен, въпреки че може да има характерен студен нюанс на синьо. Полипропиленът изглежда малко по -мръсен поради мъглата си ., ефектът на разсейване на светлината е много по -висок. Можете също така да правите разлика между два материала, като докоснете: полистиролът е звучен и излъчва характерни щраквания при удар, докато полипропиленът звучи заглушено.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Вреден ли е за хората?

Полистиролът е един от най -противоречивите материали по отношение на оценката на вредата и опасността за здравето . От една страна, той се използва широко в човешки жилища и дори за производство на съдове, което вече подсказва, че това не е забранено. От друга страна, многобройни твърдения, поставящи под въпрос екологичността на пластмасата, се отнасят предимно до полистирол. Ще бъде честно да се каже, че макар и да не е най -опасният от съществуващите материали, той все още не може да се счита за безопасен - не може да се използва толкова активно.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Трябва да се разбере, че стиролът, който е суровина за производството на полистирол, се счита за много токсичен.

Полистиролът може да отделя не толкова много токсични вещества, които няма да повлияят толкова много на човешкото здраве , но това е само докато не сте в постоянен контакт с него и докато се загрее. Колкото по -висока е температурата, толкова по -опасен е кварталът с продукти от полистирол, особено ако е започнал пожар и материалът гори. Най -вече химическите изпарения нарушават черния дроб, но проблемите могат да бъдат дори със сърцето и белите дробове, а някои експерти смятат, че баналното вдишване на пари на стирол е изпълнено с развитие на хепатит.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Трябва също да разберете, че полистиролът и полистиролът са различни: за да подобри свойствата на пластмасата, производителят може да добави различни пластификатори, багрила и други добавки, които влияят върху здравината и еластичността на материала.

Изображение
Изображение

В някои случаи тези добавки може да се окажат дори по -опасни от самия стирен и производителят може да не посочи допълнителни данни за опасност, за да не загуби клиенти.

Когато по -горе нарекохме полистирола относително безопасен, имахме предвид, че има и други, още по -вредни продукти от човешката дейност, от които все още не можем да се откажем - например отработените газове на автомобили. В допълнение, на теория полистиролът може да се използва почти напълно безопасно - при условие, че знаете и стриктно следвате инструкциите, по -специално не чрез насърчаване на нагряването на материала, а като го предпазвате от него. Но дори и така Не трябва да възприемате полистирола като напълно безопасно вещество, защото дори в света на пластмасата, който получава все повече критики през последните години, полистиролът не е най -безопасният.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Преглед на видовете

За сега за производството на полистирол се използват няколко метода за получаване желания материал и по отношение на неговите свойства крайният резултат не винаги ще бъде един и същ. За да разберете как работи, Нека да разгледаме всеки от трите популярни метода.

Изображение
Изображение

Всеки от тези материали има маркировка с характерно обозначение на метода за получаване на полистирол.

Емулсия

Днес това методът вече е до голяма степен остарял и практически не се използва в производството … Принципът на действие е следният: първо стиролът се пречиства от инхибитори, след което се комбинира във вода с емулгатори (соли на мастни и сулфонови киселини, сапун), както и инициатори за полимеризация - калиев персулфат и водороден диоксид. При нагряване до 85-95 градуса се получава химическа реакция - процес на постепенна полимеризация, който се счита за завършен, ако количеството стирол падне под 0,5%.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Получената емулсия след това се коагулира с разтвор на обикновен натриев хлорид и подлежи на изсушаване, в резултат на което се образува фин гранулиран прах, чиято гранула е с размер не повече от 0,1 mm. Въпреки че полистиролът обикновено се описва като бял и прозрачен, този метод няма да може да постигне тези характеристики . - топките имат жълтеникав оттенък, показващ наличието на алкални примеси, които не могат да бъдат напълно елиминирани.

Изображение
Изображение

Въпреки че методът е непопулярен днес, именно този метод осигурява вещество с възможно най -високо молекулно тегло.

Окачване

Друг метод, който вече се счита за остарял, въпреки че все още се счита за подходящ за рециклиране на полистирол в съполимери като експандиран полистирол. За производството е необходим приготвен стирен или по -скоро неговата суспензия във вода, магнезиев хидроксид, поливинилов алкохол, натриев полиметакрилат и инициатори за полимеризация. Всичко това се изпраща в реактора, където веществото се смесва активно с постепенно загряване до 130 градуса и високо налягане. След това получената суспензия все още трябва да се подложи на обработка на центрофуга и едва след измиване и изсушаване на събрания материал се получава полистирол.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Блокиран

Този метод в момента се счита за най -популярния и актуален и по -голямата част от полистирола днес се произвежда по този начин . Обосновката е съвсем проста: изходът е чист материал, идеален по отношение на техническите параметри на осветлението, характеризиращ се със стабилността на параметрите. В същото време използването на разглежданата технология е едновременно ефективно и гарантира почти пълна липса на производствени отпадъци.

Блоковото производство на полистирол се основава на разбъркване на стирен в бензенова среда на два етапа - първо при температура от около 90 градуса, а след това с постепенно загряване от 100 до 220. Производството на блок се спира на етапа, когато около 85% от стирола масата се е превърнала в полистирол. Отстраняването на стирен, който не е имал време за полимеризация, се извършва с помощта на вакуум.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Приложение

Полистиролът се използва в огромен брой области на човешката дейност и дори се използва за изработка на занаяти със собствените си ръце. Вкъщи от него се правят малки сувенири, като се използва лазерно рязане, фрезоване, боядисване във всякакви цветове - от червено до злато и черно, а в някои случаи - и отпечатване върху полистиролова повърхност. Най -широкото приложение на полистирол е открито в строителството , където се използва за производство на стенни панели и плочки за тавани, различни прегради и багети. В листова форма този материал може да се използва и за фасади. В крайна сметка на базата на този материал те произвеждат популярните напоследък полистиролен бетон.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Мебелна индустрия също използва този материал все по -активно, въпреки че в момента не е конкурент на дървесината и нейните производни. Въпреки това, където влажността е висока, тя се използва постоянно - например душ кабина може да бъде направена изцяло от нея днес. Освен това се използват гранули от полистирол като пълнител във възглавници , и за тези цели се продават готови в торби.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

За обикновен човек разнообразието от храни от полистирол е добре известно като почти основният материал. за производство на съдове за еднократна употреба … Повечето от пластмасовите чаши, които са толкова популярни за бутилиране на безалкохолни напитки днес, са направени от нея. В допълнение, полистиролът за хранителни продукти се използва силно като опаковъчен материал поради ниската си цена и относителната здравина. Като се имат предвид диелектричните свойства на материала, заслужава да се отбележи, че той също е намерил широко приложение в електроинженерство.

Изображение
Изображение

В същото време всъщност има толкова много възможности за използване на продукти от полистирол, че просто не е възможно да се изброят всички.

Как да работя с него?

В ежедневието най -често трябва да работите с листов полистирол , които могат да бъдат обработени както механично, така и термично. Оформянето чрез огъване, лепене, рязане и пробиване може да бъде както обикновен вид материал, така и удароустойчив. Обикновен мозайката се използва за фрагментиране на лист с дебелина по -малка от 2 мм, докато по -дебели листове могат да бъдат взети с мелница или ръчен инструмент. В промишлен цех възможно е лазерно рязане . Линията на рязане се оказва малко дрипава, затова изисква последваща обработка - първо се предава с пила, а след това с шкурка.

Изображение
Изображение

Ако е необходимо да направите дупка в листа, използвайте бормашина, за която се нуждаете от бормашина, създадена специално за пробиване на листова пластмаса. Ако дебелината на листа е малка, по време на пробиването тя може да се деформира срещу желанието на капитана - можете да избегнете подобно развитие на събитията, като поставите дървен блок под листа. Листът се формира или чрез вакуумна техника, или чрез издухване на въздух под високо налягане. Обработката по някой от посочените методи включва значително (до 160-200 градуса) нагряване на материала.

Изображение
Изображение

Свързването на отделни части от полистирол е позволено както чрез заваряване, така и чрез залепване. И в двата случая, преди да присъедините фрагментите от повърхността, първо трябва внимателно да обезмасните. Необходимо е да се готви или по газ, или по ултразвуков метод, да се залепи - с полимерни състави на основата на цианоакрилат или неопрен.

Ако говорим за матов полистирол, той също може да претърпи такъв вид обработка като смилане и полиране . За това се използва мелница, но в никакъв случай с абразивно колело - вместо това се взема меко колело, върху което се нанася специална полираща паста. Ако частта е малка, можете също да я полирате или смилате на ръка.

Наред с други неща, върху повърхността от полистирол могат да се нанасят всякакви специални покрития – от метален слой до огледален филм . Тя може да бъде отпечатана върху него в черно или цветно, по някой от известните начини. В същото време, за да защитите получения текст или изображение, е необходимо да отворите повърхността с лак, тъй като полимерът не абсорбира влагата.

Изображение
Изображение

Обработка

В чистата си форма полистиролът не изглежда да навреди много на околната среда, но в същото време неговите отпадъци, както би трябвало да бъдат за пластмаса, се задържат за огромен период от време, замърсявайки планетата … Освен това, намирайки се в естествена среда, полимерът и неговите съполимери могат да бъдат изложени на прекомерно нагряване, включително изгаряне при пожар, а след това последиците могат да бъдат много по -ужасни. По същия начин, неконтролираният контакт на полистиролни предмети с вещества, способни да разтварят материала, е нежелан, в противен случай не може да се избегне отделянето на токсични пари от стирен, бензол, толуен, въглероден оксид и етилбензол.

Изображение
Изображение

Относителното предимство на материала е, че в повечето случаи може да се рециклира , използвайки както директни отпадъци, така и просто износени продукти от него. Екструдирането, пресоването и отливането се използват като техники за обработка. На изхода се получават продукти, които не отстъпват по качество на новите, докато не се образува боклук. Освен това през последните години е направен нов строителен материал на базата на полистирол - полистиролен бетон , което е подходящо за нискоетажно строителство. За съжаление, огромни количества отпадъци от полистирол, особено в бедните страни, просто се изгарят. Това поведение с пластмасовите отпадъци е изключително негативно за околната среда.

Препоръчано: